對(duì)于各向同性圓柱體樣品采用MCRAS測(cè)量其彈性性能具有快捷、方便的特點(diǎn)。當(dāng)試樣只能被做成圓柱形的時(shí)候，MCRAS的優(yōu)勢(shì)更為突出。圖9-6是鋁棒樣品的實(shí)測(cè)和計(jì)算所得的形狀函數(shù)，比較表明，兩者之間具有非常好的一致性。其中，用于計(jì)算形狀函數(shù)的彈性常數(shù)是由時(shí)間渡越法測(cè)量所得到的。

2.纖維增強(qiáng)復(fù)合材料棒材橫向及軸向性能的評(píng)價(jià)

對(duì)采用橫向各向同性材料制成的圓棒，應(yīng)用RAS技術(shù)可對(duì)棒材的橫向及軸向性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。例如，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制成的棒線材表現(xiàn)出強(qiáng)烈且明顯的橫向各向同性。像這種軸向和橫向性能截然不同的試樣，對(duì)其性能進(jìn)行無(wú)損表征具有重要意義。

RAS能夠用于上述試樣的軸向和橫向性能的表征，是因?yàn)橐恍┲C振對(duì)圓柱形工件的軸向性能高度敏感，而有些諧振則主要對(duì)橫向性能敏感。研究發(fā)現(xiàn)，Rayleish波和Whispering Gal-lery波主要對(duì)材料的橫向性能敏感，而導(dǎo)波( Guided Wave) 則對(duì)材料的軸向性能高度敏感。圖9-7顯示了連續(xù)纖維增強(qiáng)型鋁基復(fù)合材料(continu-ous-fiber aluminum matrix composite ，CF-AMC)的彈性模量E11增加5%前后形狀函數(shù)的變化，該材料的彈性性能如下:

 

這里，方向3為沿軸線方向，而方向1和2則分布在橫截面上。復(fù)合材料的基體是鋁，而增強(qiáng)纖維是一種高純度(大于99%)細(xì)晶粒的氧化鋁纖維(Nextel@ 610陶瓷纖維)，它具有高的強(qiáng)度(2.7~3.4GPa)和高的剛度(400GPa)。

圖9-7中，字母R、W和G分別表示Rayleigh波、Whispering Gal-lery波和導(dǎo)波?？梢钥吹?，橫向E11增加5%主要影響R和W的諧振，而C的諧振則幾乎沒(méi)有變化。

圖9-8顯示了彈性模量E33增加5%的影響；圖9-9 顯示切變模量G13增加5%的影響。這兩個(gè)彈性常數(shù)對(duì)沿軸向傳播的波有著強(qiáng)烈的影響，因此可以觀察到這兩種情況中，G模式最敏感，而R和W則幾乎沒(méi)有變化。同時(shí)要注意到的一點(diǎn)是，相對(duì)于E33的變化而言，G的諧振對(duì)G13的變化更敏感。這是因?yàn)閷?dǎo)波主要是一種剪切波，剪切波自然對(duì)切變模量的變化更敏感。

                       

對(duì)CF-AMC棒測(cè)量與計(jì)算所得的形狀函數(shù)進(jìn)行比較(見(jiàn)圖9-10)后，發(fā)現(xiàn)兩種方法所得的形狀函數(shù)中的諧振效應(yīng)(曲線的最小值)吻合得很好，且諧振頻率之間的最大差異小于1.5%。需要注意的是，測(cè)量所得的形狀函數(shù)的幅度受到了測(cè)量系統(tǒng)中很多參數(shù)的影響，從而在某些頻率處出現(xiàn)了偏差。

   

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