Katedra fyziky materiálů Matematicko-fyzikální fakulta Univerzity Karlovy
Navigace

Vnitřní tlumení

Vnitřní tlumení je obecně definováno jako rozptýlená mechanická energie (související s odchylkami od Hookova zákona) uvnitř plynné, kapalné nebo pevné látky, vystavené časově závislému zatížení v mezích elastické deformace. Metoda „Impuls Excitation“ používaná na našem pracovišti je založena na analýze vibrací testovacího vzorku po mechanickém vybuzení kmitání.

Vysokoteplotní zařízení RFDA HT650, IMCE n.v. pozůstává z pece navržené tak, aby bylo možné provádět měření až do teploty 650 °C. Zařízení je vybaveno analyzátorem rezonanční frekvence a tlumení (RFDA). Jedná se o velice moderní zařízení nedestruktivního testování pro měření rezonanční frekvence testovaného materiálu. Pokrokovost RFDA spočívá v analýze tlumení pro každou rezonanční frekvenci zvlášť. Elastické vlastnosti materiálu souvisí s jeho rezonanční frekvencí a tlumicí faktor představuje absorpci energie materiálu. Přístroj analyzuje vibrace vyvolané mechanickým impulsem a tuhle metodu lze použít za různých podmínek. Je také možné provést zkoušku na stejném vzorku opakovaně, mezi různými cykly tepelného šoku nebo stanovit vliv stárnutí.

Vysokoteplotní zařízení RFDA HT650, IMCE n.v.  Vysokoteplotní zařízení RFDA HT650, IMCE n.v.

Podpěry vzorku, místo impulzu a poloha mikrofonu jsou zvoleny tak, aby detekovány konkrétní módy vibrací. Technika je velmi jednoduchá měřící technika a skládá se z 3 kroků:

  • Umístění vzorku
  • Mechanický impuls
  • Detekce a analýza vibrací

Vibrace se indukují slabým mechanickým impulzem a frekvenční spektrum těchto vibrací je závislé na:

  • elastických vlastnostech materiálu,
  • geometrii,
  • hustotě

Výsledky měření jsou nezávislé na síle impulzu. Každá frekvence je tlumena v závislosti od absorpce energie v materiálu. Přesný (mikro)strukturální původ vnitřního tlumení se pro jednotlivé materiály liší. Speciální matematický algoritmus počítá jednotlivé frekvence a tlumení z detekovaného frekvenčním spektra a přiřazuje k nim příslušné tlumené akustické signály.

Absolutní informace

U vhodných tvarů vzorků, jako jsou krychle, tyče nebo disky a pro homogenní, elastické, izotropní materiály je možné vypočítat Youngův modul, modul pružnosti ve smyku a Poissonovo číslo. Tyto výpočty a měření se řídí podle standardu ASTM E 1876. .

Relativní informace

Rezonanční frekvence a odpovídající hodnoty tlumení můžou být využity pro:

  • korelaci s dalšími dobře známými vlastnosti materiálu: elastickými vlastnostmi, viskozitou, hustotou, pórovitostí, mikrostrukturou, ...
  • detekci změn po tepelným šoku,
  • určení fázové přeměny během spékání,
  • určení vlivu různých vypalovacích cyklů
  • určení vlivu stárnutí
  • detekci trhlin
  • ...

Technická specifikace:

Teplotní rozsah:

RT - 650 °C

Atmosféra:

Vzduch, vzduch + proud Ar

Vzorky:

Pravidelně tvarované vzorky (pro výpočet modulů pružnosti) – ideálně krychle, eventuálně tyče nebo disky. Preferované rozměry krychle 80 x 20 x 10 mm, možné i jiné rozměry.

Krychle v longitudálním módu: tloušťka/délka < 1/4

Tyče v longitudálním módu: průměr/délka < 1/3

© 2009 KFM MFF UK :: přihlásit se

xhtml, css, rss, design :: Atelier GINGO