动刚度检测:如何科学评估材料的动刚度性能?

动刚度检测:如何科学评估材料的动刚度性能?简介

发布时间:2025-02-27 23:34:32

更新时间:2025-05-02 21:26:56

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发布来源:检测资讯中心

动刚度(Dynamic Stiffness)是指材料或结构在受到动态载荷作用下的抗变形能力。它不仅是衡量结构健康的关键参数,还对工程设计和优化起着至关重要的作用。在机械、航空、建筑等领域,了解动刚度能够帮助预测结构在实际工作环境中的表现,确保设备在动态负载下的稳定性与安全性。本文将介绍动刚度的检测方法,分析检测样品、检测项目、使用的仪器以及相关的检测技术。
动刚度检测:如何科学评估材料的动刚度性能?内容

检测样品

动刚度的检测通常需要选择代表性样品,这些样品可以是金属、复合材料或其他工程材料,依据不同应用领域的需求进行选择。在选择检测样品时,需考虑样品的尺寸、形状、材料性质以及预期的动态载荷环境。例如,对于机械结构件,可以选择不同厚度的金属板;对于航空航天领域,则可以选择轻质复合材料。此外,样品表面状况也会影响检测结果,因此需要对其表面进行必要的处理,以确保测量的准确性。

检测项目

动刚度的检测项目主要包括以下几个方面:

  • 频率响应分析:这是评估动刚度最常见的方式,通过施加已知频率的动态载荷,测量材料或结构的响应。
  • 模态分析:模态分析可以确定结构的固有频率和振型,有助于预测材料在不同频率下的响应特性。
  • 幅值响应测量:通过测量样品在不同动态负载下的位移幅值,可以直观了解其刚度性能。
  • 振动测试:振动测试可以帮助理解样品在振动激励下的行为,特别是在复杂动态环境中的表现。

检测仪器

动刚度的检测依赖于高精度的仪器设备,常用的检测仪器包括:

  • 振动测试系统:该系统通常由激振器、加速度传感器、数据采集器和分析软件组成。激振器通过施加控制的振动负载,监测结构的响应,而加速度传感器则用于记录样品的振动数据。
  • 频谱分析仪:频谱分析仪能够捕捉材料在不同频率下的动态响应,辅助进行频率响应分析。
  • 动态力传感器:用于测量施加在样品上的动态力,这对分析样品的力学特性至关重要。
  • 光学位移传感器:光学位移传感器通过高精度测量样品表面的位移,提供无接触的高精度测量数据。

检测方法

动刚度的检测方法通常包括以下几种:

  • 振动激励法:通过对样品施加已知频率和幅值的振动激励,测量样品的响应,进而计算动刚度。常见的设备包括激振器和加速度传感器,振动频率范围可根据材料特性进行调整。
  • 模态分析法:该方法主要通过提取样品的固有频率和振型信息,判断样品的动刚度特性。使用模态分析法,可以识别材料或结构在不同工作条件下的动态性能。
  • 脉冲响应法:通过施加瞬时脉冲激励,测量样品的动态响应,并结合数据分析得出动刚度。此方法适用于大多数材料及结构。
  • 激光干涉法:使用激光干涉仪精确测量材料表面的位移和应变,适用于高精度和微小振动的检测。

检测标准(部分)

《 QJ 2433-1993 弹道式导弹弹头动强度和动刚度试验方法 》标准简介

  • 标准名称:弹道式导弹弹头动强度和动刚度试验方法
  • 标准号:QJ 2433-1993
    中国标准分类号:V71
  • 发布日期:1993-03-20
    国际标准分类号:43.040
  • 实施日期:1993-12-01
    技术归口:
  • 代替标准:
    主管部门:
  • 标准分类:道路车辆工程QJ 航天
  • 内容简介:

《 QJ 2276-1992 弹道导弹动强度与动刚度.试验方法 》标准简介

  • 标准名称:弹道导弹动强度与动刚度.试验方法
  • 标准号:QJ 2276-1992
    中国标准分类号:V71
  • 发布日期:1992-02-25
    国际标准分类号:25.100
  • 实施日期:1992-10-01
    技术归口:
  • 代替标准:
    主管部门:
  • 标准分类:机械制造QJ 航天
  • 内容简介:

    本标准规定了弹道导弹结构动强度与动刚度的试验目的、项目、基本要求、试验程序和方法。本标准适用于弹道导弹结构动强度与动刚度试验,也适用于运载火箭结构动强度与动刚度试验。

《 GB/T 22159.4-2017 声学与振动 弹性元件振动-声传递特性实验室测量方法 第4部分:弹性非支撑件平动动刚度 》标准简介

  • 标准名称:声学与振动 弹性元件振动-声传递特性实验室测量方法 第4部分:弹性非支撑件平动动刚度
  • 标准号:GB/T 22159.4-2017
    中国标准分类号:A59
  • 发布日期:2017-11-01
    国际标准分类号:17.140
  • 实施日期:2018-05-01
    技术归口:全国声学标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:中国科学院
  • 标准分类:计量学和测量、物理现象声学和声学测量
  • 内容简介:

    国家标准《声学与振动 弹性元件振动-声传递特性实验室测量方法 第4部分:弹性非支撑件平动动刚度》由TC17(全国声学标准化技术委员会)归口,主管部门为中国科学院。

    GB/T 22159的本部分详细介绍了弹性非支撑件( 如:弹性波纹管、联轴器、电源电缆、软管和管道吊钩,见图1)平动动刚度的两种测量方法。在此不考虑充有诸如油或水之类液体的元件。注1:管道吊钩与压缩型的弹性支撑件不同, 它是拉伸型的, 因此本部分中所描述的测试条件与GB/T 22159.2和GB/T 22159.3不同。采用本方法不要求弹性元件的法兰相互平行, 只要元件的法兰或夹具连接界面平整即可。本部分中所讨论的弹性元件用于减少:a) 音频范围振动(20Hz~20 kHz的结构声)向结构的传递, 例如, 它会使结构辐射出不需要的声 音(空气声、水声或其他声音);b)低频振动( 一般1Hz~80Hz)的传递, 例如,它过于强烈时,会使人体感到不适,结构受到M害。实际上,任何一个试验设备对于试件的尺寸都有限制, 过大或过小的都不适用。本部分还包括与法兰和夹具连接界面垂直和平行的平动测量。附录A中,介绍了含有转动成分的传递刚度的测量指南。直接法所适用的频率范围从1Hz到某一上限频率,该频率取决于测试装置框架的最低共振频率(通常, 边长为1m的测试装置框架共振频率约为300Hz)。注2:实际上,下限频率取决于动态激励系统。间接法所适用的频率范围取决于试验装置及被测隔振元件。通常下限频率为20Hz~50Hz,上限频率为2 kHz~5 kHz。采用本部分方法所获得的测量数据,可用于:——由生产厂商和供应商提供的产品信息;——为产品研发提供信息;——质量控制;——弹性元件的振动传递率计算。

《 GB/T 22159.5-2017 声学与振动 弹性元件振动-声传递特性实验室测量方法 第5部分:弹性支撑件低频平动动刚度的驱动点测量方法 》标准简介

  • 标准名称:声学与振动 弹性元件振动-声传递特性实验室测量方法 第5部分:弹性支撑件低频平动动刚度的驱动点测量方法
  • 标准号:GB/T 22159.5-2017
    中国标准分类号:A59
  • 发布日期:2017-11-01
    国际标准分类号:17.140
  • 实施日期:2018-05-01
    技术归口:全国声学标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:中国科学院
  • 标准分类:计量学和测量、物理现象声学和声学测量
  • 内容简介:

    国家标准《声学与振动 弹性元件振动-声传递特性实验室测量方法 第5部分:弹性支撑件低频平动动刚度的驱动点测量方法》由TC17(全国声学标准化技术委员会)归口,主管部门为中国科学院。

    GB/T22159的本部分详细介绍了一种在特定预载荷条件下,弹性支撑件低频平动动刚度驱动点测量方法。在弹性支撑件输出端阻滞时,通过输入端的力和振动的测量求动刚度的实验方法,称为驱动点测量法。 由测量输入端位移(速度、加速度)和力所得到的刚度称为驱动点动刚度。只有在低频范围,由于驱 动点动刚度和传递动刚度相等,该方法才能够用于弹性支撑件动刚度的测定。注1:GB/T22159.2已包含动刚度测量的直接法。直接法包括低频动刚度测i量,并且在原理上具有比驱动点法更宽的频率范围。然而驱动点法同样也包含在该系列标准中。它被作为驱动点刚度测量设备(通常是很昂贵 的)拥有者为扩展这些测定低频动刚度设备使用的一种有益的选择。本方法适用于具有平行连接面的测量件(见图1)。作为本部分测量对象的弹性元件是用来降低: a)音频范围较低频带(通常在20Hz~200Hz)振动向结构体的传播。该结构体可辐射不希望的流体声(如空气声、水声或其他声音); b)低频(1Hz~80Hz)振动的传播,如果这类振动太强,不论作用到人体或任何尺寸的结构都会 造成危害。 注2:实际情况下,由于测量装置尺寸的限制,不能测量非常小或非常大的弹性支撑件。 注3:该方法也包含板条和垫片的连续支摔件样品。本部分使用者有贲任对这些样品的复杂系统振动一声传递特性 进行充分的描述。本部分还涵盖了与待测件连接面平行及垂直方向上的位移测量方法。本测量方法所适用的频率范围是f1=1 Hz到频率上限ful,通常的取值范围为:50Hz≤ful≤200HZ。采用本部分方法所获得的测量数据,可用于:——由生产厂商和供应商提供的产品信息;——为产品研发提供信息;——质量控制;——弹性元件的振动传递率计算。

《 GB/T 35426.1-2017 声学 动刚度测定 第1部分:普通浮筑楼板下的弹性材料 》标准简介

  • 标准名称:声学 动刚度测定 第1部分:普通浮筑楼板下的弹性材料
  • 标准号:GB/T 35426.1-2017
    中国标准分类号:A59
  • 发布日期:2017-12-29
    国际标准分类号:91.120.20
  • 实施日期:2018-04-01
    技术归口:全国声学标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:中国科学院
  • 标准分类:建筑材料和建筑物建筑物的防护建筑物声学、隔音
  • 内容简介:

    国家标准《声学 动刚度测定 第1部分:普通浮筑楼板下的弹性材料》由TC17(全国声学标准化技术委员会)归口,主管部门为中国科学院。

    GB/T35426的本部分规定了用于普通浮筑楼板下的弹性材料动刚度测定方法。动刚度是决定浮筑楼板隔声性能的参数之一。本部分适用于测定表面平整(见6)并在浮筑楼板下连续使用的弹性材料单位面积动刚度;不适用于测定荷载小于0.4kPa1)(如墙衬材料)或荷载大于4kPa1)(如机座下材料)的弹性材料。本部分主要用于对特性已知的相似材料产品试件进行对比。涉及被测弹性材料流阻率的相关规定见8.2。注1:一般用于墙衬的材料,例如聚苯乙烯或矿物纤维,其静态预荷载对动刚度的影响不大。按本部分在2kPa静态荷载下测得的动刚度值与在很低的静态预荷载下获得的测定值相比,差别在10%~20%。注2:GB/T35426的第2部分将规定特种浮筑楼板(高静态荷载)下的弹性材料动刚度测定方法。

《 GB/T 22159.3-2008 声学与振动 弹性元件振动 声传递特性实验室测量方法 第3部分:弹性支撑件平动动刚度的间接测量方法 》标准简介

  • 标准名称:声学与振动 弹性元件振动 声传递特性实验室测量方法 第3部分:弹性支撑件平动动刚度的间接测量方法
  • 标准号:GB/T 22159.3-2008
    中国标准分类号:Z32
  • 发布日期:2008-07-02
    国际标准分类号:17.140
  • 实施日期:2009-02-01
    技术归口:全国声学标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:中国科学院
  • 标准分类:计量学和测量、物理现象声学和声学测量
  • 内容简介:

    国家标准《声学与振动 弹性元件振动 声传递特性实验室测量方法 第3部分:弹性支撑件平动动刚度的间接测量方法》由TC17(全国声学标准化技术委员会)归口,主管部门为中国科学院。

    本部分详细介绍了一种在给定预载条件下,弹性支撑件平动动刚度的测量方法。该方法主要涉及振动传递率的实验室测量,称为间接测量法。该方法适用于具有平行连接件的测试部件。本部分还介绍了与待测元件连接件平行及垂直方向上的位移测量方法。附录A中介绍了含有转动部件动刚度的指导性测量方法。该测量方法所适用的频率范围是f2~f3。f2与f3的值取决于测试装置河待测隔振器,通常20Hz≤f2≤50Hz;2kHz≤f3≤5kHz。采用本部分方法所获得的测量数据可用于:——生产厂商和供销商提供的产品信息;——产品开发过程中所需要的信息;——质量控制;——计算通过隔振器的振动传递率。

《 GB/T 22159.2-2012 声学与振动 弹性元件振动-声传递特性实验室测量方法 第2部分:弹性支撑件平动动刚度的直接测量方法 》标准简介

  • 标准名称:声学与振动 弹性元件振动-声传递特性实验室测量方法 第2部分:弹性支撑件平动动刚度的直接测量方法
  • 标准号:GB/T 22159.2-2012
    中国标准分类号:A59
  • 发布日期:2012-12-31
    国际标准分类号:17.140
  • 实施日期:2013-06-01
    技术归口:全国声学标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:中国科学院
  • 标准分类:计量学和测量、物理现象声学和声学测量
  • 内容简介:

    国家标准《声学与振动 弹性元件振动-声传递特性实验室测量方法 第2部分:弹性支撑件平动动刚度的直接测量方法》由TC17(全国声学标准化技术委员会)归口,主管部门为中国科学院。

    GB/T 22159的本部分规定了给定预负载下弹性支撑件平动动刚度的测定方法。该方法涉及输入端振动和阻滞输出力的实验室测量,被称为“直接测量方法”。本部分的方法适用于具有平行法兰的测试元件(见图1)。

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结语

动刚度检测为结构和材料的动态性能提供了科学依据,对提高设备安全性、优化设计方案以及预测潜在故障起到了重要作用。随着技术的发展,动刚度的检测方法日趋多样,仪器设备的精度和效率也在不断提升。通过准确的动刚度检测,可以为工程实践提供更加可靠的数据支持,进而推动技术的创新与发展。

动刚度检测:如何科学评估材料的动刚度性能?

检测资质(部分)

荣誉 荣誉 荣誉 荣誉

检测实验室(部分)

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合作客户(部分)

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检测报告作用

1、可以帮助生产商识别产品的潜在问题或缺陷,并及时改进生产工艺,保障产品的品质和安全性。

2、可以为生产商提供科学的数据,证明其产品符合国际、国家和地区相关标准和规定,从而增强产品的市场竞争力。

3、可以评估产品的质量和安全性,确保产品能够达到预期效果,同时减少潜在的健康和安全风险。

4、可以帮助生产商构建品牌形象,提高品牌信誉度,并促进产品的销售和市场推广。

5、可以确定性能和特性以及元素,例如力学性能、化学性质、物理性能、热学性能等,从而为产品设计、制造和使用提供参考。

6、可以评估产品是否含有有毒有害成分,以及是否符合环保要求,从而保障产品的安全性。

检测流程

1、中析研究所接受客户委托,为客户提供检测服务

2、客户可选择寄送样品或由我们的工程师进行采样,以确保样品的准确性和可靠性。

3、我们的工程师会对样品进行初步评估,并提供报价,以便客户了解检测成本。

4、双方将就检测项目进行详细沟通,并签署保密协议,以保证客户信息的保密性。在此基础上,我们将进行测试试验.

5、在检测过程中,我们将与客户进行密切沟通,以便随时调整测试方案,确保测试进度。

6、试验测试通常在7-15个工作日内完成,具体时间根据样品的类型和数量而定。

7、出具检测样品报告,以便客户了解测试结果和检测数据,为客户提供有力的支持和帮助。

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