弹性模量与泊松比实验检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-05-12  

弹性模量与泊松比是评价材料力学性能的核心参数。本文依据ISO6892-1、ASTME111等国际标准体系,系统阐述金属、非金属及复合材料在静态与动态载荷下的弹性模量与泊松比检测流程。重点解析拉伸试验法、超声波脉冲法的操作规范及数据处理要点,为工程材料选择和质量控制提供科学依据。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

本实验主要测定材料的弹性模量(Young's modulus)与泊松比(Poisson's ratio)两项关键力学参数。弹性模量表征材料在弹性变形阶段应力与应变的线性比例关系,反映材料抵抗弹性变形的能力;泊松比描述材料在单轴拉伸或压缩时横向应变与轴向应变的比值关系。

测试过程需同步记录载荷-位移曲线、应变分布特征及试样几何尺寸变化等基础数据。对于各向异性材料需分别测定不同取向的弹性参数组合。高温/低温环境下的温度依存性测试需配置温控系统。

检测范围

适用对象包括但不限于:金属材料(铝合金、钛合金、高温合金等)、工程塑料(聚碳酸酯、尼龙等)、陶瓷材料(氧化铝、碳化硅等)、复合材料(碳纤维增强塑料、玻璃钢等)。

典型应用场景涵盖:航空航天结构件选材验证、汽车底盘部件刚度分析、建筑用钢抗震性能评估、医用植入物生物力学适配性研究等领域。试样尺寸需满足ASTM E8/E8M标准规定的比例要求,常规试样标距段直径6-12mm。

检测方法

静态拉伸法:通过万能试验机施加轴向拉伸载荷至屈服强度下限值(通常不超过0.2%应变),利用应变片或引伸计实时采集纵向应变εL与横向应变εT数据。弹性模量E=σ/εL;泊松比ν=-εTL

超声波脉冲法:基于纵波速度VL与横波速度VS的传播特性计算动态弹性参数:E=ρVS2(3VL2-4VS2)/(VL2-VS2);ν=(VL2-2VS2)/[2(VL2-VS2)],其中ρ为材料密度

动态力学分析法(DMA):通过施加交变载荷测量材料的储能模量与损耗模量,适用于高分子材料的频率依存性研究。

检测仪器

电子万能试验机:配备±1级精度载荷传感器(量程50kN-300kN)、接触式引伸计(标距25mm时精度±1μm)、环境箱(-70℃至350℃温控)。需定期进行ISO 7500-1标准载荷校准。

数字图像相关系统(DIC):采用双CCD相机实现全场应变测量(空间分辨率0.01%),适用于异形件或脆性材料的非接触式测量。

超声波探伤仪:配置5MHz宽带探头(直径10mm),时基分辨率≤0.1μs。需使用标准试块进行声速校准。

动态信号分析仪:频率范围0.01Hz-100Hz,相位角测量精度±0.1°,支持多阶模态分析功能。

所有仪器均需建立计量溯源体系,温度传感器符合IEC 60751 Class A精度要求,数据采集系统采样率不低于100Hz。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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