GB/T 38897-2020 无损检测 弹性模量和泊松比的超声测量方法

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GB/T 38897-2020 无损检测 弹性模量和泊松比的超声测量方法简介:

GB/T 38897-2020《无损检测-弹性模量和泊松比的超声测量方法》是中国国家标准,该标准主要规定了使用超声波技术来测量材料弹性模量(Young's modulus)和泊松比(Poisson's ratio)的一种无损检测方法。弹性模量是描述材料抵抗变形的物理量,而泊松比则是描述材料在受拉伸时横向收缩的比值。

超声波测量法是通过发送超声波脉冲到待测材料中,然后测量和分析声波在材料中传播的速度、反射、衰减等特性,来推算出材料的弹性模量和泊松比。这种方法不破坏材料,适用于各种非金属材料和金属材料的无损检测。

具体步骤可能包括以下几个环节: 1. 选择适当的超声波探头和频率,以确保信号能穿透材料并提供足够的反射信号。 2. 在材料表面施加超声波脉冲,测量声波的入射、反射和透射波形。 3. 通过分析声波的传播速度和衰减,以及反射角的变化,计算出材料的弹性模量和泊松比。 4. 确保测量结果的准确性和可靠性,可能需要多次测量并采用统计方法分析。

请注意,实际操作中,这种方法需要专业的技术和设备,以及对超声波检测原理和材料物理特性有深入的理解。

GB/T 38897-2020 无损检测 弹性模量和泊松比的超声测量方法部分内容预览:

横波声速由横波声时和厚度计算,横波声速和其合成标准不确定度分别为:

B.3.4密度的标准不确定度评定

智慧语音会议系统项目招标文件ur2=25ns//3=0.0144μs

ur=u.+ur2=0.0145μs

un=/u.²±u.²=0.0091mm

2h 3191.56m/s U ....( B.14 t, C 0 =8.069m/s . B.15 +

钢密度0取7.84g/cm,测量精度小于或等于0.1%,取95%置信度,扩展因子为2,计算得到 定度u。为0.0039g/cm。

5弹性模量和泊松比测量值及标准不确定度评

.4.2式(3)代入纵波声速、横波声速和密度值计

GB/T 38897—2020

因子为3,则待测材料的杨氏模量的扩展不确定度

B.3.5.2剪切模量测量值及标准不确定度评定

由7.5.4.3式(4),代人横波声速和密度值计算得到剪切模量: G =pu,² =79.86 GPa

取包含因子为3,则待测材料的剪切模量的扩展不确定度为 Uc =3uc =1.218 GPa

B.3.5.3泊松比测量值及标准不确定度评定

5.4.4式(5),代人纵波声速和横波声速计算得到

其合成标准不确定度由纵波声速和横波声速的标准不确定度计算得到

导波法检测碳棒弹性模量和泊松比及其不确定虚

B.4.1纵波声时、扭转波声时和长度测量值

E=pu,2 3V,"—4, =206.04 GPa

=1.154 GPa la.

U,=3up =3.462 GPa

............B.18

......B.9)

0 =0.406 GF av

4=1 =0.006

雷换能器搭建的通用测量系统测量纵波声时和扭转波声时,使用游标卡尺测量待测材料长度,重复测量 10次,取测量的平均值作为各个测量量的基本值,并计算其标准差,测量结果分别如表B.4、表B.5和 表B.6所示,

表B4纵波声时测量值

表B.5扭转波声时测量值

GB/T 388972020

测量量平均值的标准差按式(B.1)计算。

B.4.2纵波声速测量值及标准不确定度评定

B.4.2.1纵波声时的标准不确定度评定

B.4.2.1.1纵波声时的标准不确定度A类评定

纵波声时测量的重复性采用A类评定,纵波声时均值的标准不确定度的A类评定为其多次测量值 的标准差:

B.4.2.1.2纵波声时的标准不确定度 B类评定

u=0.013 3us (B.25

1 =0.013 3 μs

数据采样卡的模数转换引入的测量不确定度采用B类评定。纵波声时测量精度取决于采样频率 和电压分辨率,经验表明数据采样卡的模数转换误差引起的测量误差一般不会超过5个采样周期。当 更用100MHz的采样频率时,系统测量声时的误差不超过50nS,因此纵波声时的示值误差的半区间为 25ns,引入的标准不确定度按均匀分布估计,则纵波声时的B类标准不确定度为:

B.4.2.1.3纵波声时的合成标准不确定度

纵波声时的合成标准不确定度为!

B.4.2.2长度的标准不确定度评定

B.4.2.2.1长度的标准不确定度A类评定

uilg2 =25 ns/ /3 =0.014 4 μs

uulg2=25ns//3=0.0144μs · B.26

u rtg =udtel"+uug2"=0.019 6 μs ......B..

长度测量的重复性采用A类评定,厚度均值的标准不确定度的A类评定为其多次测量值的标 准差:

B.4.2.2.2长度的标准不确定度B类评定

长度测量使用分辨力为0.02mm的游标卡尺,其测量分辨力引入的测量不确定度采用 示值误差的半区间为0.01mm,按均匀分布估计,B类标准不确定度为: ui2 = 0.01 mm/ /3 = 0.005 8 mm

B.4.2.2.3长度的合成标准不确定度

的合成标准不确定度为:

GB/T 38897—2020

B.4.2.3纵波声速测量值及标准不确定度评定

皮声速测量值及标准不确

B.4.3扭转波声速测量值及标准不确定度评定

B.4.3.1扭转波声时的标准不确定度评定

B.4.3.1.1扭转波声时的标准不确定度A类评

=3329.57m/s U(g (B.31) t ig dU I vle =1.850 m/s ..B.32

扭转波声时测量的重复性采用A类评定,横波声时均值的标准不确定度的A类评定为其多次测量 值的标准差:

4.3.1.2扭转波声时的标准不确定度B类评定

wx=0.0066us

扭转波声时的标准不确定度B类评定与纵波声时的标准不确定度B类评定相同,对数据采样卡的 模数转换引入的测量不确定度采用B类评定

B.4.3.1.3扭转波声时的合成标准不确定度

丑转波声时的合成标准不确定度为

B.4.3.2长度的标准不确定度评定

长度的标准不确定度评定与纵波相同,合成标准不确定度为: u=/um² +ua =0.022 0 mm

长度的标准不确定度评定与纵波相同,合成标准不确定度为:

B.4.3.3扭转波声速测量值及标准不确定度评

rm2=25ns/3=0.0144μs

ug=u+ung2?=0.0158μs

u,=/u.²±u.2=0.0220mm

扭转波声速由扭转波声时和长度计算,扭转波声速和其合成标准不确定度分别为

B.4.4密度的标准不确定度评定

Utg 21 1843.03m/s .....(B.37 t ts dUt =0.686m/s .B.38 Qt.

碳棒密度β取1.55g/cm²,测量精度小于或等于0.1%,取95%置信度,扩展因子为2,计 不确定度u。为0.016g/cm

弹性模量和泊松比测量值及标准不确定度评定

由7.6.4.2式(8),代入纵波声速和密度值计算得到杨氏模量:

式(8),代人纵波声速和密度值计算得到杨氏模量

其合成标准不确定度由纵波声速和密度的标准不确定度计算得到:

取包含因子为3,则待测材料的杨氏模量的扩展不确定度为 Ue =3u=0.534 GPa

B.4.5.2剪切模量测量值及标准不确定度评定

由7.6.4.3式(9),代入扭转波声速和密度值计算得到剪切模量: G =pu2 = 5.26 GPa

因子为3.则待测材料的剪切模量的扩展不确定

B.4.5.3泊松比测量值及标准不确定度评定

由7.6.4.4式(10),代人纵波声速和扭转波声速计算得到泊松比

其合成标准不确定度由纵波声速和扭转波声速的标准不确定度计算得到

[黄山]墙模_顶板梁模板技术交底E =pV i.2 = 17.18 GPa

u=/(Fu.) +(2F =0.178 GP a

定度由扭转波声速和密度的标准不确定度计算得

rg =0.054 GPa .......

T/CECS 472-2017标准下载U, =3uc =0.162 GPa

产 u we UP u =0.02

因子为3,则待测材料的泊松比的扩展不确定度 U. = 3u = 0.06

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