材料試驗(yàn)機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí).doc
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1、材料萬能試驗(yàn)機(jī)簡介 1. 產(chǎn)品名稱:材料萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)(俗稱拉力機(jī)), 它有以下幾個(gè)特點(diǎn): (1)有力的加載裝置。 (2)有夾持試樣的夾具。 (3)有力的顯示和記錄裝置。 有以下幾種檔次: (1)低檔式:表盤機(jī)械式(50—60年代),根據(jù)杠桿原理。 (2)中檔式:數(shù)顯式(液晶電子拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)EMT,70—80年代),根據(jù)電測(cè)原理,由開關(guān)控制,沒有數(shù)據(jù)處理能力。 (3)高檔式:電腦式(微機(jī)控制電子萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)CMT),也稱電腦控制、電腦伺服、計(jì)算機(jī)控制,能自動(dòng)測(cè)量并能打印報(bào)告。 所謂“萬能”指試驗(yàn)機(jī)的負(fù)荷傳感器能進(jìn)行拉伸和壓縮雙向測(cè)量,而只能進(jìn)行拉伸或壓縮單向測(cè)量的
2、試驗(yàn)機(jī)則稱為拉力試驗(yàn)機(jī)。 2. 所屬行業(yè): “計(jì)量行業(yè)”,用于檢測(cè)。屬于儀器儀表計(jì)量行業(yè)下的試驗(yàn)機(jī)行業(yè)。 3.用途:對(duì)材料進(jìn)行物理性能測(cè)試,最重要的指標(biāo)是材料的強(qiáng)度。試驗(yàn)分動(dòng)態(tài)試驗(yàn)和靜態(tài)試驗(yàn)兩種,靜態(tài)試驗(yàn)頻率低于5HZ,公司目前的產(chǎn)品主要用于靜態(tài)試驗(yàn)。動(dòng)態(tài)試驗(yàn)頻率在50-200HZ之間,由高頻疲勞試驗(yàn)機(jī)來做。 材料強(qiáng)度主要的計(jì)量單位有:“N ”、“kgf”、“ lb”。 GB,ISO,ASTM,DIN用“N”表示。JIS用“kgf”表示。
3、 4.適用的行業(yè):航空航天、石油化工、紡織、車輛制造、機(jī)械制造、電線電纜、塑料橡膠、陶瓷、建材、家電等行業(yè)的分析及檢驗(yàn)以及工礦企業(yè)、科研院所、大專院校、商檢仲裁、技術(shù)監(jiān)督等 部門。 5.適用材料: (1)金屬:有色金屬和黑色金屬。 有色金屬包括:金、銀、銅、鋁、鈽、鈦等; 黑色金屬包括:鐵、鋼等。 (2)非金屬:塑料、橡膠、紡織纖維(布、帶、繩、線、絲)、紙、玻璃、水泥、陶瓷、粘膠等。 (3)復(fù)合材料:如鋁塑復(fù)合管等。 復(fù)合材料指兩種或兩種以上不同材料通過物理方法復(fù)合而成的材料。 6.萬能試驗(yàn)機(jī)的常規(guī)試驗(yàn): (1)拉伸試驗(yàn):主要測(cè)(棒材和板材)抗拉強(qiáng)度及延伸率。
4、 (2)彎曲試驗(yàn):測(cè)抗彎強(qiáng)度(與材料的長和寬相關(guān)),有三點(diǎn)彎曲和四點(diǎn)彎曲倆種。 (3)壓縮試驗(yàn):主要測(cè)抗壓強(qiáng)度(與材料的面積和高度相關(guān)),是一種破壞性試驗(yàn)。 (4)剪切試驗(yàn):測(cè)剪切強(qiáng)度(與材料的直徑相關(guān)),有拉剪、壓剪兩種,主要用于粘劑試驗(yàn)。 (5)剝離試驗(yàn):對(duì)兩種材料復(fù)合在一起的材料進(jìn)行分離,測(cè)剝離力和平均剝離強(qiáng)度(與材料的寬度相關(guān)), 有兩種剝離方法:180剝離,90剝離。 (6)撕裂試驗(yàn):對(duì)同種材料的撕開(與材料的厚度相關(guān)),求撕裂強(qiáng)度。 7.特殊試驗(yàn): (7)頂破實(shí)驗(yàn):土工布的試驗(yàn),測(cè)量最大破壞力。 (8)蠕變實(shí)驗(yàn):在一定的溫度下(一
5、般是高溫),對(duì)某種材料施加一定的力,試驗(yàn)一定的時(shí)間。 實(shí)驗(yàn)機(jī)高溫蠕變持久試驗(yàn),作保載試驗(yàn),公司試驗(yàn)機(jī)只能在短時(shí)間內(nèi)實(shí)驗(yàn)。 (9)循環(huán)往復(fù)試驗(yàn):不回零點(diǎn),拉完卸載,回零點(diǎn)需動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)機(jī),拉完后,既返車。 (10)疲勞試驗(yàn):低周疲勞———靜態(tài)實(shí)驗(yàn)機(jī) 高周疲勞———需要?jiǎng)討B(tài)試驗(yàn)機(jī)。公司目前不能實(shí)現(xiàn)這種試驗(yàn)。 電子萬能試驗(yàn)機(jī)的簡介 一. 電子萬能試驗(yàn)機(jī)的簡介 電子萬能試驗(yàn)機(jī)是主要測(cè)量材料的物理力學(xué)性能的機(jī)器,材料的物理力學(xué)性能包括拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等等。它要符合GB/T16491—1996以及鑒定標(biāo)準(zhǔn)JJG475—86。
6、 二.測(cè)量的一些基本概念 1.測(cè)量、計(jì)量和測(cè)試,三者關(guān)系密切。 a.測(cè)量是指以確定被測(cè)對(duì)象量值為目的的全部操作; b.計(jì)量是指實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測(cè)量; c.測(cè)試是具有試驗(yàn)性質(zhì)的測(cè)量,也可理解為測(cè)量和試驗(yàn)的綜合。 根據(jù)被測(cè)量是否隨時(shí)間變化,可將測(cè)量分為動(dòng)態(tài)測(cè)量和靜態(tài)測(cè)量。靜態(tài)測(cè)量是測(cè)量期間被測(cè)量值可認(rèn)為是恒定的測(cè)量。而動(dòng)態(tài)測(cè)量是為確定量的瞬時(shí)值及(或)其隨時(shí)間變化的量所進(jìn)行的測(cè)量。 2.測(cè)量裝置的誤差和準(zhǔn)確度 裝置的示值總是有誤差的。測(cè)量裝置的示值和被測(cè)量的真值之間的差值稱為裝置的示值誤差。若不會(huì)引起混淆,可簡稱為測(cè)量裝置的誤差。 一般來說,真值是不知道的,只有按規(guī)定的
7、特定條件下保存的國際計(jì)量局的基準(zhǔn),可以認(rèn)為是某量的真值。例如國際千克基準(zhǔn),可以認(rèn)為是真值1kg。在實(shí)際測(cè)量中,只能用所謂的約定真值來代替真值。如:被測(cè)量的實(shí)際值、修過的算術(shù)平均值、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器所復(fù)現(xiàn)的量值等作為約定真值。其中,實(shí)際值是指滿足規(guī)定準(zhǔn)確度的可用來代替真值使用的量值。如在計(jì)量檢定中通常把高一等級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值稱為實(shí)際值。 測(cè)量裝置的準(zhǔn)確度(也稱為精確度)是表示測(cè)量裝置給出接近于被測(cè)量的真值的示值的能力。它反映測(cè)量裝置的總誤差。該總誤差包括系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩部分。測(cè)量裝置的隨機(jī)誤差分量可用對(duì)同一被測(cè)量在同一行程方向連續(xù)進(jìn)行多次測(cè)量示值的分散性來表述。通常這也稱為測(cè)量裝置的重復(fù)性
8、誤差。 在實(shí)際工作中,往往使用到測(cè)量裝置的引用誤差一詞。它是指測(cè)量裝置的示值絕對(duì)誤差與引用值之比,并以百分?jǐn)?shù)表示。引用值往往是指測(cè)量裝置的量程或示值范圍的最高值。例如示值范圍為0—150V的電壓表,當(dāng)其示值為100.0V時(shí),測(cè)的電壓實(shí)際值為99.4V,則該電壓表的引用誤差為: (100.0-99.4)*100%/150=0.4% 測(cè)量裝置的準(zhǔn)確度等級(jí)是用來表達(dá)該裝置在符合一定的計(jì)量要求情況下,能保持其誤差在規(guī)定的極限范圍內(nèi)。多數(shù)的電工、熱工儀表和部分無線電測(cè)量儀器采用引用誤差的形式來表示其準(zhǔn)確度等級(jí),以允許引用誤差值來作為準(zhǔn)確度級(jí)別的代號(hào)。
9、例如,“0.2級(jí)”電壓表表示該電壓表允許的示值誤差不超過電壓表引用值的0.2%。 3.量程和測(cè)量范圍 測(cè)量裝置的示值范圍的上、下限之差的模,稱為量程。其測(cè)量范圍則是指在該裝置的誤差允許極限內(nèi)它所能測(cè)量的被測(cè)量值范圍。對(duì)于用動(dòng)態(tài)測(cè)量的裝置還標(biāo)明在允許誤差極限內(nèi)所能測(cè)量的頻率范圍。 4.信噪比 信號(hào)功率與干擾(噪聲)功率之比,稱為信噪比,記為SNR,并用分貝(dB)來表示。如SNR=10 式中,N 和 N 分別是信號(hào)和噪聲的功率。 有時(shí)也用信號(hào)電壓和噪聲電壓來表示信噪比,這時(shí)信噪比SNR(以dB為單位)中的V 和 V 分別為信號(hào)和噪聲的電壓。例如,用某儀器測(cè)量某信號(hào)時(shí)的信噪比為65dB。
10、此時(shí)表示信號(hào)電壓和干擾電壓之比(V /V)為1000,噪聲電壓還不到信號(hào)電壓的千分之一。 5.動(dòng)態(tài)范圍 動(dòng)態(tài)范圍是裝置不受噪聲影響而能獲得不失真輸出的測(cè)量上限值 y 和下限值y 之比值。這樣動(dòng)態(tài)范圍DR(以dB為單位)如:DR=20 6.線性度 線性度是指測(cè)量裝置輸出、輸入之間保持常值比例關(guān)系的程度。 在靜態(tài)測(cè)量的情況下,用實(shí)驗(yàn)來確定被測(cè)量的實(shí)際值和測(cè)量裝置示值之間的函數(shù)關(guān)系的過程稱為靜態(tài)校準(zhǔn),所得到的關(guān)系曲線稱為校準(zhǔn)曲線。通常,校準(zhǔn)曲線并非直線。為了使用簡便,總是以線性關(guān)系來代替實(shí)際關(guān)系。為此,需要直線來擬合校準(zhǔn)曲線。校準(zhǔn)曲線接近擬合直線的程度就是線性度(如圖1)。作為技術(shù)指標(biāo),
11、則采用線性誤差來表示,即在裝置標(biāo)稱輸出范圍A內(nèi),校準(zhǔn)曲線與該擬合直線的最大偏差B來表示。線性誤差也可用相對(duì)誤差來表示,如:線性誤差=B/A*100% 至于擬合線性直線應(yīng)如何確定,目前國內(nèi)外尚無同一的標(biāo)準(zhǔn)。較常用的有兩種:端基直線和獨(dú)立直線。端基直線是一條通過測(cè)量范圍的上下限點(diǎn)的直線(如圖2)。若擬合的直線與校準(zhǔn)曲線間的偏差B 的平方和最小,即 最小,則該直線被稱為獨(dú)立直線。 7.靈敏度、鑒別力閥、分辨力 靈敏度,鑒別力閥都是用來描述測(cè)量裝置對(duì)被測(cè)量變化的反應(yīng)的能力。 當(dāng)裝置的輸入x有一個(gè)變化量,它引起輸出,發(fā)出相應(yīng)的變化量,則定義靈敏度
12、 S= 顯然對(duì)于理想的定常線性系統(tǒng),其靈敏度應(yīng)當(dāng)是 S= =常數(shù)。但是,一般的測(cè)試裝置總不是理想的定常線線性系統(tǒng),其校準(zhǔn)曲線不是直線,曲線上各點(diǎn)的斜率(即各點(diǎn)的靈敏度)也不是常數(shù)。盡管如此,卻總是用其擬合直線的斜率來作為該裝置的靈敏度。 靈敏度是一個(gè)有量綱的量。其單位取決于輸入、輸出量的單位,當(dāng)輸入、輸出兩者單位一樣,則靈敏度實(shí)際上是一個(gè)無綱量的比例常數(shù)。這時(shí)也稱之為“放大比”或“放大倍數(shù)”。 通常,把引起測(cè)量裝置輸出值產(chǎn)生一個(gè)可察覺變化的最小被測(cè)量變化值稱為鑒別力閥(稱為靈敏閥或靈敏限)。它用來描述裝置對(duì)輸入微小變化的響應(yīng)能力。 某些測(cè)
13、試裝置使用了一般術(shù)語“分辨力”。它是指指示裝置有效地辨別緊密相鄰量值的能力。一般認(rèn)為數(shù)字裝置的分辨力就是最后位數(shù)的一個(gè)字,模擬裝置的分辨力為指示標(biāo)尺分度值的一半。 8.回程誤差 回程誤差也稱為滯后或變差。它是描述測(cè)試裝置的輸出同輸入變化方向有關(guān)的特性。(如圖3)理想裝置的輸出、輸入有完全單調(diào)的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。不管輸入是由小增大,還是由大減小,對(duì)一個(gè)給定的輸入、輸出總是相同的 ,如圖中細(xì)斜線。但是實(shí)際裝置在同樣的測(cè)試條件下,當(dāng)輸入量由小增大和由大減小時(shí),對(duì)于同一輸入量所得到的兩個(gè)輸出量卻往往存在著差值。把在全測(cè)量范圍內(nèi),最大的差值稱為回程誤差或滯后誤差,如圖3中的
14、回程誤差可以是一般滯后現(xiàn)象的后果,也可能反應(yīng)著裝置死區(qū)的存在,前者在磁性材料的磁化和一般材料受力變形的過程中都會(huì)發(fā)生。 9.穩(wěn)定度和漂移 穩(wěn)定度是指測(cè)量裝置在規(guī)定條件下保持測(cè)量特性恒定不變的能力。通常在不指明影響量時(shí),穩(wěn)定度是指裝置不受時(shí)間變化影響的能力。如果是對(duì)其他影響量來考察穩(wěn)定時(shí),則需特別說明。 測(cè)量裝置的測(cè)量特性隨時(shí)間的慢變化,稱為漂移。在規(guī)定條件下,對(duì)一個(gè)恒定的輸入在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的輸出變化,稱為點(diǎn)漂;標(biāo)稱范圍最低值的點(diǎn)漂,稱為零點(diǎn)漂移,簡稱零漂。 三.試驗(yàn)機(jī)的鑒定標(biāo)準(zhǔn)的解釋 所有拉力試驗(yàn)機(jī)在1MN以下的測(cè)量范圍內(nèi)。我們公司已經(jīng)取得10N—600KN系列的1級(jí)和0.5級(jí)的計(jì)量許
15、可證,而其他單位的一般是單個(gè)項(xiàng)目的計(jì)量許可證。試驗(yàn)機(jī)必須有銘牌。計(jì)量許可證是由省級(jí)計(jì)量頒發(fā),委托市級(jí)檢測(cè)中心進(jìn)行考核的。 試驗(yàn)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)綜合指標(biāo),不是某一指標(biāo)超過某個(gè)指數(shù)就稱為這個(gè)級(jí)別的試驗(yàn)機(jī)。它的鑒定標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)包括過載保護(hù)、橫梁移動(dòng)速度、漂移、力值指示裝置(包括鑒別力)、引伸計(jì)、噪音、同軸度、負(fù)荷、以及進(jìn)回程誤差等。國家省一級(jí)的檢測(cè)站由于受檢測(cè)設(shè)備的影響,現(xiàn)在一般不能檢測(cè)0。2級(jí)的試驗(yàn)機(jī)。以及計(jì)量法規(guī)定,機(jī)械不可以自檢測(cè)。日本人試驗(yàn)機(jī)的所謂自檢測(cè)不符合計(jì)量法。 1.工作環(huán)境 a.試驗(yàn)機(jī)的環(huán)境要求是10℃—30℃之間,而且要求溫度變化不到2℃/小時(shí)。 b.試驗(yàn)機(jī)的放置要求離其它最近
16、的物品或墻角大于700毫米。 c.在一些潮濕的地方不要放在地下室,或者加防潮器。 d.當(dāng)然也不要放在有對(duì)電子有干擾的地方。 e.其余見標(biāo)準(zhǔn)。 2.過載安全鑒定標(biāo)準(zhǔn) 過載安全標(biāo)準(zhǔn)是5%—10%,我們公司目前采用的是過載10%就自動(dòng)停機(jī)(采用的是用軟件控制停機(jī))。 3.速度鑒定標(biāo)準(zhǔn) 現(xiàn)在要求是0.5級(jí)機(jī)是誤差0.2%,1級(jí)機(jī)是不超過1%。 當(dāng)?shù)陀?.1mm/s時(shí),采用一級(jí)千分表和分辨力1/100s一級(jí)百分表,測(cè)量時(shí)間大于30min。 而0.1—10mm/s時(shí),采用一級(jí)磁力表和分辨力1/100s一級(jí)百分表,測(cè)量時(shí)間大于10 min。 大于10mm/s時(shí)采用鋼直尺和1/100s一級(jí)
17、百分表,測(cè)量時(shí)間大于3 min;這是我們廠采用的測(cè)量方法。 當(dāng)速度小于0.05mm/s時(shí),實(shí)現(xiàn)連續(xù)平穩(wěn)地進(jìn)行加載有一些困難,在這個(gè)方面日本島津有20萬碼的控制技術(shù),較我們的公司好。 4.零點(diǎn)漂移的鑒定標(biāo)準(zhǔn) 我們公司采用了全程不分檔,但鑒定的時(shí)候是采用分六檔的標(biāo)準(zhǔn)來鑒定試驗(yàn)機(jī)是否達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)機(jī)是0.5級(jí)機(jī)的時(shí)候應(yīng)該用10萬碼才能達(dá)到。零點(diǎn)漂移的計(jì)算方法:我們的工作機(jī)通常分為六檔,分別為最大負(fù)荷的100%、50%、20%、10%、5%、2%。而零點(diǎn)漂移是指在該量程中滿量程不超過0.1%(0.5級(jí))或0.2%(1級(jí))。例如10KN、0.5級(jí)的試驗(yàn)機(jī),則最大漂移不能超過: 100000*2
18、%*0.1%=0.2N 同理為1級(jí)機(jī)的時(shí)候: 100000*2%*0.2%=0.4N ,以此類推。(注意要燒機(jī)半個(gè)小時(shí)才開始鑒定) 5.力閥(靈敏度)鑒定標(biāo)準(zhǔn) 測(cè)力不能超過0.05%(指的是在最小檔位滿負(fù)荷)。例如10KN的試驗(yàn)機(jī): 100000*0.2*0.05%=0.1N 指的是當(dāng)你放一個(gè)0.1N的砝碼在試驗(yàn)機(jī)上時(shí),試驗(yàn)機(jī)的讀數(shù)有變化。也就是負(fù)荷傳感器的最小感應(yīng)的單位要大于等于0.1牛。其他類推。 6.同軸度的鑒定標(biāo)準(zhǔn) 一般要求5KN以下的是2mm以內(nèi)。同軸度的鑒定方法有兩種方式:第一種是吊線法(常用方法),也稱為落錘式。第二種方法是:將同心棒的上端用夾具夾住
19、,下端夾住一個(gè)轉(zhuǎn)盤,在夾盤上面放置一個(gè)磁力百分表,讓探針圍繞同心棒旋轉(zhuǎn)。大于5KN的試驗(yàn)機(jī),使用的是貼應(yīng)變片的方法,在規(guī)定的同軸度測(cè)試儀上,在軸的相互成90度的周圍貼上四片應(yīng)變片,進(jìn)行拉伸,測(cè)試他們的應(yīng)變的比然后按照 E(同軸度)=(最大變化—平均變化)/平均變化來計(jì)算。(國內(nèi)是用北京鋼鐵研究院研究的方法) 7.回程誤差的鑒定標(biāo)準(zhǔn) 進(jìn)回程誤差=(進(jìn)程-回程)/標(biāo)準(zhǔn)值 8.負(fù)荷鑒定標(biāo)準(zhǔn) 負(fù)荷鑒定一般要高于該精度的3倍以上才可以進(jìn)行鑒定。在國際單位中,力是一個(gè)導(dǎo)出量,由質(zhì)量和加速度的乘法來定義。力的基準(zhǔn)量取決于質(zhì)量、時(shí)間和長度的基準(zhǔn)量。質(zhì)量的基準(zhǔn)量是一個(gè)保存在法國塞夫勒(SEVRES)市國
20、際計(jì)量局內(nèi)的箔銥圓柱體,稱為國際千克基準(zhǔn)。其他基準(zhǔn)通過精密度為10億分之幾的天平來和該基準(zhǔn)比對(duì)。而國家的計(jì)量體系是由國家一個(gè)精確度為10萬分之一的基準(zhǔn)器(標(biāo)準(zhǔn)砝碼),傳遞到下一級(jí)為一萬分之三稱為一等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力計(jì)(高精度負(fù)荷傳感器),再下一級(jí)為二等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力計(jì)千分之一的精確度。我們公司正在生產(chǎn)這種精度的測(cè)力儀。再下一等級(jí)的是三等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力計(jì)(稱為測(cè)力環(huán))精度為千分之三。在這一等級(jí)的機(jī)器也稱為工作測(cè)力機(jī)(0.5級(jí))。一級(jí)機(jī)的 精度是百分之一,公司的產(chǎn)品都稱為工作機(jī)。 我國的計(jì)量體系分為兩條線: 國家工業(yè)——省級(jí)計(jì)量——市級(jí)計(jì)量站(有基準(zhǔn)器)
21、 國防系統(tǒng)——三零四所——區(qū)域計(jì)量站(有基準(zhǔn)器,在四川) 作為檢測(cè)只需要高于被檢測(cè)設(shè)備的3倍精度的設(shè)備就可以進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)才有效。 9.引伸計(jì)的檢測(cè) 10.包裝的檢測(cè) 例如防水,防潮,防銹的復(fù)合防護(hù)包裝 11.銘牌的內(nèi)容 a.名稱 b.型號(hào) c.出廠日期、編號(hào) d.試驗(yàn)機(jī)最大試驗(yàn)力 f.試驗(yàn)機(jī)的級(jí)別(或測(cè)量范圍與級(jí)別) g.制造廠名稱 12.顛簸試驗(yàn)等等 注:關(guān)于分檔的簡介 幾乎所有的檢測(cè)都要進(jìn)行分檔,分檔的原因是因?yàn)殡娮釉木€性度的影響,不是什么電子元件的物理變形和電信號(hào)的轉(zhuǎn)變都成嚴(yán)格的線性比的。為了減少誤差,所以分段進(jìn)行校核,這樣給我們的直接結(jié)果就
22、是進(jìn)行分檔。雖然我們公司的編碼器全程不分檔。但是檢測(cè)的時(shí)候還是要進(jìn)行分檔處理的。由于我們公司采用的是分辨率10萬碼,一般采用的是分六檔。分別為最大負(fù)荷的100%,50%,20%,10%,5%,2%六檔。當(dāng)他們進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候就是檢測(cè)每一個(gè)量程的有效范圍80%—20%,所以有效值的計(jì)算方法例如:10KN的拉力試驗(yàn)機(jī)的計(jì)算方法 10KN*2%*20%=40N 40N就是10KN的最小有效值。所以現(xiàn)在的試驗(yàn)機(jī)的有效范圍是100%—0.4%,而10萬碼的也可以算出來。10萬碼是由靈敏度來算的。全程不分檔的好處在于在最大負(fù)荷以內(nèi)的測(cè)量沒有過度階段,使得交錯(cuò)部分的
23、試樣采集方面比分檔有優(yōu)勢(shì)。 試驗(yàn)機(jī)到當(dāng)?shù)匾院蠖家M(jìn)行鑒定的。 試驗(yàn)方法 1. 拉伸試驗(yàn): 注意事項(xiàng): (1)金屬拉伸不可設(shè)定返車,硬質(zhì)塑料拉伸不設(shè)返車。 (2)金屬拉伸如要求彈性模量或σp0.2時(shí)用引伸計(jì),塑料或橡膠拉伸如延伸率大于25mm時(shí)用大 變形。 以金屬拉伸為例: (1)一般來說金屬拉伸的特性曲線分四個(gè)部分:彈性段、屈服段、加工硬化段、頸縮段。 (2)主要參數(shù)指標(biāo): a:規(guī)定非比例伸長應(yīng)力(σP) 試樣標(biāo)距部分的非比例伸長達(dá)到規(guī)定的原始標(biāo)距百分比時(shí)的應(yīng)力。表示此應(yīng)力的符號(hào)應(yīng)附以注腳說明。
24、 測(cè)定方法有:圖解法、滯后環(huán)法、逐步逼近法(公司現(xiàn)在一般用的方法) b:規(guī)定總伸長應(yīng)力(σt) 試樣標(biāo)距部分的總伸長(彈性伸長加塑性伸長)達(dá)到規(guī)定的原始標(biāo)距百分比時(shí)的應(yīng)力。表示此應(yīng)力的符號(hào)應(yīng)附以注腳說明。 c:規(guī)定殘余伸長應(yīng)力(σr) 試樣卸除拉伸力后,其標(biāo)距部分的殘余伸長達(dá)到規(guī)定的原始標(biāo)距百分比時(shí)的應(yīng)力。表示此應(yīng)力的符號(hào)應(yīng)附以注腳說明。 d:屈服點(diǎn)(σs):呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象的金屬材料,試樣在試驗(yàn)過程中力不增加仍能繼續(xù)伸長時(shí)的應(yīng)力。 上屈服點(diǎn):試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最大
25、應(yīng)力。 下屈服點(diǎn):當(dāng)不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)屈服階段中的最小應(yīng)力。 e:屈服點(diǎn)伸長率(δs) 試樣從屈服開始至屈服階段結(jié)束(加工硬化開始)之間標(biāo)距地伸長與原始標(biāo)距的百分比 求法:屈服階段結(jié)束點(diǎn)的變形減去上屈服點(diǎn)的變形,或屈服階段結(jié)束點(diǎn)的非比例變形 f:抗拉強(qiáng)度(σb):試樣拉斷過程中最大力所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。 求法:最大力/原始橫截面積 g:最大力下的伸長率:試樣拉到最大力時(shí)標(biāo)距的伸長與原始標(biāo)距的百分比。 h:斷后伸長率(δ):試樣拉斷后,標(biāo)距的伸長與原始標(biāo)距的百分比。 (注意:軟
26、件自動(dòng)求得的斷后伸長率是不準(zhǔn)的) i:斷面收縮率(Ψ):試樣拉斷后,縮頸處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比。 其它參數(shù)指標(biāo): 彈性模量(E):彈性變形范圍內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變的比值。 泊松比():軸向應(yīng)力作用下,相應(yīng)的橫向應(yīng)變與軸向應(yīng)變之比的絕對(duì)值(彈性段范圍內(nèi))。 塑性應(yīng)變比(γ):將金屬薄板試樣單軸拉伸到產(chǎn)生均勻塑性變形時(shí),試樣標(biāo)距內(nèi),寬度方向的真實(shí)應(yīng)變與厚度方向真實(shí)應(yīng)變之比。 應(yīng)變硬化指數(shù)(η):金屬薄板材料真實(shí)應(yīng)力減去真實(shí)應(yīng)變,在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)平面上關(guān)系曲線的斜率。 工程應(yīng)力:拉伸試驗(yàn)過程中,任一時(shí)刻的負(fù)荷除以試樣原始橫截面積的商。 工程應(yīng)變:拉伸試驗(yàn)過程
27、中,任一時(shí)刻的原始標(biāo)距增量與原始標(biāo)距之比。 真實(shí)應(yīng)力:拉伸試驗(yàn)過程中,任一時(shí)刻的負(fù)荷除以試樣瞬時(shí)橫截面積的商。 真實(shí)應(yīng)變:拉伸試驗(yàn)過程中,任一時(shí)刻的試樣標(biāo)距與原始標(biāo)距之比的自然對(duì)數(shù)。 2. 壓縮試驗(yàn)(GB7341—87): 注意事項(xiàng): (1)試驗(yàn)前要設(shè)置限位 (2)試驗(yàn)速度不宜過大(可設(shè)置返車) 主要參數(shù)指標(biāo): (1)規(guī)定非比例壓縮應(yīng)力(σpc) (2)規(guī)定總壓縮應(yīng)力(σtc) (3)壓縮屈服點(diǎn)(σsc) (4)抗壓強(qiáng)度(σb) (5)壓縮彈性模量(Ec) 3. 彎曲試驗(yàn): 注意事項(xiàng):
28、(1)試驗(yàn)前要設(shè)置限位 (2)試驗(yàn)速度不應(yīng)過大(可設(shè)置返車) 行語: (1)三點(diǎn)彎曲:兩個(gè)支承點(diǎn),一個(gè)彎心。 (2)四點(diǎn)彎曲:兩個(gè)支承點(diǎn),兩個(gè)彎心。 (3)跨距:彎曲試驗(yàn)裝置上試樣兩支承點(diǎn)間的距離。 (4)撓度:試樣彎曲時(shí),其中線偏離原始位置的最大距離。 主要參數(shù)指標(biāo): (1)試樣截面系數(shù)(W) (2)試樣截面慣性矩(I) (3)抗彎強(qiáng)度(σbb) (4)彎曲角度(α) (5)規(guī)定非比例彎曲應(yīng)力(σpb) (6)彎曲彈性模量(Eb) (7)彎曲斷裂能量(U) 4. 剪切試驗(yàn): 注意事項(xiàng)(分拉
29、剪、壓剪兩種): (1)壓剪: a:注意試驗(yàn)前限位 b:試驗(yàn)速度不宜過大 c:可設(shè)置返車 (2)拉剪:最好不返車 主要參數(shù)指標(biāo):最大力、剪切強(qiáng)度 5. 剝離試驗(yàn): 注意事項(xiàng):軟件中停機(jī)條件的設(shè)定。 主要參數(shù)指標(biāo):最大力、剝離強(qiáng)度(平均剝離力/試樣寬度) 6. 撕裂試驗(yàn): 注意事項(xiàng):軟件中停機(jī)條件的設(shè)定。 主要參數(shù)指標(biāo):最大力 7.頂破實(shí)驗(yàn):用于土工布實(shí)驗(yàn),測(cè)量最大破壞力。 8. 蠕變實(shí)驗(yàn):對(duì)某種材料施加一定的力,試驗(yàn)一定的時(shí)間,一般
30、在高溫下試驗(yàn)的專用實(shí)驗(yàn)機(jī)。高溫蠕 變持久試驗(yàn),作保載試驗(yàn),公司試驗(yàn)機(jī)只能在短時(shí)間內(nèi)實(shí)驗(yàn)。 9. 循環(huán)往復(fù)試驗(yàn):不回零點(diǎn),拉完卸載。回零點(diǎn)需動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)機(jī),拉完后,可返車。 10.疲勞試驗(yàn):低周疲勞———靜態(tài)實(shí)驗(yàn)機(jī) 高周疲勞———需要?jiǎng)討B(tài)試驗(yàn)機(jī)。公司不能實(shí)現(xiàn)這種試驗(yàn)。 試驗(yàn)方法與標(biāo)準(zhǔn) 課程介紹 l 本課程將介紹一些常用試驗(yàn)方法與試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 概述 l 試驗(yàn)方法將按拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離、撕裂六種常見試驗(yàn)方法講述; l 拉伸 l GB l 剪切 l 壓縮 l ISO l 剝離 l 彎曲 l DIN l 撕裂
31、 試驗(yàn)方法和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是分不開的,本教材不會(huì)分開來敘述,而將采用糅合的辦法,使之相輔相成。 一、拉伸試驗(yàn) l 圖示: 1.1 注意事項(xiàng) l 金屬拉伸不可設(shè)定返車,硬質(zhì)塑料拉伸不設(shè)返車,原則:返車不要由于沒卸試樣而頂壞夾具甚至傳感器;用大變形時(shí)注意不要撞傷大變形。 l 金屬拉伸如要求彈性模量或σP0.2時(shí)用引伸計(jì),塑料或橡膠拉伸如延伸率大于25mm時(shí)用大變形。用大變形時(shí)試樣變形越大結(jié)果越精確。 1.2 以‘GB228-87金屬拉伸試驗(yàn)方法’為例 1.3 典型曲線 l 一般來說金屬拉伸的
32、特性曲線分四個(gè)部分: 1、彈性段 2、屈服斷 3、加工硬化段 4、頸縮段 1.4 主要參數(shù)指標(biāo) l 規(guī)定非比例伸長應(yīng)力(σp) l 規(guī)定總伸長應(yīng)力(σt) l 規(guī)定殘余伸長應(yīng)力(σr) l 屈服點(diǎn)(σs) l 屈服點(diǎn)伸長率(δs) l 抗拉強(qiáng)度(σb) l 最大力下的伸長率 l 斷后伸長率(δ) l 斷面收縮率(ψ) 規(guī)定非比例伸長應(yīng)力(σP) l 定義:試樣標(biāo)距部分的非比例伸長達(dá)到規(guī)定的原始標(biāo)距百分比時(shí)的應(yīng)力。表示此應(yīng)力的符 號(hào)應(yīng)附以腳注說明,例如σP0.05、σP0.2等分別表示規(guī)定非比例伸長率為0.05%、0.2%時(shí)的應(yīng)力
33、。通常規(guī)定非比例伸長率為0.2%。 l 測(cè)定方法: 1、圖解法; 2、滯后環(huán)法; 3、逐步逼近法。 規(guī)定總伸長應(yīng)力(σt) l 定義: 試樣標(biāo)距部分的總伸長(彈性伸長加塑性伸長)達(dá)到規(guī)定的原始標(biāo)距百分比時(shí)的應(yīng)力。表示此應(yīng)力的符號(hào)應(yīng)附以腳注說明,例如σt0.5表示規(guī)定總伸長率為0.5%時(shí)的應(yīng)力。通常規(guī)定總伸長率為0.5%。 l 求法: 規(guī)定殘余伸長應(yīng)力(σr) l 定義:試樣卸除拉伸力后,其標(biāo)距部分的殘余伸長達(dá)到規(guī)定的原始標(biāo)距百分比時(shí)的應(yīng)力。表示此應(yīng)力的符號(hào)應(yīng)附以腳注說明,例如σr0.2表示規(guī)定殘余伸長率為0.2%時(shí)的應(yīng)力。 l 求法: 暫時(shí)未求。
34、 屈服點(diǎn)(σs) l 定義: 呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象的金屬材料,試樣在試驗(yàn)過程中力不增加(保持恒定)仍能繼續(xù)伸長時(shí)的應(yīng)力。如力發(fā)生下降,應(yīng)區(qū)分上、下屈服點(diǎn)。 1、上屈服點(diǎn)( σsu): 試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最大應(yīng)力。 2、下屈服點(diǎn)( σsl): 當(dāng)不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)屈服階段中的最小應(yīng)力。 l 測(cè)定方法: 請(qǐng)注意三種不同的屈服現(xiàn)象,其上下屈服點(diǎn)的算法不的同之處。一般屈服點(diǎn)取下屈服點(diǎn)。 屈服點(diǎn)伸長率(δs) l 定義: 試樣從屈服開始至屈服階段結(jié)束(加工硬化開始)之間標(biāo)距地伸長與原始標(biāo)距的百分比。 l 求法: 屈服階段結(jié)束點(diǎn)的變形減去上屈服點(diǎn)的變形,或屈服
35、階段結(jié)束點(diǎn)的非比例變形。 抗拉強(qiáng)度(σb) l 定義:試樣拉斷過程中最大力所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。 l 求法: 最大力原始橫截面積 最大力下的伸長率 l 定義:試樣拉到最大力時(shí)標(biāo)距的伸長與原始標(biāo)距的百分比。 l 求法: 應(yīng)區(qū)分最大力下的總伸長率(δgt)和非比例伸長率(δg)。 斷后伸長率(δ) l 定義: 試樣拉斷后,標(biāo)距的伸長與原始標(biāo)距的百分比。 l 注意: 軟件自動(dòng)求得的斷后伸長率是不準(zhǔn)的。 斷面收縮率(ψ) l 定義:試樣拉斷后,縮頸處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比。 1.5 補(bǔ)充說明 l 彈性模量(E):彈性變形范圍內(nèi)應(yīng)力
36、與應(yīng)變的比值。 l 泊松比(μ):軸向應(yīng)力作用下,相應(yīng)的橫向應(yīng)變與軸向應(yīng)變之比的絕對(duì)值。彈性段范圍內(nèi)。 l 塑性應(yīng)變比(γ值):將金屬薄板試樣單軸拉伸到產(chǎn)生均勻塑性變形時(shí),試樣標(biāo)距內(nèi),寬度方向的真實(shí)應(yīng)變與厚度方向大真實(shí)應(yīng)變之比。 Γ=1/(ln(L1/L0)/(ln(b0/b1)-1) l 應(yīng)變硬化指數(shù)(η值):金屬薄板材料真實(shí)應(yīng)力-真實(shí)應(yīng)變,在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)平面上關(guān)系曲線的斜率。 l 工程應(yīng)力:拉伸試驗(yàn)過程中,任一時(shí)刻的負(fù)荷除以試樣原始橫截面積的商。 l 工程應(yīng)變:拉伸試驗(yàn)過程中,任一時(shí)刻的原始標(biāo)距增量與原始標(biāo)距之比。 l 真實(shí)應(yīng)力:拉伸試驗(yàn)過程中,任一時(shí)刻的負(fù)荷除以試樣瞬時(shí)橫截面積
37、的商。 l 真實(shí)應(yīng)變:拉伸試驗(yàn)過程中,任一時(shí)刻的試樣標(biāo)距與原始標(biāo)距之比的自然對(duì)數(shù)。其值=ln(1+工程應(yīng)變) 二、 壓縮試驗(yàn) l 圖示: 2.1 注意事項(xiàng) l 注意試驗(yàn)前限位; l 試驗(yàn)速度不宜過大; l 可設(shè)置返車。 2.2 以‘GB7314-87金屬壓縮試驗(yàn)方法’為例 2.3 典型曲線 2.4 主要參數(shù)指標(biāo) l 規(guī)定非比例壓縮應(yīng)力(σpc) l 規(guī)定總壓縮應(yīng)力(σtc) l 壓縮屈服點(diǎn)(σsc) l 抗壓強(qiáng)度
38、(σb) l 壓縮彈性模量(Εc) 三、 彎曲試驗(yàn) l 圖示 3.1 注意事項(xiàng) l 注意試驗(yàn)前限位; l 試驗(yàn)速度不宜過大; l 可設(shè)置返車。 3.2 以‘GB/T14452-93金屬彎曲試驗(yàn)方法’為例 3.3 典型曲線 3.4 術(shù)語 l 三點(diǎn)彎曲:兩個(gè)支承點(diǎn),一個(gè)彎心。 l 四點(diǎn)彎曲:兩個(gè)支承點(diǎn),兩個(gè)彎心。 l 跨距:彎曲試驗(yàn)裝置上試樣 兩支承點(diǎn)間的距離。 l 撓度:試樣彎曲時(shí),其中線偏離
39、 原始位置的最大距離。 3.5 主要參數(shù)指標(biāo) l 試樣截面系數(shù)(W) 圓截面:W=πd3/32 矩形截面:W=bh2/6 l 試樣截面慣性矩(I) 圓截面:I=πd4/64 矩形截面:I=bh3/12 l 抗彎強(qiáng)度(σbb) σbb =(FbbLs)(4I) l 彎曲角度(α) l 規(guī)定非比例彎曲應(yīng)力(σpb) l 彎曲彈性模量(Εb) l 彎曲斷裂能量(U):試樣彎曲至 斷裂時(shí)所需的能量。 四、 剪切試驗(yàn) l 圖示: 4.1 注意事項(xiàng) l 分拉剪、壓剪兩種; l 壓剪: – 注意試驗(yàn)前限位; – 試驗(yàn)速度不宜過大; – 可設(shè)置返車。 l 拉剪: – 最好不返車。 4.2 主要參數(shù)指標(biāo) l 最大力 l 剪切強(qiáng)度 五、 剝離試驗(yàn) l 圖示: 5.1 注意事項(xiàng) l 軟件中停機(jī)條件的設(shè)置 5.2 典型曲線 5.3 主要參數(shù)指標(biāo) l 最大力 l 剝離強(qiáng)度:平均剝離力試樣寬度 六、 撕裂試驗(yàn) l 圖示: 6.1 注意事項(xiàng) l 軟件中停機(jī)條件的設(shè)置 6.2 主要參數(shù)指標(biāo) l 最大力
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