一种脆性建筑材料动弹模的测试方法技术

本发明专利技术涉及一种脆性建筑材料动弹模的测试方法，属于建筑工程领域。本发明专利技术所述的测试方法为将要测试的建筑材料制作成一个立柱试件，并将立柱试件粘结于刚性平面上，保证刚性平面水平，立柱试件与刚性平面垂直；然后，将一个加速度传感器粘结于立柱试件的顶部中心位置；接下来用小锤沿加速度传感器测试方向轻轻敲立柱试件；加速度传感器的采集系统将实时记录下立柱试件的振动；将采集到的振动图谱进行傅里叶频谱分析即可得到立柱试件的基本频率；最后，采用结构动力学简单结构频率与材料动弹模理论公式即可计算出该立柱试件材料的动态弹模。本发明专利技术的脆性建筑材料动弹模的测试方法，操作方便，简易而准确，且成本低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种脆性建筑材料动弹模的测试方法，属于建筑工程领域。
技术介绍
随着今年来全球地震发生频繁，对建筑结构地震破坏特性的研究越来越受到学界的重视，因此建筑材料的动态力学特性也需要进行详细的研究，而动态弹性模量是混凝土、岩石等脆性建筑材料在动荷载作用下的一个非常重要的力学参数，但是要测量建筑材料动荷载作用下的弹性模量，采用常规方法是不行的，而现有的结构动力学方法又是复杂而不准确的，专门测量脆性建筑材料动态弹性模量的动弹仪一般价格较高，而且对试件的规格又有严格的限制。
技术实现思路
针对建筑上研究结构的动态振动特性及脆性建筑材料动态弹性模量难以测量的问题，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种脆性建筑材料动弹模的测试方法，简易而准确，且成本低廉的。本专利技术所采用的技术方案是：一种脆性建筑材料动弹模的测试方法，包括如下步骤：A、将所述的要测试的脆性建筑材料制作成一个立柱试件1；B、将立柱试件1粘结于水平放置的刚性平面3上，立柱试件1与刚性平面3垂直；C、将加速度传感器4粘结于立柱试件1的顶部中心位置；D、用敲击器件沿加速度传感器4测试方向敲击立柱试件1；E、加速度传感器4的采集系统将实时记录下立柱试件1的振动图谱进行傅里叶频谱分析得到立柱试件1的基本频率；F、采用结构动力学简单结构频率与材料动弹模理论公式计算出该立柱试件材料的动态弹模，所述的材料动弹模理论计算公式为：式中：—测得脆性材料立柱试件1基本频率，单位：Hz；—要测的脆性材料动态弹模，单位：MPa；—立柱试件1横截面转动惯量，单位：m4；—立柱试件1线密度，单位：kg/m；——立柱试件1长度，单位：m。优选地，所述的立柱试件1为形状规则的立柱体。优选地，所述的立柱试件1为尺寸为10×10×400cm的长方体。优选地，所述的加速度传感器4的测试方向与立柱试件1横截面的一条边平行。优选地，所述的立柱试件1通过高强度建筑胶2粘结于刚性平面3上。优选地，所述的加速度传感器4通过高强度建筑胶2粘结于立柱试件1上。优选地，所述的敲击器件为小锤。本专利技术的有益效果是：本专利技术的测量脆性建筑材料动弹性模量的方法，结构简单，操作方便，计算量小，且结果准确，费用低廉。附图说明图1为本专利技术一种脆性建筑材料动弹模测试方法示意图。图中各标号为：1-立柱试件，2-高强建筑胶，3-刚性平面，4-加速度传感器。具体实施方案下面结合附图和具体实施例，对本专利技术作进一步说明：实例1：如图1所示，一种脆性建筑材料动弹模的测试方法，包括如下步骤：A、将所述的要测试的脆性建筑材料制作成一个立柱试件1；B、将立柱试件1粘结于水平放置的刚性平面3上，立柱试件1与刚性平面3垂直；C、将加速度传感器4粘结于立柱试件1的顶部中心位置；D、用敲击器件沿加速度传感器4测试方向轻轻敲击立柱试件1；E、加速度传感器4的采集系统将实时记录下立柱试件1的振动图谱进行傅里叶频谱分析得到立柱试件1的基本频率；F、采用结构动力学简单结构频率与材料动弹模理论公式计算出该立柱试件材料的动态弹模，所述的材料动弹模理论计算公式为：式中：—测得脆性材料立柱试件1基本频率，单位：Hz；—要测的脆性材料动态弹模，单位：MPa；—立柱试件1横截面转动惯量，单位：m4；—立柱试件1线密度，单位：kg/m；——立柱试件1长度，单位：m。所述的步骤A中，立柱试件1通过将所述的脆性建筑材料使用模具提前浇筑形成，将形成的立柱试件1养护完成后进行下一个步骤。本专利技术对立柱试件1的形状、规格及尺寸大小无需严格限定，只要可以获得理论公式计算材料动弹模时所需参数即可，但为了便于获取所需的参数，将立柱试件1建造成较规则的立柱是更优的选择，例如长方体或正方体、或圆柱体，本实施例中的立柱试件1采用尺寸为10×10×400cm的长方体立柱。所述步骤B中，将立柱试件1用高强度建筑胶2粘结于刚性平面3上，连接牢固，所采用的高强度建筑胶2的强度必须保证使立柱试件1刚接于刚性平面3上，且必须保证立柱试件1与所连接的刚性平面3垂直。所述步骤C中，将加速度传感器4通过高强度建筑胶2粘结于立柱试件1顶部中心时，需要粘牢，接近于刚性连接。为了更准确的获得立柱试件1的基本频率，需要将所述的加速度传感器4的测试方向与立柱试件1的一条边保持平行，如果立体试件1的横截面为长方形，则将所述的加速度传感器4的测试方向与立柱试件1的一条短边保持平行为最优选择；如果立体试件1的横截面为圆形，则所述的加速度传感器4的测试方向可以任意放置；如果立体试件1的横截面为本实施例中的正方形，则将加速度传感器4的测试方向与立柱试件1的任意一条边保持平行即可。所述步骤D中，用敲击器件敲击脆性建筑材料立柱试件1的力度也无需严格要求，轻轻敲击即可用加速度传感器测得振动响应，但不要敲击力度太大以免破坏试件，本实施例中的敲击器件为普通的小锤，便于获得且操作简单。所述的步骤E中，傅里叶频谱分析为现有技术，加速度传感器4的采集系统根据实时记录下立柱试件1的振动图谱即可通过进行傅里叶频谱分析得到立柱试件1的基本频率。所述的步骤F中，立柱试件1的线密度为沿高度线密度，立柱试件1横截面转动惯量、线密度通过现有技术中的计算可以获得，立柱试件1的长度是构建试件时测量好的，立柱试件1基本频率通过前面的步骤获得，因此，将这些参数套入公式可以很快计算出要测的脆性材料动态弹模。相对于现有的结构动力学方法，本专利技术的方法简单而精确；相对于专门测量脆性建筑材料动态弹性模量的动弹仪，本专利技术的方法价格便宜且对试件的规格限制较少，便于实现。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脆性建筑材料动弹模的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：A、将所述的要测试的脆性建筑材料制作成一个立柱试件（1）；B、将立柱试件（1）粘结于水平放置的刚性平面（3）上，立柱试件（1）与刚性平面（3）垂直；C、将加速度传感器（4）粘结于立柱试件（1）的顶部中心位置；D、用敲击器件沿加速度传感器（4）测试方向敲击立柱试件（1）；E、加速度传感器（4）的采集系统将实时记录下立柱试件（1）的振动图谱进行傅里叶频谱分析得到立柱试件（1）的基本频率；F、采用结构动力学简单结构频率与材料动弹模理论公式计算出该立柱试件材料的动态弹模，所述的材料动弹模理论计算公式为：式中：—测得脆性材料立柱试件（1）基本频率，单位：Hz；—要测的脆性材料动态弹模，单位：MPa；—立柱试件（1）横截面转动惯量，单位：m4；—立柱试件（1）线密度，单位：kg/m；——立柱试件（1）长度，单位：m。

【技术特征摘要】
1.一种脆性建筑材料动弹模的测试方法，其特征在于：包括如下步骤：A、将所述的要测试的脆性建筑材料制作成一个立柱试件（1）；B、将立柱试件（1）粘结于水平放置的刚性平面（3）上，立柱试件（1）与刚性平面（3）垂直；C、将加速度传感器（4）粘结于立柱试件（1）的顶部中心位置；D、用敲击器件沿加速度传感器（4）测试方向敲击立柱试件（1）；E、加速度传感器（4）的采集系统将实时记录下立柱试件（1）的振动图谱进行傅里叶频谱分析得到立柱试件（1）的基本频率；F、采用结构动力学简单结构频率与材料动弹模理论公式计算出该立柱试件材料的动态弹模，所述的材料动弹模理论计算公式为：式中：—测得脆性材料立柱试件（1）基本频率，单位：Hz；—要测的脆性材料动态弹模，单位：MPa；—立柱试件（1）横截面转动惯量，单位：m4；—立柱试件（1）线密度，单位：kg/m；——立柱试件（1）长...

【专利技术属性】
技术研发人员：王铭明，马荣峰，陈志强，李春雷，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53