弹性模量是描述物质弹性的一个物理量,它表征了材料在弹性形变范围内应力与应变的比值。更具体地说,弹性模量是在单向应力状态下,应力除以该方向的应变所得的值。弹性模量是工程材料重要的性能参数,从宏观角度来说,弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度,即从微观角度来说,是原子、离子或分子之间键合强度的反映。
弹性模量是一个统称,其表示方法可以是“杨氏模量”、“剪切模量”、“体积模量”等。弹性模量只与材料的化学成分有关、与温度有关,与其组织变化无关,与热处理状态无关。但同时,弹性模量与材料缠绕形状有关系。比如将一根弹性模量已知的钢丝绕成一根弹簧,则弹模会改变,或多根钢丝捻制成绞线,把它当成一个整体来检测弹性模量,其整体与个体的弹模也是不一样的。
关于弹性模量,北京清析技术研究院可提供Young模量、剪切模量、柔韧性、热膨胀系数、抗拉强度、特征指数、刚性、泊松比、流变学参数、电导率、热导率、热胀系数、硬度、变形、粘弹参数、回弹特性、摩擦特性、接触特性、表面特性、磁特性等检测项目。同时,北京清析技术研究院可对金属弹性模量、塑性材料弹性模量、高分子弹性模量、复合材料弹性模量、木材弹性模量、纤维素纸加固计(CMT)弹性模量、固体材料沥青(DMA)弹性模量、多层修复体弹性模量、橡胶加速老化试验弹性模量、金属板材剪切模量等进行检测。
检测方法
弹性模量是材料力学性能的重要参数之一,用于描述材料在弹性变形范围内,受力时抵抗弹性变形的能力,即材料的刚度。弹性模量的测试方法主要包括静态法、动态法、脉冲激振法等。
1、静态法
通过在试样上施加一恒定的弯曲应力,测定其弹性弯曲挠度,根据应力和应变计算弹性模量。这种方法适用于有较大形变的固体和常温下的测量。然而,它属于破坏性测试,不能重复测试,且精度低、结果波动大;只能测试杨氏模量,不能测试剪切模量及泊松比。
2、动态法
利用很小的外力使试样振动,通过测试试样的基频率求得弹性模量,或者通过测试超声波或声波在试样中传播速度计算得出材料弹性模量。动态法测试后材料无任何损伤,可进行反复测试,也可用于其他性能测试,为无损检测。该方法适用于各种金属及非金属(脆性)材料的测量,测定的温度范围可从液氮温度至3000℃左右。
3、脉冲激振法
这是一种较少见的测试方法,具体操作和适用范围可能与其他方法有所不同。
此外,还有超声波法等,通过测试超声波在试样中的传播时间及试样长度得到纵向或者横向传播速度,然后计算求得弹性模量数值。这种方法所有设备复杂、换能器转变温度低且价格昂贵,普遍应用受到限制。
选择合适的弹性模量测试方法取决于材料类型和测试要求。静态法适用于各种类型的材料,通常用于评估产品的强度和持久性;而动态法则适用于非破坏性的测试,通常用于评估材料的质量和可靠性。
检测标准
1、INTA 11 05 14 拉伸试验.弹性模量
2、GB/T 3074.2-2008 石墨电极弹性模量测定方法
3、KS F 2437-2013 利用共振的混凝土动力弹性模量、动力平面弹性模量、动力泊松率测试方法
4、HG/T 3321-2012 硫化橡胶弹性模量的测定方法
5、GB/T 37788-2019 超薄玻璃弹性模量试验方法
6、BH GSO ISO 12076:2016 钢丝绳实际弹性模量的测定
7、GB/T 15777-2017 木材顺纹抗压弹性模量测定方法
8、JIS A 1149:2017 混凝土的静态弹性模量测试方法
9、GOST ISO 21181-2018 轻型传送带. 松弛弹性模量的测定
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