金屬是人們日常生活生產中常用到的材料，更是人類社會進步的關鍵所在，上文我們為大家分享了金屬材料的彈性模量和泊松比（靜態法）的原理、試樣制備、實驗步驟、計算方式等。本文【科準測控】小編就來分享另一種測試方法，金屬材料彈性模量和泊松比（動態法），同樣按照試驗原理、試驗要求、計算方式、實驗報告、夾具等方面來為大家介紹！

試驗原理

依據聲共振原理測定試樣機械共振頻率，以便測定本部分一項或幾項物理性能。

推薦采用懸絲耦合共振測定方法，其優點是試樣的振幅較大，共振易判別，支撐的影響易排除，振動長度易精確判定，且有較寬的溫度適用范圍。

使試樣分別處于彎曲、縱向及扭轉共振狀態并測定其共振頻率，可計算出動態彈性模量、動態切變模量及動態泊松比。

試驗設備

1、量具

1.1 游標卡尺∶測量試樣長度，最小分度不大于0.05mm。

1.2 千分尺∶測量試樣的直徑或寬度、厚度，最小分度不大于0.002mm。

1.3 天平∶稱量試樣質量，感量不大于0.001g。

1.4 測溫裝置∶在不同溫度下試驗中用來測量試樣的環境溫度，用校準后的熱電偶測量，測溫裝置的準確度應達到士0.5℃，其位置應接近試樣中部，注意與試樣的距離應不大于5mm，同時不要觸及試樣。

科準測控高溫金屬材料試驗機：

試樣要求

1、按設備條件、材料的密度及模量的估計值選擇試樣的尺寸。試樣的最小質量由拾振系統的檢測靈敏度決定，一般不小于5g；試樣尺寸和質量的最大值由激勵系統供給的能量和所允許的空間大小決定。

2、推薦的試樣長度為120mm～180mm。對于圓桿、管，直（外）徑為4mm～8mm，長度約為直徑的30倍；只檢測彎曲共振頻率時，直徑可至2mm。對于矩形桿，厚度為1mm～4mm，寬度為5mm～10 mm。

3、試樣材質均勻，平直；橫向尺寸的軸向不均勻性應不大于0.7%；表面無缺陷，粗糙度Ra不大于1.6 μm，相對表面的平行度應在0.02mm以內。

4、檢測高溫下圓桿、管試樣的扭轉共振頻率時，若共振信號微弱，可采用啞鈴狀試樣或以銷釘固定懸絲的辦法進行扭共振頻率的相對測量。

表一 基頻彎曲共振圓桿、管的修正系數

計算方式

1、室溫動態楊氏模量

1.1圓桿的室溫動態楊氏模量

將測得的試樣的質量m、長度1、平均直徑d、反復檢測的彎振基頻共振頻率均值f，及修正系數T；代入式（11），即可求得動態楊氏模量Ea；修正系數T，可從表4查出∶

1.2圓管的室溫動態楊氏模量

將測得的試樣質量m、長度I、管外徑d；和內徑d；的平均值、經反復檢測的彎振基頻共振頻率均值f，及修正系數T；代入式（12），即可求得動態楊氏模量E；；修正系數T；可從表4中查出∶

當以試樣一次諧波的共振頻率進行計算時，應遵照1.1條所述進行。

注∶當T'隨泊松比μ呈顯著變化時，應以疊代法完成E。值的最終計算，即∶先以初始的EG（1）、G值求出μ（1），據表4求出T（1），進而求出E（2），繼求出p（2），從而據表4求得T（2）依次進行，至E。值無顯著變化為止。

1.3 矩形桿的室溫動態楊氏模量

將測得的試樣質量m、長度l、平均厚度h、經反復檢測的彎振基頻共振頻率值f；及修正系數T；代入式（13），即可算出動態楊氏模量E；；修正系數T

2、室溫動態切變模量

2.1 圓桿的動態切變模量

將測得的試樣密度p、長度l、平均直徑d、經反復檢測的基頻共振頻率均值f1代入式（14），即可得動態切變模量Gd∶

當模量Ga以GPa為單位時∶

式中右端各物理量的含義與單位同式（14）。當密度未知時∶

2.2 圓管的動態切變模量

如果密度已知，由式（15）可得到圓管的切變模量值。如果密度未知∶

2.3 矩形桿的動態切變模量

當密度已知時，可得到動態切變模量。當模量以GPa為單位時∶

當密度未知時，對于基頻∶

式中

R1——基頻扭共振時矩形桿的形狀因子，無量綱；

矩形桿的形狀因子可由式（20）計算，式中n為振動級次∶

變溫過程中的彈性模量由式（21）計算∶

5.3 動態泊松比

任一溫度下試樣的動態泊松比由同一溫度下的動態楊氏模量、動態切變模量值確定∶

亦可由測得的試樣同一溫度下的彎曲與扭轉的共振頻率直接求得該溫度下的動態泊松比。對于圓桿∶

對于圓管∶

對于矩形桿∶

試驗報告

試驗報告一般應包括以下內容∶

1、本國家標準編號及所采用的方法（靜態法或動態法）；100

2、試樣標識

3、材料名稱及相關信息；

4、試樣形狀和尺寸；

5、試驗儀器相關信息；

6、試驗溫度

7、所測性能結果。

動態法的試驗報告還應包括以下內容∶

1、試樣的制備方法及表面狀況，如果材料是各向異性的，則應列出試樣取樣方向；

2、所采用的試驗方法的特征；

3、測試過程中的干擾情況等；

4、精度估算。

以上就是金屬材料的彈性模量和泊松比（動態法）試驗原理、技術參數、試驗要求、計算方式以及試驗報告的介紹了。關于金屬材料拉伸試驗機、扭轉試驗機、彎曲試驗機、沖擊試驗機、疲勞試驗機如果你還有其它想了解的，歡迎給我們私信或留言，【科準測控】會持續給大家更新拉力試驗機相關知識！