Трехмерные упругие константы материалов можно измерить с помощью метода ультразвукового погружения. Этот метод был впервые предложен Циммером и Костом из Национальной физической лаборатории в 1960-х годах. Он в основном использовался для полимерных композитных материалов. Знание упругих констант может быть использовано для обратной связи в моделях поведения материала или используемого процесса производства композита.
Метод ультразвукового погружения предполагает использование водяной бани со стабилизированной температурой, в которой по обе стороны от образца расположена пара ультразвуковых преобразователей , которые могут вращаться с помощью шагового двигателя .
Время пролета ультразвукового импульса , переданного через материал, измеряется с помощью электронного таймера, который определяет начало переданного импульса и начало принятого импульса с помощью порогового обнаружения. Этот таймер обычно имеет точность до микросекунды или выше.
Вращая образец, можно получить измерения времени пролета в диапазоне углов падения, обычно до 40 градусов. По времени пролета можно определить фазовую скорость как функцию угла падения ультразвукового импульса.
Используя уравнения Кристоффеля , измеренные данные можно обработать с помощью численного метода наименьших квадратов для определения шести из девяти упругих констант.
Разрезав композитный материал и переставив срезы, можно повторно применить метод для получения оставшихся трех констант, не найденных в исходных измерениях.