无损检测 弹性模量和泊松比的超声测量方法 GBT 38897-2020.pdf

GB/T38897-2020前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准由全国无损检测标准化技术委员会(SAC/TC56)提出并归口，本标准起草单位：北京理工大学、上海材料研究所、中国工程物理研究院化工材料研究所、钢铁研究总院、北京遥测技术研究所。本标准主要起草人：周世圆、徐春广、蒋建生、肖定国、丁杰、郝娟、潘勤学、韩丽娜、张伟斌、徐尧、张敬霖、冯红亮、彭泳卿、黄巧盛、赵明华、吴玄、付君强。GB/T38897-2020)半波检波检测信号b)双极性检测信号图1回波信号前沿示意图4人员要求从事材料弹性模量和泊松比测量的人员应掌握一定的超声检测知识。按照本标淮实施的人员，应掌握与本标准相关的技术与知识，并由雇主或其代理对其进行岗位培训和操作授权。5方法概要5.1原理固体材料中的超声波传播速度由其弹性模量和密度决定。在已知材料密度的基础上，通过测量超声波在固体材料中的传播速度，计算获得材料的弹性模量和泊松比，检测方法包括适用于块状试样的体波法和适用于圆形截面杆状试样的导波法。休波法通过测量块状固休中纵波和横波的传播时间和传播距离，获得材料的纵波声速和横波声速，由材料的纵波声速、横波声速和密度计算获得材料的杨氏模量，由材料的横波声速和密度计算获得材料的剪切模量，由材料的纵波声速和横波声速计算获得材料的泊松比。导波法通过测量圆形细杆中纵波和扭转波的传播时间和传播距离，获得材料的纵波声速和扭转波声速，由材料的纵波声速和密度计算获得材料的杨氏模量，由材料的扭转波声速和密度计算获得材料的剪切模量，由材料的纵波声速和扭转波声速计算获得材料的泊松比。5.2方法特性体波法利用在半无限弹性介质中传播的声波速度测量弹性模量和泊松比，测量横波声速，计算获得剪切模量：测量纵波声速和横波声速，计算获得杨氏模量或泊松比。导波法利用圆形截面杆中传播的声波速度测量弹性模量和泊松比，测量纵波声速或扭转波声速，计算获得杨氏模量或剪切模量：测量纵波声速和扭转波声速，计算获得泊松比。按本标准规定的方法检测弹性模量和泊松比的材料名称参见附录A。5.3方法选择依据体波法适用于厚度不小于5mm的块状试样，且垂直于声波传播方向的最小尺寸应不小于换能器直径或长边尺寸的3倍，导波法适用于直径不大于5mm的圆形截面杆状试样，且长度不小于100mm,长径比不小于40。各向异性材料按本标准规定的方法获得的弹性模量为沿声束传播方向的弹性模量。根据试样的制备难易程度和换能器的尺寸选择检测方法，如板材和棒材检测宜采用体波法，丝材检测宜采用导波法。2