小试件材料弹性常数超声测量线聚焦PVDF探头的研制

本文针对小试件材料力学性能测试的特殊需求,利用PVDF压电薄膜设计制作了无透镜柱面线聚焦超声探头。文中介绍了探头材料的选择和结构参数的确定,对探头性能进行了数值模拟。该探头具有孔径角大、频带宽、中心频率高等特点。采用线聚焦PVDF探头的弹性常数超声测量系统对多种小试件材料进行了弹性常数测量,测量结果表明,本系统具有波形清晰,信噪比大。分辨率高,测量误差小,结果准确等特点,能够满足工程实验和科学研究的需要。由于线聚焦探头可以发射与聚焦线垂直的表面波,因此,基于线聚焦PVDF探头的小试件材料弹性常数超声精密测量系统,不仅适用于各向同性材料,而且适用于各向异性材料。

小试件材料弹性常数超声测量系统的研制

本文针对小试件块体纳米材料力学性能测试的特殊需求,设计开发了一套小试件材料弹性常数超声精密测量系统。系统由线聚焦PVDF探头、四轴精密运动平台、NI PXI总线嵌入式控制器、超声脉冲产生/接收仪以及数字记忆示波器组成。系统基于声学显微镜技术,利用同时测定纵波和漏表面波波速来表征材料的弹性常数等,既适用于各向同性材料,又适用于各向异性材料。试验结果表明本测量系统工作良好,能够满足试验要求,为进一步评价小试件纳米材料制备工艺和表征纳米材料的力学性能奠定了基础。

小试件材料弹性常数超声测量方法的研究

介绍了针对小试件材料力学性能测试的特殊需求而设计的超声精密测量系统和测试方法,并进行了实验验证.系统基于声学显微镜技术,利用超声波线聚焦PVDF探头,通过同时测定纵波和漏表面波波速来表征材料的弹性常数等.对不同材料的小试件弹性常数进行了测量,测量结果与常规实验结果和理论值相吻合,表明该方法可行,结果可靠.误差分析结果表明本测试系统及测试方法具有较高的测量精度,泊松比和杨氏模量的测量误差均小于3%,能够满足工程及科学研究的要求.此外,该系统不仅适用于各向同性材料,而且适用于各向异性材料,为进一步评价块体纳米材料制备工艺和表征纳米材料的力学性能奠定了基础.