金屬拉伸試驗(yàn)應(yīng)該注意的幾個(gè)問(wèn)題-在線瀏覽
2025-05-13 04:47本頁(yè)面
【正文】 ，但這種變形必須被限制在彈性范圍之內(nèi)，否則產(chǎn)品的形狀將會(huì)發(fā)生永久變化，影響繼續(xù)使用，設(shè)備的形狀也將發(fā)生變化，輕則造成加工零部件精度等級(jí)下降，重則造成零部件報(bào)廢，產(chǎn)生重大的質(zhì)量事故。 從上面的描述，可以看出準(zhǔn)確求取屈服點(diǎn)在材料力學(xué)性能試驗(yàn)中是非常重要的，在許多的時(shí)候，它的重要性甚至大于材料的極限強(qiáng)度值（極限強(qiáng)度是所有材料力學(xué)性能必需求取的指標(biāo)之一），然而非常準(zhǔn)確的求取它，在許多的時(shí)候又是一件不太容易的事。 這其中的每一種影響都包含了不同的方面。由于機(jī)器在使用一段時(shí)間后，各相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件間會(huì)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。如果以前使用該試驗(yàn)機(jī)所作試驗(yàn)屈服值正常，而現(xiàn)在所作試驗(yàn)屈服值明顯偏低，且在某些較硬或者較脆的材料試驗(yàn)時(shí)現(xiàn)象尤為明顯，則一般應(yīng)首先考慮是這一原因。 二、 試驗(yàn)機(jī)測(cè)控環(huán)節(jié)的影響 試驗(yàn)機(jī)測(cè)控環(huán)節(jié)是整個(gè)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(dòng)測(cè)控。針對(duì)材料屈服點(diǎn)的求取最主要的有下列幾點(diǎn)： 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(cè)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(hào)輸出類型，在使用中必須進(jìn)行信號(hào)放大。為了從干擾信號(hào)中提取出有用信號(hào)，針對(duì)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。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。在日常生活中，我們常見(jiàn)的電子秤，數(shù)據(jù)很穩(wěn)定，其原因之一就是它的頻帶很窄，干擾信號(hào)基本不能通過(guò)。對(duì)于屈服表現(xiàn)為力值多次上下波動(dòng)的情況，這種失真是不允許的。在實(shí)際中，有時(shí)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。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換器以“最高輸出數(shù)據(jù)速率4KHZ”運(yùn)行時(shí)，它的模擬輸入處理電路達(dá)到最大的頻帶寬度10HZ。用這樣的電路當(dāng)然不能得到正確試驗(yàn)結(jié)果。但通過(guò)下面介紹的簡(jiǎn)單方法，可做出一個(gè)定性的認(rèn)識(shí)。除非特殊場(chǎng)合（如：校驗(yàn)試驗(yàn)機(jī)力值精度的高精度標(biāo)定儀），否則在試驗(yàn)機(jī)上是不可使用的。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。在試驗(yàn)機(jī)上由于對(duì)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(cè)量精度。因?yàn)楫?dāng)采樣速度很低時(shí)，對(duì)高速變化的信號(hào)就無(wú)法實(shí)時(shí)準(zhǔn)確采集。 那么如何判斷一個(gè)系統(tǒng)的頻帶寬窄以及采樣速率的高低呢？ 控制方法使用不當(dāng) 針對(duì)材料發(fā)生屈服時(shí)應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系（發(fā)生屈服時(shí)，應(yīng)力不變或產(chǎn)生上下波動(dòng)，而應(yīng)變則繼續(xù)增大）國(guó)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(duì)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(gè)階段的控制特性要求。所以在選擇試驗(yàn)機(jī)及控制方法時(shí)最好不要選擇單一的載荷控制模式。與過(guò)去廣泛采用的圖解法相比有了非常大的進(jìn)步。如屈服點(diǎn)的定義，只有定性的解釋，而沒(méi)有定量的說(shuō)明，很不適應(yīng)計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理的需求。 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。” ＊上下屈服強(qiáng)度的疑問(wèn)：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(dòng)，但這個(gè)波動(dòng)的幅度是多少呢？國(guó)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。但對(duì)不常見(jiàn)的材料及新材料的研究依然不能解決問(wèn)題。 這個(gè)定義在過(guò)去使用圖解法時(shí)一般沒(méi)有什么疑問(wèn)，但在今天使用計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)時(shí)就產(chǎn)生了問(wèn)題。由于條件的不統(tǒng)一，所求結(jié)果自然也就有所差異。所以在求取下屈服強(qiáng)度時(shí)絕大多數(shù)的情況都是丟掉了第一個(gè)“下峰點(diǎn)”的。既然不是所有的試驗(yàn)機(jī)都存在初始瞬時(shí)的效應(yīng)，所以在求取結(jié)果時(shí)就不能一律丟掉第一個(gè)下峰點(diǎn)。 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)。在材料屈服強(qiáng)度的求取上常出現(xiàn)如下的問(wèn)題： 將金屬材料的屈服點(diǎn)與塑料類的屈服點(diǎn)混淆 由于金屬材料與塑料的性能相差很大，其屈服的定義也有所不同。而塑料只定義有屈服的概念。由于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的不熟悉，往往在試驗(yàn)結(jié)果的輸出方面產(chǎn)生一些不應(yīng)有的錯(cuò)誤，如將塑料的屈服概念（上屈服）作為金屬材料的屈服概念（一般為下屈服）輸出，或?qū)o(wú)屈服的金屬材料的最大強(qiáng)度按塑料的屈服強(qiáng)度定義類推作為金屬材料屈服值輸出，產(chǎn)生金屬材料屈服值與最大值一致的笑話。屈服是材料固有的性能，而非比例應(yīng)力是通過(guò)人為規(guī)定的條件計(jì)算的結(jié)果，當(dāng)材料存在屈服點(diǎn)時(shí)是無(wú)需求取非比例應(yīng)力的，只有材料沒(méi)有明顯的屈服點(diǎn)時(shí)才求取非比例應(yīng)力。 將具有不連續(xù)屈服的趨勢(shì)當(dāng)作具有屈服點(diǎn) 國(guó)標(biāo)對(duì)屈服的定義指出，當(dāng)變形繼續(xù)發(fā)生，而力保持不變或有波動(dòng)時(shí)叫做屈服。從曲線上看，有點(diǎn)象產(chǎn)生屈服的趨勢(shì)，并不符合屈服時(shí)力值恒定的定義。 綜上所述，屈服值在材料力學(xué)性能試驗(yàn)中有著非常重要的作用，但同時(shí)在求取時(shí)又面臨著許多問(wèn)題，因此無(wú)論是國(guó)標(biāo)的制定部門(mén)，還是試驗(yàn)機(jī)的研發(fā)生產(chǎn)廠商、試驗(yàn)機(jī)的使用部門(mén)，都應(yīng)從各自的角度出發(fā)，努力解決所存在的問(wèn)題，才能實(shí)現(xiàn)屈服點(diǎn)的準(zhǔn)確、快速、方便的求取，為材料的安全使用創(chuàng)造良好的條件。測(cè)定各強(qiáng)度性能均應(yīng)采用1 級(jí)或優(yōu)于1 級(jí)準(zhǔn)確度的試驗(yàn)機(jī)。應(yīng)把引伸計(jì)看成是一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)(包括位移傳感器、記錄器和顯示器) 。 四、原始橫截面積的測(cè)量和計(jì)算值 測(cè)量部位和方法(1) 對(duì)于圓形橫截面的試樣,在其標(biāo)距的兩
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