材料的谐振声谱表征法(MCRAS)

        谐振声谱表征法(Material Characterization by Resonance Acous-tic Spectroscopy,MCRAS)是指从各向同性弹性体的形状函数测量结果，提取出有关材料弹性性质的信息。在MCRAS中，借助计算机迭代算法，通过使实测和计算所得的形状函数的频率相匹配，从而可以得到固体弹性圆柱体工件的弹性性能。

图9-4 铝棒计算所得的形状函数    

当增加1%时谐振频率的变化 

图9-5  铝棒计算所得的形状函数

当增加1%时谐振频率的变化

        实践表明，所有的谐振频率都对剪切波速度(因此还有拉密常数)的扰动有一定的敏感性，但只有部分谐振频率对纵波速度(因此还有拉密常数)的变化敏感，如图9-4和图9-5所示。采用MCRAS，通过迭代算法，利用谐振频率对变化的高度敏感性，可以计算出相应的值的值也可以采用类似方法加以确定。

       采用MCRAS和时间渡越测量法( time-of-flight measurement)分别对铝和钢样品的弹性性能进行了检测，结果见表9-1。表中数据下面的括号中给出了相速度测量的不确定度。所用的铝棒和钢棒尺寸分别为7.67mmx280mm和8.02mmx300mm。采用与试样同样材料制成的样品，然后通过分别测定它们的质量和体积，计算出铝和钢的密度分别为和。密度测量的不确定度小于0.3%。将时间渡越测量法和MCRAS的测量结果进行比较表明，两者符合得很好。

表9-1  采用MCRAS和时间渡越测量法得到的声速

        对于各向同性圆柱体样品采用MCRAS测量其弹性性能具有快捷、方便的特点。当试样只能被做成圆柱形的时候，MCRAS的优势更为突出。图9-6是铝棒样品的实测和计算所得的形状函数，比较表明，两者之间具有非常好的一致性。其中，用于计算形状函数的弹性常数是由时间渡越法测量所得到的。

图9-6 铝棒的形状函数