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拉力试验机屈服点误差解决方法详细介绍

拉力试验机屈服点误差解决方法

拉力试验机

由于拉力试验机材料种类繁多,性能差异很大,弹性阶段与塑性阶段的过渡情况很复杂,通过和残余应力等指标作为材料弹性阶段与塑性阶段的转折点的指标来反应材料的过渡过程的性能,其中拉力试验机屈服点与非比例应力是最常用的指标。虽然屈服点与非比例应力同是反应材料弹性阶段与塑性阶段“转折点”的指标,但它们反应了不同过渡阶段特性的材料的特点,因此它们的定义不同,求取方法不同,所需设备也不完全相同。因此笔者将分别对这两个指标进行分析。

从上面的描述,可以看出准确求取屈服点在材料力学性能试验中是非常重要的,在许多的时候,它的重要性甚至大于材料的极限强度值(极限强度是所有材料力学性能必需求取的指标之一),然而非常准确的求取它,在许多的时候又是一件不太容易的事。它受到许多因素的制约,归纳起来有:

1、夹具的影响;

2、试验机测控环节的影响;

3、结果处理软件的影响;

4、试验人员理论水平的影响等。

这其中的每一种影响都包含了不同的方面。下面逐一进行分析:

一、夹具的影响

这类影响在试验中发生的机率较高,主要表现为试样夹持部分打滑或试验机某些力值传递环节间存在较大的间隙等因素,它在旧机器上出现的概率较大。由于机器在使用一段时间后,各相对运动部件间会产生磨损现象,使得摩擦系数明显降低,最直观的表现为夹块的鳞状尖峰被磨平,摩擦力大幅度的减小。当试样受力逐渐增大达到最大静摩擦力时,试样就会打滑,从而产生虚假屈服现象。如果以前使用该拉力试验机所作试验屈服值正常,而现在所作试验屈服值明显偏低,且在某些较硬或者较脆的材料试验时现象尤为明显,则一般应首先考虑是这一原因。这时需及时进行设备的大修,消除间隙,更换夹块。

二、试验机测控环节的影响

拉力试验机测控环节是整个试验机的核心,随着技术的发展,目前这一环节基本上采用了各种电子电路实现自动测控。由于自动测控知识的深奥,结构的复杂,原理的不透明,一旦在产品的设计中考虑不周,就会对结果产生严重的影响,并且难以分析其原因。

三、结果处理软件的影响

目前生产的拉力试验机绝大部分都配备了不同类型的计算机(如PC机,单片机等)),以完成标准或用户定义的各类数据测试。与过去广泛采用的图解法相比有了非常大的进步。然而由于标准的滞后,原有的部分定义,就显得不够明确。如屈服点的定义,而没有定量的说明,很不适应计算机自动处理的需求。

四、试验人员的影响

在试验设备已确定的情况下,试验结果的优劣就完全取决于试验人员的综合素质。目前我国材料试验机的操作人员综合素质普遍不高,专业知识与理论水平普遍较为欠缺,再加上新概念、新名词的不断出现,使他们很难适应材料试验的需求。在材料屈服强度的求取上常出现如下的问题:

1、将非比例应力与屈服混为一谈

虽然非比例应力与屈服都是反应材料弹性阶段与塑性阶段的过渡状态的指标,但两者有着本质的不同。屈服是材料固有的性能,而非比例应力是通过人为规定的条件计算的结果,当材料存在屈服点时是无需求取非比例应力的,只有材料没有明显的屈服点时才求取非比例应力。部分试验人员对此理解不深,以为屈服点、上屈服、下屈服、非比例应力对每一个试验都存在,而且需全部求取。

2、将具有不连续屈服的趋势当作具有屈服点

国标对屈服的定义指出,当变形继续发生,而力保持不变或有波动时叫做屈服。但在某些材料中会发生这样一种现象,虽然变形继续发生,力值也继续增大,但力值的增大幅度却发生了由大到小再到大的过程。从曲线上看,有点象产生屈服的趋势,并不符合屈服时力值恒定的定义。正如在第三类影响中提到的,由于对“力值恒定”的条件没有定量指标规定,这时经常会产生这一现象是否是屈服,屈服值如何求取等问题的争论。

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