一、 夾具的影響
這類影響在 試驗(yàn)中發(fā)生的機(jī)率較高,主要表現(xiàn)為試樣夾持部分打滑或試驗(yàn)機(jī)某些力值傳遞環(huán)節(jié)間存在較大的間隙等因素,它在舊機(jī)器上出現(xiàn)的概率較大。由于機(jī)器在使用一段時間后,各相對運(yùn)動部件間會產(chǎn)生磨損現(xiàn)象,使得摩擦系數(shù)明顯降低,最直觀的表現(xiàn)為夾塊的鱗狀尖峰被磨平,摩擦力大幅度的減小。當(dāng)試樣受力逐漸增大達(dá)到最大靜摩擦力時,試樣就會打滑,從而產(chǎn)生虛假屈服現(xiàn)象。
二、 試驗(yàn)機(jī)測控環(huán)節(jié)的影響 試驗(yàn)機(jī)測控環(huán)節(jié)是整個試驗(yàn)機(jī)的核心,隨著技術(shù)的發(fā)展,目前這一環(huán)節(jié)基本上采用了各種電子電路實(shí)現(xiàn)自動測控。由于自動測控知識的深奧,結(jié)構(gòu)的復(fù)雜,原理的不透明,一旦在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中考慮不周,就會對結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,并且難以分析其原因。針對材料屈服點(diǎn)的求取最主要的有下列幾點(diǎn): 1 、傳感器放大器頻帶太窄 由于目前試驗(yàn)機(jī)上所采用的力值檢測元件基本上為載荷傳感器或壓力傳感器,而這兩類傳感器都為模擬小信號輸出類型,在使用中必須進(jìn)行信號放大。眾所周知,在我們的環(huán)境中,存在著各種各樣的電磁干擾信號,這種干擾信號會通過許多不同的渠道偶合到測量信號中一起被放大,結(jié)果使得有用信號被干擾信號淹沒。為了從干擾信號中提取出有用信號,針對材料試驗(yàn)機(jī)的特點(diǎn),一般在放大器中設(shè)置有低通濾波器。合理的設(shè)置低通濾波器的截止頻率,將放大器的頻帶限制在一個適當(dāng)?shù)姆秶?,就能使試?yàn)機(jī)的測量控制性能得到極大的提高。然而在現(xiàn)實(shí)中,人們往往將數(shù)據(jù)的穩(wěn)定顯示看的非常重要,而忽略了數(shù)據(jù)的真實(shí)性,將濾波器的截止頻率設(shè)置的非常低。這樣在充分濾掉干擾信號的同時,往往把有用信號也一起濾掉了。就萬能材料試驗(yàn)機(jī)而言,筆者認(rèn)為這一頻帶最小也應(yīng)大于 10HZ ,最好達(dá)到 30HZ 。在實(shí)際中,有時放大器的頻帶雖然達(dá)到了這一范圍,但人們往往忽略了 A/D 轉(zhuǎn)換器的頻帶寬度,以至于造成了實(shí)際的頻帶寬度小于設(shè)置頻寬。
2、數(shù)據(jù)采集速率太低 目前模擬信號的數(shù)據(jù)采集是通過 A/D 轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)的。 A/D 轉(zhuǎn)換器的種類很多,但在試驗(yàn)機(jī)上采用最多的是∑-△型 A/D 轉(zhuǎn)換器。這類轉(zhuǎn)換器使用靈活,轉(zhuǎn)換速率可動態(tài)調(diào)整,既可實(shí)現(xiàn)高速低精度的轉(zhuǎn)換,又可實(shí)現(xiàn)低速高精度的轉(zhuǎn)換。在試驗(yàn)機(jī)上由于對數(shù)據(jù)的采集速率要求不是太高,一般達(dá)每秒幾十次到幾百次就可滿足需求,因而一般多采用較低的轉(zhuǎn)換速率,以實(shí)現(xiàn)較高的測量精度。
3 、控制方法使用不當(dāng) 針對材料發(fā)生屈服時應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系 ( 發(fā)生屈服時,應(yīng)力不變或產(chǎn)生上下波動,而應(yīng)變則繼續(xù)增大 ) 國標(biāo)推薦的控制模式為恒應(yīng)變控制,而在屈服發(fā)生前的彈性階段控制模式為恒應(yīng)力控制,這在絕大多數(shù)試驗(yàn)機(jī)及某次試驗(yàn)中是很難完成的。對于使用恒位移控制 ( 速度控制 ) 的試驗(yàn)機(jī),由于材料在彈性階段的應(yīng)力速率與應(yīng)變速率成正比關(guān)系,只要選擇合適的試驗(yàn)速度,全程采用速度控制就可兼容兩個階段的控制特性要求。但對于只有力控制一種模式的試驗(yàn)機(jī),如果試驗(yàn)機(jī)的響應(yīng)特別快 ( 這是自動控制努力想要達(dá)到的目的 ) ,則屈服發(fā)生的過程時間就會非常短,如果數(shù)據(jù)采集的速度不夠高,則就會丟失屈服值,優(yōu)異的控制性能反而變成了產(chǎn)生誤差的原因。所以在選擇試驗(yàn)機(jī)及控制方法時最好不要選擇單一的載荷控制模式。 三、 結(jié)果處理軟件的影響 目前生產(chǎn)的試驗(yàn)機(jī)絕大部分都配備了不同類型的計(jì)算機(jī) ,以完成標(biāo)準(zhǔn)或用戶定義的各類數(shù)據(jù)測試。與過去廣泛采用的圖解法相比有了非常大的進(jìn)步。然而由于標(biāo)準(zhǔn)的滯后,原有的部分定義,就顯得不夠明確。如屈服點(diǎn)的定義,只有定性的解釋,而沒有定量的說明,很不適應(yīng)計(jì)算機(jī)自動處理的需求。這就造成了: 判斷條件的各自設(shè)定 就屈服點(diǎn)而言 標(biāo)準(zhǔn)是這樣定義的:
A屈服強(qiáng)度:當(dāng)金屬材料呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象時,在試驗(yàn)期間達(dá)到塑性變形發(fā)生而力不增加的應(yīng)力點(diǎn),應(yīng)區(qū)分上屈服強(qiáng)度和下屈服強(qiáng)度。
B上屈服強(qiáng)度:試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最高應(yīng)力。
C下屈服強(qiáng)度 :在屈服期間,不計(jì)初始瞬時效應(yīng)時的最低應(yīng)力。
D屈服強(qiáng)度的疑問 :如何理解“塑性變形發(fā)生而力不增加 ( 保持恒定 )" ?由于各種干擾源的存在,即使材料在屈服階段真的力值保持絕對恒定 ( 這是不可能的 ) ,計(jì)算機(jī)所采集的數(shù)據(jù)也不會絕對保持恒定,這就需要給出一個允許的數(shù)據(jù)波動范圍,由于國標(biāo)未作定義,所以各個試驗(yàn)機(jī)生產(chǎn)廠家只好自行定義。由于條件的不統(tǒng)一,所求結(jié)果自然也就有所差異。
E上下屈服強(qiáng)度的疑問 :若材料出現(xiàn)上下屈服點(diǎn),則必然出現(xiàn)力值的上下波動,但這個波動的幅度是多少呢?國標(biāo)未作解釋,若取的太小,可能將干擾誤求為上下屈服點(diǎn),若取得太大,則可能將部分上下屈服點(diǎn)丟失。目前為了解決這一難題,各廠家都想了許多的辦法,如按材料進(jìn)行分類定義“誤差帶 " 及“波動幅度 " ,這可以解決大部分的使用問題。但對不常見的材料及新材料的研究依然不能解決問題。為此部分廠家將“誤差帶 " 及“波動幅度 " 設(shè)計(jì)為用戶自定義參數(shù),這從理論上解決了問題,但對使用者卻提出了極高的要求。
F對下屈服點(diǎn)定義中“不計(jì)初始瞬時效應(yīng) " 的誤解什么叫“初始瞬時效應(yīng) " ?它是如何產(chǎn)生,是否所有的試驗(yàn)都存在?這些問題國標(biāo)都未作解釋。所以在求取下屈服強(qiáng)度時絕大多數(shù)的情況都是丟掉了第一個“下峰點(diǎn) " 的。既然不是所有的試驗(yàn)機(jī)都存在初始瞬時的效應(yīng),所以在求取結(jié)果時就不能一律丟掉第一個下峰點(diǎn)。但事實(shí)上,大部分的廠家的試驗(yàn)機(jī)處理程序都是丟掉了第一個下峰點(diǎn)的。 四、 試驗(yàn)人員的影響 在試驗(yàn)設(shè)備已確定的情況下,試驗(yàn)結(jié)果的優(yōu)劣就完全取決于試驗(yàn)人員的綜合素質(zhì)。目前我國材料試驗(yàn)機(jī)的操作人員綜合素質(zhì)普遍不高,專業(yè)知識與理論水平普遍較為欠缺,再加上新概念、新名詞的不斷出現(xiàn),使他們很難適應(yīng)材料試驗(yàn)的需求。
|