[发明专利]一种动态测量材料模量的方法

说明书

本发明涉及一种动态测量材料模量的方法，包括以下步骤：(1)将待测材料制成圆环状试样；(2)将圆环状试样绕着其圆心从静止旋转至高速，然后测量静止时圆环状试样的内径r，高速旋转时圆环状试样的内径R以及转速ω；(3)通过公式计算得到模量E，其中，ρ为待测材料的密度。与现有技术相比，本发明利用环形结构在无约束高速运行过程中在离心力作用下使环产生变形，并在高速运行升速过程中测出其变形值，通过公式进行推导计算，便可得到实际结构材料的模量值，方法简单、方便、直接、无外力约束。

技术领域

本发明涉及材料性能测量技术领域，具体涉及一种动态测量材料模量的方法。

背景技术

模量是材料的基本性能之一，是材料研究过程中测量参数。通常模量的测量在静载作用下进行拉伸应力—应变曲线测量，得出材料的模量。对于制作的环形结构则通过诺尔环或爆破试验进行测量。上述模量测量方法均在静态试验中测得。但很多材料在使用时是处于高速运动的，所以静态试验测得的数据无法真实体现材料模量。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种动态测量材料模量的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种动态测量材料模量的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将待测材料制成圆环状试样；

(2)将圆环状试样绕着其圆心从静止旋转至高速，然后测量静止时圆环状试样的内径r，高速旋转时圆环状试样的内径R以及转速ω；

(3)通过公式计算得到模量E，其中，ρ为待测材料的密度。

所述圆环状试样的旋转通过高速旋转系统实现，所述高速旋转系统包括底部的电机、与电机的转轴连接的托板，所述电机的转轴位于托板的轴心，所述圆环状试样的轴心和托板的轴心重合。该设置能够使得圆环状试样在水平方向是无约束状态的，只是在摩擦力的作用下，随着托板高速旋转，而且保证旋转的圆心恰好就是圆环状试样的轴心。托板有定位结构，能保证环放下后托板与试样的轴心重合。

所述圆环状试样和托板处于真空容器中，真空状态是为确保试样在试样旋转中没有阻力，可实现高速运行的目的。

所述高速旋转系统包括用于测量圆环状试样转速的转速测量仪以及用于测量圆环状试样内径的位移测量装置。

所述位移测量装置为光栅式位移测量装置。

所述高速旋转的速度为1800～150000转/min。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：通过高速旋转系统对圆环状试样的动态运行，在不损坏试件以及对其施加任何外力的情况下，用不断升速方法对环加速，在升速的同时对环进行实时检测，通过对环在运行中的测出位移变化量，变形测量实现环状结构材料的模量测量，该方法简单、方便、直接、无外力约束，提供了一种新的模量测量方法。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1为真空容器，2为圆环状试样，3为托板，4为电机，5为位移测量装置，6为转速测量仪。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种动态测量材料模量的方法，通过试验过程中的变形测量与离心力作用下的理论公式相结合来测量材料模量的方法。它包括以下步骤：