جهاز اختبار معامل المرونة الديناميكي

مقدمة

يعتبر معامل المرونة (معامل يونغ) معلمة أداء مهمة للمواد الهندسية. إنه معلمة ميكانيكية مهمة لوصف خصائص المرونة للمواد الصلبة. يُقاس معامل المرونة بوحدة G/Pa. يتم استخدام أجهزة قياس معامل المرونة بشكل واسع في اختبار وفحص مختلف المواد الصلبة مثل المعادن، السيراميك، مواد البناء، المواد الحرارية، الفحم، الكربون، الزجاج، الطلاءات وغيرها.

في الوقت الحالي، أكثر طرق اختبار معامل المرونة شيوعًا في العالم هي الطريقة الديناميكية - طريقة الحث النبضي، والتي يمكنها اختبار معامل القص، ومعامل يونغ، ونسبة بواسون، ونسبة التخميد وما إلى ذلك. تتميز هذه الطريقة بسهولة التشغيل، الدقة العالية، الخطأ الصناعي الصغير، وإعادة استخدام العينة.

المبدأ الأساسي لطريقة الإثارة النبضية هو استخدام مُثير نبضي لتحفيز عينة ذات مقطع مستطيل وقياس تردد استجابة الانحناء أو التواء العينة. يقوم هذا الجهاز بإحداث اهتزاز حر للعينة عن طريق تحفيزها بشكل فوري (ضرب يدوي بواسطة المطرقة) على العينة. يتم جمع إشارة الاهتزاز بواسطة المستقبل فوق العينة، وينقل إلى الحاسوب من خلال تحويل فورييه، مما يمكن من الحصول على تردد الاهتزاز الحر. يتم حساب معامل يونغ E، ومعامل القص G، ونسبة بواسون U باستخدام التردد الأساسي لاهتزاز الانحناء والتردد الرئيسي للالتواء. يمكن للمحلل الديناميكي لمعاملات الاستطال أن يقيس بدقة ويحلل تردد اهتزاز العينة ويستنتج الخواص المرنة.

يشمل الجهاز الاختباري بشكل أساسي: إطار دعم العينة، مُثير نبضي، مستشعر استقبال الإشارات، مكبر الإشارات، جامع الإشارات، نظام تحليل البيانات، وما إلى ذلك.