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-电子万能试验机校准技术研究

发布时间:2019-06-24 10:52:26 浏览人数:

>电子万能试验机校准技术研究 摘要:电子万能试验机在材料力学性能的检测方面正发挥着越来越重要的作用。本论文在介绍了电子万能试验机的校准过程中的具体问题进行分析讨论,给出了具体的解决方法,最后分析了电子万能试验机的校准技术前景,对于进一步提高电子万能试验机的校准水平具有一定的借鉴意义。
1、引言
电子万能试验机的校准 与试验机新技术的发展以及试验机上力学性能试验手段的增加密切相关,但其校准存在者诸多尚未固化的方法和需要解决的问题。如小于5KN时的同轴度的校准问题,可操作性不强,小力值拉向检定时,工装接头在标定和检定过程的影响(包括材料和形状等问题),电子万能试验机配套的大变形引申计的校准,以及电子式万能试验机的数字化测控系统的校准等等,这些都是电子式万能试验机在校准过程中所暴露出来的急需解决的问题,因此本论文将主要 对电子式万能试验机校准中的实际问题进行分析。找出合适的解决方法。以期和同行分享。
2、电子万能试验机校准中的问题
2.1加荷载速度对校准示值影响较大的问题
试验机进行拉,压向校准时,由于使用计算机数据采集系统进行试验力的闭环控制 横梁速度设定较快,且停机后仍有惯性影响,致使测量值不易停在所要求的校准点上。且存在回程而无法读取准确校准数据,在电子万能试验机的检定过程中,就会出现过冲读数和进程中带有回程读数的错误校准数据,所以,在重复3次的校准 过程中,记录的校准数据就会差异较大。在校准过程中需要注意的是,在拉力试验机的检定过程中。一定要做到缓慢匀速加荷,使度盘指针缓慢静止在所要求的检定点上 。立即读数。或者设定足够小的速度在到达检定点瞬间读取数值,才能排除拉力试验机检定过程中由于加荷速度的影响而产生检测数据差异,加荷速度的准确度也是需要检定的重要标准。
2.2引申计检定和使用中应变误差较大的问题
存在金属材料屈服强度测试中,目前广泛使用电子引申计测量试样变形。当试样上引伸计标距变化达到规定的变形百分比时,测量计算与之对应的强度。变形测量即引伸计的准确性会对强度的试验结果产生一定影响,引申计工作状态不良可以使拉伸力、变形曲线出现异常,对试验机的实际结果有时会呈现较大的误差,这一问题的产生,大致有以下几个原因。
(1)引伸计初始安装状态
对引伸计进行检定时,引伸计安装方向一定与测试使用的安装方向一致,操作 方式和要点要一致,这就需要检定员和使用者之间进行充分的交流和沟通
(2)引伸计刀口保护
刀刃轴尖等结构不应有明显磨损,因为这些部分对引伸计标距的影响 较大,刀刃 损坏时要及时更换。重新检定,校准。
(3)试样夹紧时附加载荷的影响
在电子万能试验机上进行拉伸试验时,需要注意不要将夹具的过紧。否则夹具会对试样施加一个载荷。如果使用的引伸计产生变形。引伸计的标距也随之变化,当拉伸开始 后,载荷达到零时,引伸计的标距早已不为零通过设定在零负条件下装夹试样,就可以保护引伸计不受非意愿动作影响。又因为个别试验放的需要,所以试验机配接引申计的回程示值也可为引伸计的必检项目。
(4)引伸计的分段检定
分范围,分量程 检定引伸计是引伸计规程新增加的检定方式,是一种更接近实际使用需要的方法,但也要综合考虑标准的实际情况,零点漂移的分辨力等问题,不能盲目划分检定范围,还应允许对引伸计的每一个检定范围分别定级。
2.3试验机中同轴度检定可操作性不强的问题
拉力试验在使用中由于夹持一些轻小细的材料。故同轴度差一些也不容易被发现,但在计量检定 时同轴度影响则比交明显,如果试验机上下夹头的同轴度不符合检测标准的要求,再加上计量检定人员操作时安装位置不准确,都会产生由于同轴度影响而造成检测数据的差异。解决这一问题的措施是:要求计量检测人员在检定拉力试验时,或更换上下夹头后必须对上下夹头的同轴度进行检定测量,同时在拉力试验机 检定过程中,把所使用的计量标准器同拉力试验机上下夹头连接成同轴状态,这样得到的加测数据才能准确可靠。
电子万能试验机施加 试验力时 上下夹头的中心线与试验机拉力轴线应同轴,而在实际测量中发现两者不能完全重合,由于这种现在的存在使得试样在受轴向拉力时,要受到一侧向力和一个附加力矩的影响,,使得试样的受力状态发生改变,这便是材料试验机的同轴度对试样所受到的正应力的影响 。为了减小试验的误差,在试验前应当采取必要的检测仪器或检测手段,确保试验机的上下夹头的中心线与试验机拉力轴线同轴,以减小同轴度偏差所带来的试样正应力试验值与真实值之间的误差。
但是对于加载到试样上的 外力小于5KN的负荷而言,基于以上原因,铅垂法并不是在受力情况下检定同轴度,并且可操作性较低,笔者认为还是应变方式更为合适,试验机的上下夹头的中心线与试验机拉力轴线的同轴度相对检定要困难些,可操作性低,这是因为外加载荷较小,及时已经固定好的试样,在调整轴线的过程中也很容易发生偏移,或是将试样夹到已经 调整好同轴度的试验机的过程中而又使用同轴度发生了改变,解决这个问题有两个方法,一是改进试验机的测控系统,通过电子测控系统实现试验机上下夹头的中心线的校准,确保与试验机拉力轴线同轴。但改进试验机的电子测控系统一般成本较高,因此第二种方法用的较多,即借助外力固定装置,在加载试样和外力小负荷载荷之前,就采用外力紧固装置将试验机的上下夹头固定到相应的位置上,确保上下夹头的中心线与试验机拉力轴线同轴,之后在进行试样的力学性能试验,这样可以大大减小试验结果的误差。
2.4国内引伸计法,应变片法在同轴度检定中存在的问题
引伸计法 在国内同轴检定中使用较多该方法存在的不足是测出的结果不一定式最大同轴度,由于引伸计测量的是标准检验 棒的垂直方向上的变形,引伸计的装卡是人为随机的,很难和好安装在标注试棒的最大变形的位置上。而且其中还可能产生弯曲应变其次是它不能确定偏心方向,也就是无法直观的指导试验机的校正。
国内有些应变片法在标准试样上取一个截面贴4个应变片法测量力同轴度,不能准确测量有弯曲应变情况下各段试样的应变量的实际情况,而美国标准ASTMEJ1012和GE-400规范,分别采用在效验棒上取两个截面粘贴8片和三个截面粘贴9片应变片来测量同轴度,测量结果的准确度更接近真值结果更可信。
2.5电子万能试验机准确度级别的确定问题
电子万能试验机的准确级别0.5级1级和2级三个级别,而配接引伸计级别为0,2级0.5级1级和2级四个级别,对于电子万能试验机来说准确度级别并不匹配,电子式万能试验机配接的引伸计级别仅仅式参照了JJG762-2007引伸计检定规程中的引伸计等级确定方法,缺乏从整体上确定电子万能试验机级别的判定,就试验方法方式而言 ,还是需要对电子式万能试验机整体上确定级别在进行 实际试验方法的应有的。
3、电子万能试验机软件校准的问题
万能 试验机计算机目前仅有数据采集系统评定方法伴随试验方法的多样性和试验机软件的参差不齐,从根本上通过评测来反映试验机的软件系统显得极为重要。
试验机的数据采集系统根据JJF1103-2003万能试验计算居数据采集系统评定校准规范进行校准,目前采用比对试验的方式测定 计算机数据采集系统,将万能试验机的计算机采集系统所获得的基本数据,导出数据与标准试样之间的比对。在材料的拉伸试验中,一般采用圆形截面试样,利用试验机以控制的速率向试样施加拉力,并测量试样拉伸过程中力和变形,测量中将标准拉伸试样夹持在万能试验夹具上,计算机数据采集系统根据试验进程进行记录。试验结束后,将计算及数据采集系统的数据与标准拉伸试样给定的数据进行比对,此方法采用标准试样也仅仅用于校准数据采集系统,其朔源和稳定性的保证还存在需要解决的问题。
随着计算机技术的快速发展,软件评测已经不存在技术问题。电子万能试验机计算机的软件评测方法急需规范和统一。
微机控制电子万能试验机
4、结语
电子万能试验机校准 技术的发展也是试验机校准技术发展的一个缩影,但现有的试验机校准存在规程繁多,相互交叉,方法相近等问题急需统一规范,伴随计量测试技术的发展对试验机校准技术认识的不断提高,试验机的校准方法统一和规范将为试验机量值的准确和统一提供更加有力的保障。
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