1、ICS 81.040.10 Q 30 中华人民共和国国家标准GB/T 31544-2015 玻璃材料高温弹性性能试验方法脉冲激振法Test method for elastic propertiof g1ass at high temperaturl囚一Impulse excitation of vibration 2015-05-15发布2016-04-01实施气lid-、/时问问J乒协咆中华人民共和国国家质量监督检验检夜总局也士中国国家标准化管理委员会IJ GB/T 31544-2015 前吉本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由中国建筑材料联合会提出。本标准由全国工业
2、玻璃和特种玻璃标准化技术委员会(SACjTC447)归口。本标准主要起草单位z中国建材检验认证集团股份有限公司、中国建筑材料科学研究总院.本标准参与起草单位z北京国晶辉红外光学科技有限公司、中国建材检验认证集团江苏有限公司、北京厦荣工程检测有限责任公司、广东中科华大工程技术检测有限公司。本标准主要起草人E包亦望、万德田、陈国秩、田远、黄万才、邱岩、张伟、j小根、杨卫平、赵晋武、赵虎、王庆。I 1 范围玻璃材料高温弹性性能试验方法脉冲激振法GB/T 31544-2015 本标准规定了利用脉冲激振法测定玻璃材料在高温环境下弹性模量、剪切模量和泊松比等弹性性能的术语和定义、方法概述、测试系统、试样、
3、测试步骤、计算公式和试验报告。本标准适用于连续均质的玻璃材料，既可测量某一给定祖度点，也可连续测量不同温度点玻璃材料弹性性能。其他连续均质固体材料可参考使用。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单适用于本文件。GB/T 1216 外径千分尺GB/T 16839.1热电偶第1部分z分度表JC/T 2172 精细陶资弹性模量、剪切模量和泊松比试验方法脉冲激励法3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1 弯曲报动flexural vibration 试样在长度水平面法线方向
4、上的振动。3.2 扭转摄动阳rsionvibration 试样在横截面绕着长度方向发生的扭曲振动。4 方法概述采用脉冲激励器产生机械激励，作用于高温环境下短形截面试样，引起试样的振动，测量试样的弯曲振动频率和扭转振动频率。通过快速傅立叶变换得到试样的基频，利用弯曲振动的基频计算出试样的弹性模量，利用扭转振动的频率计算出剪切模量，泊松比由弹性模量和剪切模量关系式计算得出。注s由于试样振动的基频取决于试样尺寸、质量和弹性模量，在试梓质量和尺寸已知的情况下，测到基频后可以计算出弹性模最.弹性模量取决于弯曲振动基颜，剪切模量取决于扭转振动频率.泊松比由材料的弹性模量和剪切模最决定，三者只有两项是独立的
5、.5 副试系统5.1 构成测试系统包括E加热炉、温度测量和且示装置、激励器、信号采集器和处理器、试样支撑及数据分析GB/T 31544-2015 系统等。圄1是测试系统的工作原理示意图.说明g1 激励器，2一一温度测量装置，3一一温度显示器，4一一加热炉$5一一试样;5.2 加棉炉s 6一一信号采集器，7一一信号处理器;8 频率分析系统z9一一试验结果输出系统$10一一支撑节点.7 图1测试系统的工作原理示意圈8 加热炉应具有升温和保温控制功能。加热炉内气氛可以是空气、惰性气体或真空。加热炉应自动控制并调节升温速度，到达试验温度点后的惯性升温应不超过5C。保持恒温状态时炉内测量温度变化应小子士
6、2C。试样在加热炉内应均匀受热，当达到试骑温度后应恒温15min后开始测试，试样表面温度差别应不大于士10c。5.3 温度副量和显示装置热电偶应符合GB/T16839.1规定.热电偶要有足够长度，插入加热炉使其端头尽量接近试样。热电偶测温系统应每年至少定期校验一次，或一年内多次校验.若使用光学高温计测温，应选用分辨率高于5C和2%准确度的测温仪。5.4 脉冲激励器符合JC/T2172规定。激励杆宜采用直径小于5mm的陶瓷或者金属杆.5.5 倍号果集器符合JC/T2172规定，宜采用声传感器和激光位移传感器等非接触型传感器。5.6 试样支撑试梓支撑应采用能使试样受激振后自由振动的方法。通常有两种
7、方式，可采用弹性耐高温金属细线悬挂，也可用接触式的支撑。试样放置在两根平行的铀丝上，铀丝直径宜为0.3mm-0.5 mm.铀丝. GB/T 31544-2015 固定在耐高温夹具的支撑架上，支撑架宜采用氧化铝、氮化硅等耐高温材料。图2为铀丝悬挂试样的示意圈。说明，1一一激励点F2一一试梯，3一一销丝，6 试样试样要求如下z4 信号采集点35一支撑节点。圄2铀丝悬挂试样的示意圄a) 试样为长方体，长度应不小于60mm.长度CL)、宽度Cb)、厚度(t)的比例约为20: 5 I 1, b) 试样长度、宽度和厚度的平行度误差应分别小于0.5%、0.1%和0.1.%; 。试样表面应光滑平整，边缘不需倒
8、角pd) 试样质量应不小于5g 7 测试步骤7.1 试样质量和尺寸的测量符合精度为1mg的天平称量试样质量，符合GB/T1216规定的游标卡尺测量试样长度、宽度和厚度。在试样宽度和厚度测试时应分别测量试样两端和中间，取平均值。7.2 试样放置方式测量弯曲振动基额时，试样长度已知为L.将试样放置在两根水平拉紧的销丝上，两根线的相对距离为(0.552士0.005)L.试样两端伸出的长度相等.激励点在试样表面中央.测量扭转撮动频率时，将试样放置在两根水平拉紧的锦丝上，两根线的相对距离为CO.552士0.005)L.试样两端伸出的长度相等。激励点和信号采集点对应在试样的两个对角的对应点上，脉冲激励器和
9、信号采集器互为对角位置，如图2所示。激励的力值应保证试样扭转振动。3 GB/T 31544-2015 7.3 信号采集器定位加热装置内气氛为空气或惰性气体，信号采集器宜采用声传感器。连接声传感器的陶资导管前端，置于试样上方10mm左右，加热装置内气氛为真空高温环境，信号采集器应采用激光位移传感器，通常放置在试样上方，且距离试样约0.5m的真空环境外。7.4 试样加热启动加热装置，按照设定的程序对试样进行加热，达到设定温度后，恒温15min。7.5 测量启动检测装置，输人7.1测得的试样尺寸和质量，设置仪器的基本参数，启动激励装置，利用信号采集器和信号处理器获得一个阻尼自由振动曲线，通过数据分析
10、处理系统算出试样振动的固有频率，并得到弹性模量、剪切模量和泊松比等性能。测量不同温度点的玻璃弹性性能时，在完成较低的温度点测量后，重复步骤7.4继续升温到高的温度点，然后重复步骤7.5.8 计算公式8.1 弹性模量按式(1)计算t.946 5于(于)31+6叫去)丁-式中zE一一弹性模量，单位为帕(Pa), m一一试样质量，单位为克(g)，fb 弯曲振动的基颇，单位为赫兹(Hz), b一试样宽度，单位为毫米(mm)，L一试样长度，单位为毫米(mm)，t -一试样厚度，单位为毫米(mm)。8.2 剪切模量按式(2)计算zG=哈主(击)式中zG一一剪切模量，单位为帕(Pa)I f，一扭转振动的频率
11、，单位为赫兹(Hz); B一二形状参数，按式(3)计算PA一一经验修正参数，按式(的计算或由图3获得. ( 2 ) B =(b/t) + (t/b)/H旷的一2.52(t/的2+0.21 (t/b)叮. . ( 3 ) A =0.5062一0.8776(b/t) +0.3504 (b/t)2 - 0.0078 (b/t)3/1 2.03(b/t) + 9.892 (b/t)2 ( 4 ) 4 GB/T 31544-2015 I H -H -H -H -一- / -H 一J -v 一问一问H -H / 一-一H 一r ./ -f -. H 1 =1 r. 2 1. 5 。.5法可Mm国间嗡 11
12、 10 9 8 7 6 5 4 3 2 -0.5 1 寇度与厚度比(h!t)计算剪切摸量所用的经验修正因子A圄3E _ )1=-.-_ -1 2G -泊松比按式(5)计算z8.3 ( 5 ) 式中zU一一泊松比.试验报告应包含下列信息za) 试验部n，b) 试验设备zc) 试验日期，d) 试样数量z试样的质量和尺寸F试验人员z试验温度，基频z弹性模量、剪切模量和泊松比z试样描述z1) 试样名称、组成和来源z2) 加工条件，表面处理和边角情况F的其他必要信息试样背景，处理记录等。其他有关信息。试瞌报告9 、J、.，、.，、.，、，fghu j) 5 山FON|辜的F伺H阁。华人民共和国家标准玻璃
13、材料高温弹性性能试瞌方法脉冲激振法GB/T 31544一2015国中* 中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平墨西街甲2号(100029)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址总编室，(010)68533533发行中心以010)51780238读者服务部，(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销婪印张0.75字数16千字2015年6月第一次印刷开本880X 1230 1/16 2015年6月第一版* 十3号I155066. 1-51900 16.00元如有印装差错由本社发行中心调换版极专有侵权必究举报电话:(010)68510107定价GB/T 31544-2015
