哪里可以做动态法弹性模量测试，动态法泊松比测试

测试原理

动态法是试样在受交变应力作用下产生振动，测定试样的基频求得动态弹性模量：E(t) =| σ(t) | / | ε(t) | =σ/ε�=���2（式中�C是常数，与试样尺寸、几何形状及材料的泊松比有关；�M为试样质量；�f为横向弯曲振型的基频）。固体试样在受敲击力激发后将产生瞬变响应受迫振动，该响应取决于外力的大小方向和位置、材料本身的性质、试样质量分配以及支撑条件等因素。当外力消失后，试样所储存的能量总有一部分在阻尼或粘滞过程中耗散，故试样将呈自由阻尼振动。振动过程非常复杂，可视为各种振型的波的叠加，其中只有基型振动储有大的能量，其他振型储存的能量较少，且容易衰减。动态弹性模量仪通过测试探针或测试话筒将振动波转换成电信号，经特定的信号识别电路准确地对基频信号进行分析、判断，选出基频，从而测出试样的固有频率，再由相关公式和数据计算出试样的动态弹性模量。在实验中利用脉冲激励器来激励矩形截面的梁试样，测量常温下试样的弯曲或扭转频率。作用在试样上的瞬时激励是通过自动激发装置或手动小锤的敲击来实现的。激励引起试样的自由振动，通过试样上方的信号接收器得到振动信号，进而通过快速傅立叶变换得到自由振动的前几阶的频率，利用弯曲振动的基频算出试样的弹性模量，进而利用扭转振动主频率计算出剪切模量。由于梁试样自由振动的基频是由试样的尺寸、弹性模量和试样质量唯一确定的，基频已测后且试样的质量和尺寸已知的情况下，可以计算出弹性模量。弹性模量取决于弯曲响应频率，剪切模量取决于扭转响应频率，泊松比由材料的弹性模量和剪切模量决定，三者中只有两项是独立的。

实验设备及制样

按设备条件、材料的密度及模量的估计值选择试样的尺寸。试样的小质量由拾振系统的检测灵敏度决定，一般不小于5g；试样尺寸和质量的大值由激励系统供给的能量和所允许的空间大小决定。

推荐的试样长度为120mm - 180mm。对于圆杆、管，直（外）径为4mm -8mm，长度约为直径的30倍；只检测弯曲共振频率时，直径可至2mm。对于矩形杆，厚度为1mm - 4mm，宽度为5mm -10mm。

试样材质均匀，平直；横向尺寸的轴向不均匀性应不大于0.7%；表面无缺陷，粗糙度��Ra不大于1.6μm，相对表面的平行度应在0.02mm以内。

检测高温下圆杆、管试样的扭转共振频率时，若共振信号微弱，可采用哑铃状试样或以销钉固定悬丝的办法进行扭转共振频率的相对测量。

动态法弹性模量测试仪，包括：试样支撑架、脉冲激励器、信号接受传感器、信号放大器、信号采集器和数据分析系统等。脉冲激励器可以是固体金属、陶瓷或者聚合物球体（直径在10mm左右），通过激励器脉冲。通常采用小锤（由一个小球做的）手敲，或一个自动控制的激发器弹射一个小冲击杆。还有信号采集放大系统。

实验设备

试样要求（以金属材料为例）

计算方式（以金属材料为例）

将测得的试样质量�m、长度�l、平均厚度ℎh、经反复检测的弯振基频共振频率值�f及修正系数�T代入式（13），即可算出动态杨氏模量��Ei；修正系数�T 。

将测得的试样的质量�m、长度�l、平均直径�d、反复检测的弯振基频共振频率均值�f，及修正系数�T代入式（11），即可求得动态杨氏模量��Ed；修正系数�T可从表中查出。注：当�T随泊松比�μ呈显著变化时，应以叠代法完成��Ed值的终计算，即：先以初始的��(1)Ed(1)、�G值求出�(1)μ(1)，据表求出�(1)T(1)，进而求出��(2)Ed(2)，继求出�(2)μ(2)，从而据表求得�(2)T(2)依次进行，至��Ed值无显著变化为止。

圆杆的室温动态杨氏模量

矩形杆的室温动态杨氏模量

测试原理（以木材为例）

从木材的应力 -应变关系（胡克定律）和悬臂板一阶弯曲模态的应力、应变分析2方面阐述动态测试木材泊松比的原理。悬臂木板作一阶弯曲振动时，板内横向应变��εy与纵向应变��εx之比随距其悬臂端距离的增加而上升；横向应力��σy与纵向应力��σx之比在整个板内都很小，随距悬臂端距离的增加从正值下降到负值，存在一个��σy等于零的位置，在此位置上横向应变与纵向应变之比的值不仅等于泊松比值，等于ANSYS计算时输入的泊松比值，以此确定动态测试木材泊松比的应变花粘贴位置。通过应力、应变分析及平面应力状态下的应力-应变关系得到动态测定木材泊松比的应变花粘贴位置。瞬态激励测量应变花的横向应变和纵向应变频谱，一阶弯曲频率的横向应变与纵向应变的线性谱幅值之比得到泊松比的动态测量值。

计算方式（以金属材料为例）

任一温度下试样的动态泊松比由同一温度下的动态杨氏模量、动态切变模量值确定：�=�2�−1ν=2GE−1。亦可由测得的试样同一温度下的弯曲与扭转的共振频率直接求得该温度下的动态泊松比。对于圆杆、圆管、矩形杆有不同的计算公式。