1 范圍

      本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了通過測(cè)定長(zhǎng)條狀和圓柱狀耐火制品試樣在彎曲振動(dòng)狀態(tài)下的共振頻率，由制品的共振頻率、質(zhì)量和尺寸計(jì)算其楊氏模量的試驗(yàn)方法。

      注：盡管本標(biāo)準(zhǔn)沒有明確描述，采用合適的測(cè)試儀器時(shí)此方法也適用于高溫楊氏模量的測(cè)定。

      本標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定使用中所有與安全有關(guān)的事項(xiàng)。本標(biāo)準(zhǔn)使用者有責(zé)任預(yù)先建立適當(dāng)?shù)娜松戆踩珬l例并確定其限定的范圍。

2 規(guī)范性引用文件

      下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

      ISO 5022：1979 定形耐火制品 抽樣驗(yàn)收規(guī)則（Shaped refractory products——Sampling and ac-ceptance testing)

      ISO 8656-1：1988 耐火制品 原料和不定形材料抽樣 第1部分：抽樣方案（Refractory prod-ucts-Sampling of raw materials and unshaped products-Part 1:Sampling scheme)

3 術(shù)語(yǔ)和定義

      下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

      彈性模量 modulus of elasticity；MOE

      低于比例極限下，材料應(yīng)力與應(yīng)變的比值。

3.2

      比例極限 proportional limit

      材料不偏離應(yīng)力與應(yīng)變比值（胡克定律）曲線的情況下，所能夠承受的最大應(yīng)力值。

3.3

      均一性 homogeneous

      結(jié)構(gòu)、密度和材質(zhì)相同。

      注：均一性要求所取得的小試樣能代表原磚的整體特點(diǎn)，對(duì)于耐火材料，只要試樣的尺寸比內(nèi)部大顆粒、晶體、氣孔和微裂紋尺寸大，試樣就被認(rèn)為是均一的。

3.4

      各向同性 isotropic

      試樣的彈性性能在所有方向上都是相同的。

3.5

      共振頻率 resonant frequency

      試樣受彎曲振動(dòng)時(shí)發(fā)生共振的頻率。

      注：共振頻率一般由試樣的彈性模量、質(zhì)量和試樣尺寸決定，在振動(dòng)模式中，最低的共振頻率為材料的固有頻率。

3.6

      彎曲振動(dòng) flexural vibrations

      長(zhǎng)條狀或者圓柱狀試樣受微小彎曲應(yīng)力作用的一種振動(dòng)。

3.7

      節(jié)點(diǎn) nodes

      試樣振動(dòng)過程中振幅為零的位置。

      注：對(duì)于試樣的固有彎曲頻率，節(jié)點(diǎn)一般在距試樣一端距離為0.224L處，其中L為試樣長(zhǎng)度。

3.8

      反節(jié)點(diǎn) anti-nodes

      不受約束的長(zhǎng)條狀或圓柱狀試樣受振后的最大振幅點(diǎn)位置，一般反節(jié)點(diǎn)位置有兩個(gè)或者更多。

      注：共振時(shí)，反節(jié)點(diǎn)一般位于試樣的兩端和中心部位。

3.9

      平面彎曲 in-plane flexure

      試樣彎曲方向平行于其主平面。

3.10

      垂面彎曲 out-plane flexure

      試樣彎曲方向垂直于其主平面。

4 原理

      沖擊器敲擊合適幾何形狀的試樣后，測(cè)試試樣的彎曲共振頻率。

      傳感器（接觸式或非接觸式）接收試樣的振動(dòng)信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，選擇合適的試樣支撐位置、敲擊位置與信號(hào)接收點(diǎn)接收試樣的振動(dòng)信號(hào)，通過信號(hào)分析器分析得出試樣的固有振動(dòng)頻率，將獲得的固有振動(dòng)頻率、試樣尺寸和質(zhì)量代入公式計(jì)算得出試樣的動(dòng)態(tài)楊氏模量。

5 意義和用途

      意義和用途如下：

      a）可用于評(píng)價(jià)耐火材料的特性，輔助耐火材料的研究及其質(zhì)量控制；

      b）適用于測(cè)試均一性耐火材料的楊氏模量；

      c) 為動(dòng)態(tài)測(cè)試方法，可測(cè)試長(zhǎng)條狀和圓柱狀試樣的楊氏模量；

      d) 為無(wú)損檢測(cè)，測(cè)試過程中，試樣僅發(fā)生微小變形，對(duì)試樣損傷非常小，因此測(cè)試后試樣仍可用于其他性能測(cè)試；

      e) 可依據(jù)試樣尺寸、組成和結(jié)構(gòu)變化選擇測(cè)試范圍；

      f) 利用沖擊器（錘）敲擊被簡(jiǎn)單支撐的試樣；

      g) 不適用于有大裂紋或空隙的試樣；

      h) 只局限于測(cè)試具有規(guī)則幾何形狀的試樣，如對(duì)面平行的長(zhǎng)條狀和圓柱狀，因?yàn)闂钍夏Ａ康挠?jì)算公式由試樣的相關(guān)尺寸、質(zhì)量和共振頻率組成；

      i) 試樣表面不平整或過分粗糙會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生嚴(yán)重影響，動(dòng)態(tài)楊氏模量與試樣厚度的立方成反比，所以試樣厚度的變化對(duì)結(jié)果有重要影響；

      j) 假定試樣為自由振動(dòng)，無(wú)任何約束或阻礙，因此試樣應(yīng)被合適放置，確保其能自由振動(dòng)。

6 設(shè)備

6.1 激振設(shè)備

      激振設(shè)備用于激發(fā)試樣振動(dòng)，然后精確探測(cè)、分析和記錄試樣的固有頻率或周期。圖1為該設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理圖，包括沖擊器、傳感器（將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)）、電信號(hào)分析系統(tǒng)（包括信號(hào)放大器、信號(hào)分析器和頻率讀出裝置）。

      說(shuō)明：

      1——頻率顯示；

      2——頻率讀出；

      3——信號(hào)放大器；

      4——信號(hào)分析器；

      5——傳感器；

      6——沖擊器；

      7——試樣；

      8——支撐系統(tǒng)；

      9——電氣系統(tǒng)。

圖1 試驗(yàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)原理圖

6.2 沖擊器

      沖擊器的重量應(yīng)滿足給予試樣的振動(dòng)信號(hào)足夠大，達(dá)到可測(cè)量的機(jī)械振動(dòng)信號(hào)；但也不宜過大，以防對(duì)試樣造成物理?yè)p壞或使試樣移動(dòng)。典型的沖擊器見圖2。

      注：沖擊器的大小取決于被測(cè)試樣的大小和物理特性。

      說(shuō)明：

      1——韌性聚合物手柄；

      2——鋼球或其他硬金屬球。

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