(高清版)GB∕T 37780-2019 玻璃材料彈性模量、剪切模量和泊松比試驗(yàn)方法

泊松比試驗(yàn)方法國家市場監(jiān)督管理總局中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會IGB/T37780—2019本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由中國建筑材料聯(lián)合會提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國建筑用玻璃標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC255)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)股份有限公司、廣州建設(shè)工程質(zhì)量安全檢測中心有限公司、貴州省建材產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院、中國建筑材料科學(xué)研究總院、中國建材檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán)秦皇島有限居建設(shè)工程有限公司、蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計(jì)研究院。1GB/T37780—2019泊松比試驗(yàn)方法1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了利用脈沖激振法測定玻璃材料在常溫下彈性模量、剪切模量和泊松比的術(shù)語和定義、本標(biāo)準(zhǔn)適用于玻璃和微晶玻璃材料。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T1216外徑千分尺JC/T2172精細(xì)陶瓷彈性模量、剪切模量和泊松比試驗(yàn)方法脈沖激勵(lì)法3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。動(dòng)態(tài)彈性性能dynamicelasticproperty采用脈沖激振法測得的材料彈性模量、剪切模量和泊松比等性能。彎曲振動(dòng)bendingvibration矩形截面梁試樣在長度水平面的法線方向上的振動(dòng)。扭轉(zhuǎn)振動(dòng)torsionvibration矩形截面梁試樣繞其縱軸產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形的振動(dòng)。4試驗(yàn)原理對矩形截面梁試樣施加一個(gè)脈沖激勵(lì)，使其產(chǎn)生自由振動(dòng)。通過快速傅立葉變換獲得試樣的彎曲振動(dòng)基頻和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)基頻，利用彎曲振動(dòng)基頻計(jì)算出試樣的彈性模量，利用扭轉(zhuǎn)振動(dòng)基頻計(jì)算出試樣的剪切模量，泊松比由彈性模量和剪切模量關(guān)系式計(jì)算得出。注：由于試樣振動(dòng)的基頻取決于試樣尺寸、質(zhì)量和彈性模量，在試樣質(zhì)量和尺寸已知的情況下，測到基頻后可以計(jì)算出彈性模量。彈性模量取決于彎曲振動(dòng)基頻，剪切模量取決于扭轉(zhuǎn)振動(dòng)頻率，泊松比由材料的彈性模量和剪5試驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)滿足JC/T2172中的要求，儀器應(yīng)能精準(zhǔn)地測量和分析試樣的振動(dòng)頻率并得出動(dòng)態(tài)彈2GB/T37780—2019析系統(tǒng)等。圖1為測試設(shè)備的基本框圖，圖2和圖3分別為測量試樣的彎曲振動(dòng)和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測量示意圖。通過上面兩種不同安放方式，可以得到試樣的彎曲基頻和扭轉(zhuǎn)基頻。激勵(lì)試樣信號處理試驗(yàn)結(jié)果圖1儀器測量原理的基本框架示意圖說明：圖2試樣的彎曲振動(dòng)測量示意圖3說明：1——激勵(lì)信號；3——彈簧；4——扭轉(zhuǎn)振動(dòng)支撐彈性線。圖3試樣的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測量示意圖5.2脈沖激勵(lì)器采用一個(gè)直徑為4mm～8mm的金屬或陶瓷球體做成的彈性敲擊錘作為手動(dòng)激勵(lì)器，或采用自動(dòng)控制發(fā)射的金屬細(xì)桿作為自動(dòng)激勵(lì)器。5.3信號采集放大系統(tǒng)包括信號采集器、信號調(diào)節(jié)器和A/D轉(zhuǎn)換器。信號采集傳感器應(yīng)為非接觸式傳感器，如音頻傳感器、激光傳感器等，頻率采集范圍為50Hz～100000Hz,分辨率為1Hz或更高。5.4試樣支撐架試樣應(yīng)采用尼龍線支撐，將試樣平放在兩根彈性尼龍線上，尼龍線通過兩根彈簧安裝在長方形支撐架上面，支撐架長度應(yīng)大于試樣長度的兩倍。采用符合GB/T1216規(guī)定的游標(biāo)卡尺測量試樣尺寸，精度為0.02mm。5.6天平采用精度為0.01g的天平測量試樣質(zhì)量。試樣為矩形截面梁試樣，應(yīng)均勻、連續(xù)并滿足以下要求：4GB/T37780—2019a)對于不同的玻璃厚度，試樣的長度和寬度應(yīng)符合以下比例：長度：寬度：厚度=20:4:1,其中長度應(yīng)大于40mm,見圖4所示；說明：L——試樣長度；b——試樣寬度。7試驗(yàn)步驟干燥并稱量試樣的質(zhì)量m,精確到0.01g。在試樣的兩端和中間分別測量厚度t和寬度b,精確到0.02mm,取平均值。測量試樣的長度L,精確到0.1mm。彎曲振動(dòng)試樣的長度為L,將試樣平放在支撐框架上兩根水平拉緊的支撐彈性尼龍線上，兩根彈性尼龍線的相對距離為(0.552±0.005)L,試樣兩端伸出的長度應(yīng)相等，如圖2所示。激勵(lì)點(diǎn)應(yīng)在試樣表面的中央或兩端，將信號采集傳感器置于試接收器應(yīng)放置在試樣互為對角的位置，如圖3所示。激勵(lì)應(yīng)能保證試樣產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)自由振動(dòng)，將信號采集傳感器置于試樣上方10mm左右。得一個(gè)阻尼自由振動(dòng)曲線，通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)獲得試樣彎曲和扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的基頻，計(jì)算出試樣的彈性模8計(jì)算8.1矩形截面梁試樣彎曲振動(dòng)的彈性模量按式(1)計(jì)算：5GB/T37780—2019……式中：E——彈性模量，單位為帕斯卡(Pa);m——試樣的質(zhì)量，單位為克(g);f彎曲振動(dòng)固基頻，單位為赫茲(Hz);b——試樣的寬度，單位為毫米(mm);8.2矩形截面梁試樣的剪切模量按式(2)計(jì)算：…………(2)式中：G——剪切模量，單位為帕斯卡(Pa);f.——扭轉(zhuǎn)振動(dòng)基頻，單位為赫茲(Hz);B——形狀參數(shù)，按式(3)計(jì)算；A———經(jīng)驗(yàn)修正參數(shù)，由圖5獲得或按式(4)計(jì)算。B=[(b/t)+(t/b)]/[4(t/b)—2.52(t/b)2+0.21(t/b)?]………………(3)A=[0.5062—0.8776(b/t)+0.3504(b/t)2—0.0078(b/t)3]/[12.03(b/t)+9.892(b/t)2]圖5計(jì)算剪切模量所用的經(jīng)驗(yàn)修正參數(shù)A與寬厚比的關(guān)系曲線8.3矩形截面梁試樣的泊松比按式(5)計(jì)算：v=(E/2G