v（f，Z）分析方法在小尺寸材料弹性常数测量中的应用.PDF

第 38卷 第9期 北 京 工 业 大 学 学 报 Vo1．38 No．9 2012年 9月 JOURNALOFBEIJING UNIVERSITY OFTECHNOLOGY Sep．2012 v(f，Z)分析方法在小尺寸材料弹性常数测量中的应用 龚 裕 ，谭博涛，宋国荣，吕 炎，何存富 (北京工业大学 机械工程与应用 电子技术学 院，北京 100124) 摘 要 ：针对小尺寸材料弹性常数的测量 ，提 出了一种频域处理方法——一 (_厂，z)分析方法．V(f，。)分析方法基于 声学显微镜技术，使用线聚焦聚偏二氟乙烯 (PVDF)探头，测定材料的表面波波速，计算材料的弹性常数．采用该 分析方法对块体不锈钢试件 的弹性常数进行 了测量 ，测量结果与理论值相吻合．误差分析结果表明，V(f，)分析方 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 5％，能满足工程和科学研究的要求．此外，V(f，z) 分析方法可测得不 同频率 的频散 曲线，不仅适用于块体材料 ，而且适用于薄板、涂层等具有频散特性的材料 ，这为 进一步测量薄板材料和涂层材料的弹性常数奠定了分析基础． 关键词 ：V(f，z)分析方法 ；弹性常数 ；线聚焦 聚偏二氟 乙烯探头 ；小尺寸材料 中图分类号 ：TB52；TB559 文献标 志码 ：A 文章编号 ：0254—0037(2012)09—1298—04 M easurementofElasticConstantsoftheSmaller—specimen MaterialsWithV(f，Z)AnalyticalMethod GONGYu，TAN Bo—tao，SONG Guo—rong，LUYan，HECun—fu (CollegeofMechanicalEngineeringandAppliedElectronicsTechnology，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100124，China) Abstract：TheV(f，)analyticalmethodisananalyticalmethodoffrequencydomain，andcanbe applied to measuretheelasticconstantsofthesmaller—specimen materials．Based onthetechnologyof acousticmicroscope，thelinefocuspolyvinylidendfluoride(PVDF)transducerwasappliedtomeasure thelongitudinalwave．ThesurfacewavevelocitycouldbegotbytheV(f，Z)analyticalmethod，thenthe elasticconstantswerecalculated．Elasticconstantsofthestainlesssteelweremeasured，andresultswere consistentwiththeoreticalvalues．Theerroranalysisshowsthatthismethodhasahigheraccuracyandthe errorsofPoisson’SratioandYoung’Smodulusiswithin5％ ．whichmeansthatthismethodcanmeetthe needofengineeringandscientificresearch．Moreover，thismethodcanbeusedtomeasurethethinplate andcoatingmaterials，which laysthefoundationforfurthermeasuringtheelasticconstantsofthinplate andcoatingmaterials． Keywords：V(f，)analyticalmethod