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          手用纏繞膜楊氏共振法的測量解析
          編輯:臨朐縣益泰興塑料制品加工廠   發布時間:2020-04-08

            目前,測量手用纏繞膜材料楊氏模量的方法很多,較為常用的有共振法、納米壓痕法、動態膨脹法和視覺圖像跟蹤系統與微拉伸復合法等。

            本文我們先來了解下共振法:

            共振法實質上是利用不同激勵源,如靜電激勵、熱激勵以及聲波激勵等,使待測結構產生振動,然后測量出其共振頻率,末后通過共振頻率計算出材料楊氏模量的方法。

            1、熱激勵法:

            熱激勵法一般分為電加熱激勵法及光加熱激勵法。其測試原理主要是利用微結構上的加熱元件對器件進行局部加熱,由于纏繞膜和基質材料的熱膨脹系數不同導致結構內部產生應力梯度,使器件結構發生變形。當微結構局部進行瞬時的升溫或降溫時,器件會發生振動,從而實現激勵共振。

            2、聲波激勵法:

            聲波激勵法是一種非接觸式測量方法,對被測手用纏繞膜本身物理性質影響較小,是一種精度較高的測量方法,其基本測量原理是將懸臂梁固定在基座上,利用功放電路進行信號的放大,然后傳輸到耳機上,耳機發出的聲波對準懸臂梁,使懸臂梁發生振動。懸臂梁的振動狀態則通過HeNe激光器進行檢測,收集到的光信號通過光電轉換傳送到示波器上,進行所得信號分析,得到共振頻率。

            3、總結:

            共振法作為一種新興的測量方法被廣泛應用在纏繞膜材料楊氏模量的測量上,其其有測量精密、計算簡單等優點,但是缺點也相當顯明:

            (1)無論是懸臂梁還是扇形測量結構,都會受到制備工藝條件的影響,使得到的結構尺寸存在一定誤差,宏觀上對其機械性能會有較大的影響:

            (2)多數測量結構需要加鍍電極,對測得的共振頻率及得到的楊氏模量有較大的影響;

            (3)由于各形式的驅動力與其所產生的振幅不呈線性關系,故較難控制和確認結構的共振率;

            (4)整個共振法的測量結構都較為不同,要求制備工藝精密,具有一定的局限性,很難進行廣泛的應用,實驗重復性不高。

            下期我們再來聊聊手用纏繞膜納米壓痕法的測量過程,敬請期待。

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