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脈沖激振法(Impulse Excitation Technique)是一種無損檢測方法,是通過試樣固有頻率、尺寸和質(zhì)量來獲取材料楊氏模量、剪切模量、泊松比的一種方法。
脈沖激振法(Impulse Excitation Technique)是指通過合適的外力給定試樣某一特定位置一個(gè)連續(xù)的脈沖激振信號(hào),當(dāng)激振信號(hào)中的某一頻率與試樣的固有頻率相一致時(shí),產(chǎn)生共振,此時(shí)振幅zui大,延時(shí)zui長,這個(gè)波通過測試探針或測量傳感器接收該振動(dòng)信號(hào),有換能器轉(zhuǎn)換為電訊號(hào)輸送給相應(yīng)儀器或者計(jì)算機(jī),然后通過數(shù)據(jù)的分析處理獲得試樣的固有頻率,該固有頻率依據(jù)試樣的振動(dòng)方式不同而獲得不同類型的頻率,如彎曲頻率、扭曲頻率等,然后由相關(guān)公式計(jì)算得出其楊氏模量E、剪切模量G、泊松比及阻尼比等。
圖1 彎曲模式(Flexure mode) 圖2 扭曲模式(Torsion mode)
圖1為材料在材料一端部位置受激勵(lì),在
脈沖激振法(Impulse Excitation Technique,IET)已被廣泛應(yīng)用于研究與質(zhì)量控制領(lǐng)域,IET技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于
彎曲模量(Young’s modulus)是指材料在彎曲振動(dòng)模式下獲得的固有頻率,然后通過下式計(jì)算獲得的彈性模量,E。
Where
E is Young's modulus
m is mass
ff is natural frequency in flexure dimension
b is width
L is length
t is thickness
The above formula can be used should L/t ≥ 20
剪切模量(Shear modulus)是指材料在扭曲振動(dòng)模式下獲得的固有頻率,然后通過下式計(jì)算獲得的彈性模量,E。
Where
Note we assume that b≥t
ft is the natural frequency in the torsion mode
m is mass
b is width
L is length
t is thickness
阻尼比(Damping coefficient) 材料在受激勵(lì)后,與材料發(fā)生共振后振動(dòng)信號(hào)依據(jù)每種材料*的屬性發(fā)生不同程度的衰減,如圖3。阻尼就是使自由振動(dòng)衰減的各種摩擦和其他阻礙作用。
阻尼比是無單位量綱,表示了結(jié)構(gòu)在受激振后振動(dòng)的衰減形式。可分為等于1,等于0, 大于1,0~1之間4種,阻尼比=0即不考慮阻尼系統(tǒng),結(jié)構(gòu)常見的阻尼比都在0~1之間.
Where f = 1/T = ω/(2π) natural frequency
δ = kt the logarithmic decrement
k the exponential damping of the vibration signal
脈沖激振法(Impulse Excitation Technique,IET)已被廣泛應(yīng)用于研究與質(zhì)量控制領(lǐng)域,適用于各種固體材料,如金屬、合金、陶瓷、玻璃、耐火材料、石墨等等。IET技術(shù)在分辨率,量程和可靠性上超過其它原理的測試方法,是目前*的*的非接觸測定各種材料彈性模量的一種理想檢測方法。
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