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杨海楠.基于超声迟到回波的固体弹性模量测量[J].数据采集与处理,2020,35(4):745-752
基于超声迟到回波的固体弹性模量测量
Measurement of Elastic Modulus of Solid Materials Based on Ultrasonic Late Echo
投稿时间:2020-03-27  修订日期:2020-06-09
DOI:10.16337/j.1004-9037.2020.04.016
中文关键词:  超声波  弹性模量  迟到回波  纵波声速  横波声速
英文关键词:ultrasonic  elastic modulus  late echo  longitudinal wave velocity  transverse wave velocity
基金项目:
作者单位邮编
杨海楠 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心北京102211
民用飞机结构与复合材料北京市重点实验室北京102211 
102211
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中文摘要:
      由于航空工业的特殊性,对于一些外部供应商提供的飞机零部件,其具体的力学性能无法获取,这就对其地面和飞行试验中的应变和载荷监测结果的准确性校准造成困难。针对未知材料特性固体结构弹性模量的测量需求,本文提出了一种基于超声检测时迟到回波形成原理的测量方法,利用常用的超声纵波直探头对材料横波声速进行测量,并根据弹性模量、泊松比、密度、纵波声速和横波声速之间的固有关系,计算得出材料的弹性模量。该方法不需要额外制造试块,不需要使用横波探头和复杂的试验设备,是一种测量未知材料特性固体结构弹性模量的通用方法。通过实验验证,该方法可较准确地测量弹性模量。
英文摘要:
      Due to the particularity of the aviation industry, the specific mechanical properties of the aircraft parts provided by some external suppliers cannot be obtained, which makes it difficult to calibrate the accuracy of the strain and load monitoring results in the ground and flight tests. In order to meet the requirement of measuring the elastic modulus of solid structures with unknown material properties, this paper presents a measurement method based on the principle of late echo formation in ultrasonic testing. The transverse wave velocity of materials is measured by using the commonly used vertical ultrasonic probe, and the elastic modulus of materials is calculated according to the inherent relationship among the elastic modulus, Poisson’s ratio, density, longitudinal wave velocity and transverse wave velocity. This is a general method to measure the elastic modulus of solid structures with unknown material properties without additional test blocks, transverse wave probes and complex test equipments. Experimental results show that this method can measure the elastic modulus accurately.
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