اندازه گیری مدول یانگ به روش فراصوتی

نوع مقاله: مقاله علمی- ترویجی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد/دانشگاه خواجه نصیر الدین طوسی

2 دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

چکیده

روش­های مختلفی برای اندازه­گیری مدول یانگ[i] وجود دارد. یکی از این روش­ها، روش فراصوتی است. روش فراصوتی به دلیل دارا بودن مزایایی همچون حساسیت، دقت و سرعت بالا و نداشتن محدودیت از نظر جنس ماده، در تعیین خواص مواد و شناسایی محل و ابعاد عیوب مختلف از اهمیت خاصی برخوردار است. سرعت امواج فراصوتی طولی و عرضی در یک قطعه استوانه­ای از جنس St37 اندازه­گیری و با توجه به رابطه بین این سرعت­ها و مدول یانگ، اندازه مدول یانگ محاسبه شده است. مدول یانگ بدست آمده از روش فراصوتی با مدول یانگ حاصل از آزمون کشش مقایسه و تطابق خوبی بین نتایج حاصل از دو روش مشاهده شده است. همچنین منابع خطا در اندازه­گیری مدول یانگ به روش فراصوتی شناسایی و عدم قطعیت در اندازه­گیری این مدول 0/3 GPa± محاسبه شده است. کوچک بودن این مقدار بیانگر دقت بالای این روش در اندازه­گیری مدول یانگ است.



[i]. Young module

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Khoury, M., G. E. Tourtollet, A. Schroder, “Contactless measurement of the elastic Young’s modulus of paper by an ultrasonic technique.” Ultrasonics, Vol.37, 1999, pp. 133-139.

[2] Levin, V.M., Blank, V.D., Prokhorov, V.M., Soifer, Ja.M. Kobelev, N.P. “Elastic modules of solid C60: measurement and relationship with nanostructure.” Journal of Physics and Chemistry of Solids, Vol.61, 2000, pp. 1017-1024.

[3] Nowacki, K., W. Kasprzyk, “The sound velocity in an alloy steel at high temperature conditions.” International Journal of Thermophysics, Vol.31, 2010, pp.103-112.

[4] Beer, F. P., E. R. Johnston, J. T. Dewolf, “Mechanics of Materials”, New York: Mc Graw Hill, 2006.

[5] The American Society for Testing and Materials. C1198-96: Standard Test Method for Dynamic Young’s Modulus, Shear Modulus, and Poisson’s Ratio for Advanced Ceramics by Sonic Resonance, 2004.

[6] Czichos, H., T. Saito, L. Smith, “Handbook of Materials Measurement Methods”, Wurzburg: Springer Science + Business Media, Inc., 2006.

[7] Wiecek, T., “A new method for the measurement of static and dynamic Young’s
moduli of long fibers.” Composites: Part A, Vol.60, 2014, pp. 1-7.

[8] Li, B. N., C. K. Chui, S. H. Ong, “Modeling shear modulus distribution in magnetic resonance elastography with piecewise constant level sets.” Magnetic Resonance Imaging, Vol.30, 2012, pp.390-401.

[9] Bray, D. E., R. K. Stanley, “Nondestructive Evaluation: A Tool in Design, Manufacturing, and service”, CRC Press, Inc., 1997.

[10] “NASA Measurement Quality Assurance Handbook” – ANNEX 3, 2010.

[11] Figliola, R. S., D. E. Beasley, “Theory and Design for Mechanical Measurements”, Hoboken: John Wiley & Sons, Inc., 2011.