一种低成本测量材料杨氏模量的方法

杨氏模量是一种重要的材料参数,对结构的固有频率,刚度等有着直接的影响。材料杨氏模量测量方法一般有拉伸法、共振法等,但这些传统方法通常要用到较为昂贵的设备及传感器。为了减小测量成本,文中将压电陶瓷片作为传感元件,利用悬臂梁结构,通过测量自由振动频率,并利用力学公式反推出杨氏模量。文中分析了误差的来源,利用ANSYS软件进行结构仿真,讨论了附加的压电片对悬臂梁的影响,选取较薄的压电片以减小测量误差。实验验证了这种方法可用于杨氏模量的测量。未来可以研究使用电脑麦克风进行数据采集,代替示波器以进一步减小测量成本。     

固有频率压电堆激励无损测量方法

提出一种利用压电堆激励测量结构固有频率的方法,该方法利用压电堆产生纳米级微小振动对结构进行扫频激励。与传统的采用振动台激励、锤击等固有频率测量方法相比,所提出的方法激振幅度小,对于阻尼小、品质因数高且达到共振频率时位移放大系数大的结构,也不会产生破坏。设计了品质因数很高的悬臂梁结构进行实验,为准确探测微小振动信号,采用电涡流传感器测量位移,并使用锁定放大器提高信噪比。仿真与实验数据表明,该方法准确有效,可实现对结构固有频率的无损测量。