铝合金弹性模量检测
拉伸试验法检测铝合金弹性模量
试样准备仪器准备与安装试验参数设置与测试结果分析
铝合金试样的形状一般为哑铃状，以确保在拉伸过程中应力集中在试样的中间部分。试样的尺寸要符合相关标准，例如标距（用于测量伸长量的部分）长度通常在 25 - 100mm 之间，平行部分的直径或宽度根据铝合金的类型和预期强度确定，一般在 5 - 15mm 之间。使用线切割、机械加工等方法制备试样，保证试样表面光滑，无明显的缺陷和加工痕迹。测量试样的原始尺寸，包括标距长度和原始横截面积。对于圆形截面，（为原始直径）；对于矩形截面，（为宽度，为高度）。
选择合适的万能材料试验机，其载荷能力要根据铝合金的强度和试样尺寸来确定，一般量程在 10 - 100kN 之间。将试验机的上下夹具清理干净，确保夹具能够牢固地夹住试样，并且在拉伸过程中不会产生滑动。将铝合金试样安装在试验机的上下夹具之间，保证试样的轴线与试验机的加载轴线重合，避免出现偏心拉伸。
设置拉伸试验的速度，通常在 0.5 - 5mm/min 之间，具体速度根据铝合金材料的特性和相关标准确定。开启试验机，开始拉伸试验，试验机自动记录拉力和对应的伸长量。持续拉伸试样，直到达到屈服点或规定的应变范围。在弹性阶段，数据的采集要足够密集，以准确地描绘应力 - 应变曲线。
根据记录的数据，计算每个数据点的应力和应变。在应力 - 应变曲线的弹性阶段，选取合适的数据区间（通常是线性度较好的部分），通过线性回归分析计算应力与应变的比值，即弹性模量。
根据胡克定律，在弹性限度内，材料的应力与应变成正比，即，其中是应力，是弹性模量，是应变。在拉伸试验中，通过施加轴向拉力于铝合金试样，测量试样的伸长量和原始长度来计算应变，同时根据拉力和试样的原始横截面积计算应力，从而得出弹性模量。
原理测试步骤
超声脉冲回波法检测铝合金弹性模量
试样准备仪器准备与耦合超声速度测量结果分析
铝合金试样可以是块状、棒状或板状等形状。对于块状和棒状试样，表面要平整光滑，尺寸大小要方便超声波探头的放置和耦合。对于板状试样，厚度一般在 5 - 50mm 之间。测量试样的尺寸，用于计算体积和密度等参数。如果需要精确测量密度，可以采用排水法等方法进行测定。
选用合适的超声探伤仪，其工作频率一般在 1 - 10MHz 之间，根据铝合金试样的厚度和超声波衰减情况选择。准备一对超声波探头，如纵波直探头，探头的频率要与探伤仪匹配。在探头和试样表面之间涂抹适量的耦合剂，如甘油、凡士林等，以确保超声波能够有效地传入和传出试样。将探头垂直放置在试样表面，并且要保证探头与试样之间有良好的接触。
开启超声探伤仪，调整仪器参数，如增益、闸门等，使屏幕上能够清晰地显示超声脉冲回波信号。测量超声波在试样中的传播时间，可以通过测量两个回波之间的时间间隔（如底面回波和初始脉冲回波）来确定。同时测量超声波传播的距离，对于厚度为的板状试样，（考虑往返路径）。根据速度公式计算超声波在铝合金中的传播速度。
已知铝合金的密度和泊松比（一般铝合金的泊松比在 0.3 - 0.35 之间），将测量得到的超声波传播速度代入弹性模量计算公式，计算出弹性模量。
超声脉冲回波法基于超声波在材料中的传播特性。超声波在铝合金中传播时，其传播速度与材料的弹性模量等力学性质有关。根据弹性动力学理论，对于各向同性材料，纵波速度与弹性模量、泊松比和材料密度之间的关系为。通过测量超声波在铝合金中的传播速度和已知材料的密度、泊松比（可通过查阅资料或其他方法确定），就可以计算出弹性模量。
原理测试步骤
共振频率法检测铝合金弹性模量
试样准备仪器准备与安装共振频率测量结果分析
对于共振频率法，铝合金试样的形状通常为细长棒状或薄板状。细长棒状试样的长度一般在 100 - 500mm 之间，直径在 5 - 20mm 之间；薄板状试样的长度和宽度在 100 - 500mm 之间，厚度在 1 - 5mm 之间。确保试样表面光滑，无明显缺陷，并且尺寸精确测量。测量试样的尺寸，包括长度、横截面积（对于圆形截面，对于矩形截面）和截面惯性矩（对于圆形截面，对于矩形截面），同时测定试样的密度。
采用动态力学分析仪（DMA）或自制的振动激励系统。如果使用自制系统，需要包括信号发生器、功率放大器、激振器和拾振器等部分。将激振器和拾振器安装在铝合金试样上，激振器用于施加周期性的激励力，拾振器用于检测试样的振动响应。
通过信号发生器产生不同频率的正弦波信号，经功率放大器放大后，由激振器施加到铝合金试样上。逐渐改变激励频率，同时使用拾振器检测试样的振动响应。当振动响应达到最大值时，对应的频率即为共振频率。对于简单的振动模式，一般测量基频（）即可。
根据试样的形状和测量得到的共振频率，以及已知的尺寸（、、）和密度，代入相应的共振频率 - 弹性模量计算公式（如上述细长棒状试样的公式），计算出弹性模量。
当对铝合金试样施加周期性的激励力时，如果激励频率与试样的固有频率相等，试样就会发生共振。对于细长棒状或薄板状的铝合金试样，其共振频率与弹性模量、尺寸、密度等因素有关。根据相关的振动理论，如对于两端自由的细长棒，其共振频率与弹性模量、长度、密度和截面惯性矩之间的关系为（为振动模式数，为横截面积）。通过测量试样的共振频率和已知的尺寸、密度等参数，就可以计算出弹性模量。
原理测试步骤
