電子萬能材料試驗機屈服點誤差解決方法

由于電子萬能材料試驗機材料種類繁多，性能差異很大，彈性階段與塑性階段的過渡情況很復(fù)雜，通過和殘余應(yīng)力等指標(biāo)作為材料彈性階段與塑性階段的轉(zhuǎn)折點的指標(biāo)來反應(yīng)材料的過渡過程的性能，其中電子萬能材料試驗機屈服點與非比例應(yīng)力是最常用的指標(biāo)。雖然屈服點與非比例應(yīng)力同是反應(yīng)材料彈性階段與塑性階段“轉(zhuǎn)折點”的指標(biāo)，但它們反應(yīng)了不同過渡階段特性的材料的特點，因此它們的定義不同，求取方法不同，所需設(shè)備也不完全相同。因此筆者將分別對這兩個指標(biāo)進(jìn)行分析。

從上面的描述，可以看出準(zhǔn)確求取屈服點在材料力學(xué)性能試驗中是非常重要的，在許多的時候，它的重要性甚至大于材料的極限強度值(極限強度是所有材料力學(xué)性能必需求取的指標(biāo)之一)，然而非常準(zhǔn)確的求取它，在許多的時候又是一件不太容易的事。它受到許多因素的制約，歸納起來有：

1、夾具的影響；

2、試驗機測控環(huán)節(jié)的影響；

3、結(jié)果處理軟件的影響；

4、試驗人員理論水平的影響等。

這其中的每一種影響都包含了不同的方面。下面逐一進(jìn)行分析：

一、夾具的影響

這類影響在試驗中發(fā)生的機率較高，主要表現(xiàn)為試樣夾持部分打滑或試驗機某些力值傳遞環(huán)節(jié)間存在較大的間隙等因素，它在舊機器上出現(xiàn)的概率較大。由于機器在使用一段時間后，各相對運動部件間會產(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。如果以前使用該電子萬能材料試驗機所作試驗屈服值正常，而現(xiàn)在所作試驗屈服值明顯偏低，且在某些較硬或者較脆的材料試驗時現(xiàn)象尤為明顯，則一般應(yīng)首先考慮是這一原因。這時需及時進(jìn)行設(shè)備的大修，消除間隙，更換夾塊。

二、試驗機測控環(huán)節(jié)的影響

電子萬能材料試驗機測控環(huán)節(jié)是整個試驗機的核心，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。

三、結(jié)果處理軟件的影響

目前生產(chǎn)的電子萬能材料試驗機絕大部分都配備了不同類型的計算機(如PC機，單片機等))，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。如屈服點的定義，而沒有定量的說明，很不適應(yīng)計算機自動處理的需求。

四、試驗人員的影響

在試驗設(shè)備已確定的情況下，試驗結(jié)果的優(yōu)劣就完全取決于試驗人員的綜合素質(zhì)。目前我國材料試驗機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)材料試驗的需求。在材料屈服強度的求取上常出現(xiàn)如下的問題：

1、將非比例應(yīng)力與屈服混為一談

雖然非比例應(yīng)力與屈服都是反應(yīng)材料彈性階段與塑性階段的過渡狀態(tài)的指標(biāo)，但兩者有著本質(zhì)的不同。屈服是材料固有的性能，而非比例應(yīng)力是通過人為規(guī)定的條件計算的結(jié)果，當(dāng)材料存在屈服點時是無需求取非比例應(yīng)力的，只有材料沒有明顯的屈服點時才求取非比例應(yīng)力。部分試驗人員對此理解不深，以為屈服點、上屈服、下屈服、非比例應(yīng)力對每一個試驗都存在，而且需全部求取。

2、將具有不連續(xù)屈服的趨勢當(dāng)作具有屈服點

國標(biāo)對屈服的定義指出，當(dāng)變形繼續(xù)發(fā)生，而力保持不變或有波動時叫做屈服。但在某些材料中會發(fā)生這樣一種現(xiàn)象，雖然變形繼續(xù)發(fā)生，力值也繼續(xù)增大，但力值的增大幅度卻發(fā)生了由大到小再到大的過程。從曲線上看，有點象產(chǎn)生屈服的趨勢，并不符合屈服時力值恒定的定義。正如在第三類影響中提到的，由于對“力值恒定”的條件沒有定量指標(biāo)規(guī)定，這時經(jīng)常會產(chǎn)生這一現(xiàn)象是否是屈服，屈服值如何求取等問題的爭論。