前言 隨著精密測量等技術的不斷發(fā)展和進步,能適用不同要求、不同環(huán)境,性能先進的各種材料試驗機不斷出現(xiàn),材料試驗機的合理應用對提高產(chǎn)品質(zhì)量和**、節(jié)約材料、降低成本等方面具有重要作用。要既**可靠又經(jīng)濟實用地進行工程設計,就必須根據(jù)材料的機械性能來選擇材料,而要獲得材料機械性能的準確數(shù)據(jù),就必須使用材料試驗機。所以對材料試驗機的檢定檢測具有重要的意義。
1、電子式萬能試驗機和液壓萬能材料試驗機的特點和區(qū)別
電子萬能試驗機是結(jié)合機械、電子和傳感器技術于一體的精密測量儀器,電子萬能試驗機在社會生產(chǎn)中的應用不斷普及,由于其具有準確度高,功能強大,操作方便等優(yōu)點,在中小力值測量范圍內(nèi)逐漸代替了傳統(tǒng)的機械式和液壓式試驗機,深受廣大用戶的歡迎。
1.1從結(jié)構(gòu)特點
電子式萬能試驗機:主要采用伺服電機作為動力源,絲杠、絲母作為執(zhí)行部件,實現(xiàn)試驗機移動橫梁的速度控制。在傳動控制上,目前主要有兩種形式:同步帶和減速機。關于其優(yōu)缺點,還有待探討,但都不影響用戶使用。在測力上電子萬能試驗機均采用負荷傳感器。
液壓萬能試驗機:顧名思義,采用高壓液壓源為動力源。采用手動閥、伺服閥或比例閥作為控制元件進行控制。普通液壓萬能試驗機只能進行人工手動實現(xiàn)加載,屬于開環(huán)控制系統(tǒng),受價格因素的影響,測力傳感器一般采用液壓壓力傳感器。而電液伺服類萬能材料試驗機則是采用伺服閥或比例閥作為控制元件進行控制,國內(nèi)有些廠家亦已經(jīng)采用高精度負荷傳感器來進行測力。
1.2從使用性能
電子式萬能試驗機:通常不用油源。所以更清潔,使用維護更方便,它的試驗速度范圍可進行調(diào)整,試驗速度可達0.001mm/min-1000mm/min,速比可達100萬倍之多,試驗行程可按需要而定,更靈活。測力精度高,有些甚至能達到0.2%。體積小,重量輕,空間大,方便加配相應裝置來做各項材料力學試驗,真正做到了一機多用。目前國內(nèi)的主流試驗機廠家生產(chǎn)的電子萬能試驗機,均可以做到載荷控制,應變控制,位移控制所謂的三閉環(huán)控制。
液壓式萬能試驗機:受油源流量的限制,它的試驗速度較低。手動液壓萬能試驗機,操作較為簡易,價格便宜,但控制精度較低。電液伺服萬能試驗機,其性能與電子萬能試驗機相比,除速度低外,控制精度不會差,采用負荷傳感器的微機控制電液伺服萬能試驗機,力值精度也可以達到0.5%左右。且在做大噸位的材料力學試驗時,更可靠,更穩(wěn)定,性價比更高。
2、分析與思考
2.1同軸度檢定的一點思考
試驗機的同軸度是指試驗機試樣夾持裝置在任意位置上和施加力的過程中,上、下夾頭中心線與試驗機加力軸線同軸一致程度。眾所周知,材料拉伸試樣時,試樣承受正應力,而由于同軸度的影響會在試樣中產(chǎn)生彎曲應力。彎曲應力會對試驗結(jié)果產(chǎn)生不同程度的影響。如果試驗系統(tǒng)具有對中裝置或材料的塑性流動可以消除彎曲應力,影響可能不會十分明顯。但對于高剛度材料或測量彈性極限需要限制塑性流動條件及塑性值很小的試樣,一個很小的不同軸度就會產(chǎn)生各種彎曲應力,進而對試驗結(jié)果產(chǎn)生十分顯著的影響。據(jù)有關資料介紹,在彎曲應變增加1倍時,鋼螺栓拉力疲勞壽命降低40%-60%,在同樣的應力條件下,僅僅將加載部分繞縱軸旋轉(zhuǎn)360°,彎曲百分比就從8%變?yōu)?3%,改變了5倍??梢娡S度對有些試驗的影響是至關重要的。在以往檢測中檢測同軸度有如下幾種方式:(1)用百分表在校驗棒上進行檢測;(2)用象限水平儀檢測校驗棒的傾角度;(3)將校驗棒中部切開,分別裝在試驗機上、下夾頭上,檢測對中性;(4)重錘法;(5)用同軸度自動檢測儀檢測同軸度。
上述方法(1)-(4)檢測的是試驗機幾何同軸度,由于各種夾頭連接環(huán)節(jié)間隙和對中調(diào)節(jié)的影響與實際試驗條件是有差別的。方法(5)是檢測受力狀態(tài)下的同軸度,與前四種相比,更接近實際試驗條件,比較合理。在《電子式萬能試驗機》規(guī)程中的同軸度檢定中也明確地規(guī)定此種檢定方法。對*大試驗力小于5kN的電子試驗機,由于受加工檢驗棒和裝加引伸計的限制,規(guī)程規(guī)定采用方法(4)檢定。
2.2對變形測量系統(tǒng)的一點理解
《電子式萬能試驗機》規(guī)程和《非金屬拉力、壓力和萬能試驗機》檢定規(guī)程,在變形測量系統(tǒng)中,都包含并遵循《引伸計》檢定規(guī)程。這是因為隨著新材料、新工藝的不斷發(fā)展,材料性能不斷提高。很多材料的屈服強度Rel越發(fā)不明顯,需要測試非比延伸強度Rp0.2或規(guī)定總延伸強度Rt,這就必須使用引伸計進行測試。引伸計是對材料微小變形的測量。在檢定規(guī)程中要求試驗機記錄裝置應能繪制力—變形、力—位移、力—時間曲線,根據(jù)用戶的需求還可以繪制力—應變的曲線。規(guī)程中試驗機位移的測量實際上是對材料大變形的測量。因此對變形的測量一定要上升到一定的高度來認識。
2.3鑒別力閾檢定的一點理解
《電子式萬能試驗機》和《非金屬拉力、壓力和萬能試驗機》檢定規(guī)程,都涉及到鑒別力閾的檢定。主要原因是因為現(xiàn)在許多試驗機制造單位對此技術指標的作用理解不一,造成了有的試驗機只能在進入測試模式的條件下才能檢定力值。在未進入測試模式時,零試驗力時,顯示的零示值沒有任何的漂移、變化。呈現(xiàn)的完全是一種假象,體現(xiàn)不了試驗機測量系統(tǒng)的真實情況。所以只有使用相對分辨力、零點漂移和鑒別力閾均滿足要求的試驗機,試驗結(jié)果才可信。
3、結(jié)束語
在當前試驗機的檢定方面,《拉力、壓力和萬能材料試驗機》和《電子式萬能試驗機》檢定規(guī)程起著主導的作用,覆蓋面廣?!斗墙饘倮?、壓力和萬能材料試驗機》檢定規(guī)程主要針對小負荷試驗機(機械正弦擺試驗機目前已逐步被電子式試驗機所淘汰),其內(nèi)容上大多和《電子式萬能試驗機》檢定規(guī)程的內(nèi)容相重復。一般來說《拉力、壓力和萬能材料試驗機》檢定規(guī)程更適合于液壓式萬能材料試驗機的檢定。《電子式萬能試驗機》檢定規(guī)程更適合于電子式萬能試驗機的檢定。兩者有交融但影響不大?!斗墙饘倮?、壓力和萬能試驗機》和《電子式萬能試驗機》檢定規(guī)程在內(nèi)容上重復太多。有些技術要求還相互抵觸。比如說:在試驗機測量下限的要求方面和鑒別力閾的檢定方面兩者出來的結(jié)果是不一樣的。個人認為《電子式萬能試驗機》檢定規(guī)程更實用、更合理?!斗墙饘倮Α毫腿f能試驗機》和《引伸計》檢定規(guī)程在引伸計的技術指標和引伸計的后續(xù)檢定方面要求不一致。個人認為《引伸計》檢定規(guī)程的技術指標和要求更符合實際和正確一些。以上只是個人一點粗淺的觀點和看法,有些也不成熟,只想提出來和大家商榷,達到共同學習、共同提高的目的。
關于更多萬能材料試驗機請訪問公司主頁:http://www.jr17.com