金屬拉伸試驗(yàn)應(yīng)該注意的幾個(gè)問題

1、金屬拉伸試驗(yàn)應(yīng)該注意的幾個(gè)問題金屬拉伸試驗(yàn)應(yīng)該注意的幾個(gè)問題引伸計(jì)引伸計(jì)如果需要做σ0.2，就需要引伸計(jì)。一般結(jié)構(gòu)鋼機(jī)械性能試驗(yàn)不用引伸計(jì)。引伸計(jì)一般用于屈服強(qiáng)度臺(tái)階不明顯的材料。不要引伸計(jì)的拉伸曲線，是把標(biāo)距以外的變形等干擾都包含進(jìn)曲線了。試驗(yàn)的可靠性或稱準(zhǔn)確性值得商榷。用引伸計(jì)才是最準(zhǔn)確的。引申計(jì)的量程小，一般用在屈服和屈服之前使用，如在屈服后繼續(xù)使用，會(huì)損壞引申計(jì)，引申計(jì)用來測(cè)量彈性模量，如用一般的差動(dòng)編碼器測(cè)量，計(jì)算結(jié)果會(huì)和真實(shí)

2、的彈性模量差一個(gè)數(shù)量級(jí)，由標(biāo)距造成的，引伸計(jì)在測(cè)量中精度高，但是量程小，所以一般試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉伸壓縮試驗(yàn)都不用引伸計(jì)，除非測(cè)量彈性模量和要求很高的精度時(shí)，而一般試驗(yàn)，一般的差動(dòng)編碼器測(cè)位移精度足夠引申計(jì)是用來測(cè)量變形部分延伸率的，如果不用引伸計(jì)就不能得到應(yīng)力應(yīng)變曲線，因?yàn)榇藭r(shí)得到的應(yīng)變把拉伸機(jī)齒輪空轉(zhuǎn)及位移和非測(cè)試部分的位移都算上了。但是不用引伸計(jì)還是可以得到抗拉強(qiáng)度的，另外對(duì)于有屈服平臺(tái)的材料也能得到屈服強(qiáng)度，但是對(duì)于沒有屈服平臺(tái)就是連

3、續(xù)屈服的材料就沒辦法得到屈服強(qiáng)度了。關(guān)于引伸計(jì)除了通產(chǎn)所見的機(jī)械引伸計(jì)外，目前比較流行的是激光引伸計(jì)，測(cè)試時(shí)有激光打在樣品上作為測(cè)量位移的標(biāo)定。這樣就能測(cè)試機(jī)械引伸計(jì)所無法測(cè)的叫做postunifmelongation的參量，即試樣發(fā)生頸縮后到斷裂前的延伸率。這個(gè)參量在表征帶孔件沖壓時(shí)擴(kuò)孔率時(shí)非常重要。拉伸試驗(yàn)金屬雖然說每一個(gè)試驗(yàn)機(jī)廠家對(duì)金屬拉伸都很熟悉，但是真正完全能夠把標(biāo)準(zhǔn)以及標(biāo)準(zhǔn)后面的理由吃透的廠家并不多，所以現(xiàn)在每一個(gè)試驗(yàn)機(jī)廠家

4、在指導(dǎo)用戶完成金屬拉伸試驗(yàn)的時(shí)候一般是從他們自己設(shè)備的能力出發(fā)，以最簡(jiǎn)單的方式來完成試驗(yàn)，比如全部以橫梁位移的速度來完成整個(gè)試驗(yàn)過程。金屬拉伸試驗(yàn)還是有很多細(xì)節(jié)問題非常值得我們重視。首先是拉伸速度的問題。在彈性變形階段，金屬的變形量很小而拉伸載荷迅速增大。這時(shí)候如果以橫梁位移控制來做拉伸試驗(yàn)，那么速度太快會(huì)導(dǎo)致整個(gè)彈性段很快就被沖過去。以彈性模量為200Gpa的普通鋼材為例，如果標(biāo)距為50mm的材料，在彈性段內(nèi)如以10mmmin的速度進(jìn)

5、行拉伸試驗(yàn)，那么實(shí)際的應(yīng)力速率為200000Nmm2S110mmmin1min60S150mm=666Nmm2S1一般的鋼材屈服強(qiáng)度就小于600Mpa，所以只需要1秒鐘就把試樣拉到了屈服，這個(gè)速度顯然太快。所以在彈性段，一般都選擇采用應(yīng)力速率控制或者負(fù)荷控制。塑性較好的材料試樣過了彈性段以后，載荷增加不大，而變形增加很快，所以為了防止拉伸速度過快，一般采用應(yīng)變控制或者橫梁位移控制。所以在GB2282002里面建議了，“在彈性范圍和直至上

6、屈服強(qiáng)度，試驗(yàn)機(jī)夾頭的分離速率應(yīng)盡可能保持恒定并在規(guī)定的應(yīng)力速率的范圍內(nèi)（材料彈性模量E（Nmm2）＜150000，應(yīng)力速率控制范圍為2—20（Nmm2）?s1、材料彈性模量E（Nmm2）≥150000，應(yīng)力速率控制范圍為6—60（Nmm2）?s1。若僅測(cè)定下屈服強(qiáng)度，在試樣平行長(zhǎng)度的屈服期間應(yīng)變速率應(yīng)在0.00025s～0.0025s之間。平行長(zhǎng)度內(nèi)的應(yīng)變速率應(yīng)盡可能保持恒定。在塑性范圍和直至規(guī)定強(qiáng)度（規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度、規(guī)定總延伸強(qiáng)

7、度和規(guī)定些力值傳遞環(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(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。當(dāng)試樣受力逐漸增大達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)，試樣就會(huì)打滑，從而產(chǎn)生虛假屈服現(xiàn)象。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。這時(shí)需及時(shí)進(jìn)

8、行設(shè)備的大修，消除間隙，更換夾塊。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。由于自動(dòng)測(cè)控知識(shí)的深?yuàn)W，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(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，并且難以分析其原因。針對(duì)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(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

9、號(hào)輸出類型，在使用中必須進(jìn)行信號(hào)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(hào)，這種干擾信號(hào)會(huì)通過許多不同的渠道偶合到測(cè)量信號(hào)中一起被放大，結(jié)果使得有用信號(hào)被干擾信號(hào)淹沒。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。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(gè)適當(dāng)?shù)姆秶?，就能使試?yàn)機(jī)的測(cè)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

10、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(hào)的同時(shí)，往往把有用信號(hào)也一起濾掉了。在日常生活中，我們常見的電子秤，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。這樣設(shè)計(jì)的原因是電子秤稱量的是穩(wěn)態(tài)信號(hào)，對(duì)稱量的過渡過程是不關(guān)心的，而材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)量的是動(dòng)態(tài)信號(hào)，它的頻譜是非常寬的，若頻帶太窄，較高頻率的信號(hào)就會(huì)被衰減或?yàn)V除，從而引起失真。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。就萬能

11、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(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AD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。以眾多的試驗(yàn)機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)選用的AD7705、AD7703、AD7701等為例。當(dāng)AD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。當(dāng)以試驗(yàn)機(jī)最常用的100HZ的輸出數(shù)據(jù)速率工作時(shí)，其模擬輸入處理電

12、路的實(shí)際帶寬只有0.25HZ，這會(huì)把很多的有用信號(hào)給丟失，如屈服點(diǎn)的力值波動(dòng)等。用這樣的電路當(dāng)然不能得到正確試驗(yàn)結(jié)果。2、數(shù)據(jù)采集速率太低、數(shù)據(jù)采集速率太低嚴(yán)格來說這需要許多的專用測(cè)試儀器及專業(yè)人員來完成。但通過下面介紹的簡(jiǎn)嚴(yán)格來說這需要許多的專用測(cè)試儀器及專業(yè)人員來完成。但通過下面介紹的簡(jiǎn)單方法，可做出一個(gè)定性的認(rèn)識(shí)。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的采樣分辨率達(dá)到幾萬分之一以上，而顯示數(shù)據(jù)依然沒有波動(dòng)或顯示數(shù)據(jù)具有明顯的滯后感覺時(shí)，基本可以確定它的通頻帶