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上海湘杰淺晰影響拉力機(jī)屈服點(diǎn)誤差的因素

 發(fā)布時(shí)間:2013-02-25 點(diǎn)擊量:2753

本文通過對(duì)材料屈服點(diǎn)含義的分析真正做到,說明正確求取材料屈服點(diǎn)的重要性前沿技術。分析了屈服點(diǎn)求取時(shí)產(chǎn)生誤差的原因及解決的辦法以及應(yīng)注意的事項(xiàng)。對(duì)試驗(yàn)機(jī)的選型不負眾望、設(shè)計(jì)技術節能、使用具有一定的參考價(jià)值增多。
    [關(guān)鍵詞]:彈性變形 塑性變形 屈服 頻帶
    任何的材料在受到外力作用時(shí)都會(huì)產(chǎn)生變形共創美好。在受力的初始階段,一般來說這種變形與受到的外力基本成線性的比例關(guān)系非常重要,這時(shí)若外力消失進一步提升,材料的變形也將消失空間廣闊,恢復(fù)原狀營造一處,這一階段通常稱為彈性階段,物理學(xué)中的虎克定律知識和技能,就是描述這一特性的基本定律取得顯著成效。但當(dāng)外力增大到一定程度后,變形與受到的外力將不再成線性比例關(guān)系實現,這時(shí)當(dāng)外力消失后不容忽視,材料的變形將不能*消失,外型尺寸將不能*恢復(fù)到原狀服務體系,這一階段稱為塑性變形階段說服力。

    一切的產(chǎn)品與設(shè)備都是由各種不同性能的材料構(gòu)成,它們?cè)谑褂弥袝?huì)受到各種各樣的外力作用分析,自然就會(huì)產(chǎn)生各種各樣的變形表示,,但這種變形必須被限制在彈性范圍之內(nèi)非常激烈,否則產(chǎn)品的形狀將會(huì)發(fā)生*變化不難發現,影響繼續(xù)使用,設(shè)備的形狀也將發(fā)生變化設備製造,輕則造成加工零部件精度等級(jí)下降發展需要,重則造成零部件報(bào)廢,產(chǎn)生重大的質(zhì)量事故管理。那么如何確保變形是在彈性范圍內(nèi)呢顯示?從上面的分析已知材料的變形分為彈性變形與塑性變形兩個(gè)階段,只要找出這對(duì)已知材料的力學(xué)性能進(jìn)行試驗(yàn)與理論分析效率和安,人們總結(jié)出了采用屈服點(diǎn)設計能力、非比例應(yīng)力兩個(gè)階段的轉(zhuǎn)折點(diǎn),工程設(shè)計(jì)人員就可確保產(chǎn)品與設(shè)備的可靠運(yùn)行範圍。

    由于材料種類繁多求得平衡,性能差異很大紮實做,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(diǎn)的指標(biāo)來反應(yīng)材料的過渡過程的性能至關重要,其中屈服點(diǎn)與非比例應(yīng)力是常用的指標(biāo)提供深度撮合服務。雖然屈服點(diǎn)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(diǎn)”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(diǎn)的發生,因此它們的定義不同組成部分,求取方法不同,所需設(shè)備也不*相同新的動力。因此筆者將分別對(duì)這兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析的過程中。本文首先分析屈服點(diǎn)的情況:

    從上面的描述,可以看出準(zhǔn)確求取屈服點(diǎn)在材料力學(xué)性能試驗(yàn)中是非常重要的廣泛關註,在許多的時(shí)候促進進步,它的重要性甚至大于材料的極限強(qiáng)度值(極限強(qiáng)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)確的求取它優勢領先,在許多的時(shí)候又是一件不太容易的事迎來新的篇章。它受到許多因素的制約,歸納起來有:
1推動並實現、夾具的影響薄弱點;
2、試驗(yàn)機(jī)測(cè)控環(huán)節(jié)的影響優化程度;
3積極性、結(jié)果處理軟件的影響;
4多種場景、試驗(yàn)人員理論水平的影響等多元化服務體系。
    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

    一使用、 夾具的影響
    這類影響在試驗(yàn)中發(fā)生的機(jī)率較高大幅拓展,主要表現(xiàn)為試樣夾持部分打滑或試驗(yàn)機(jī)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(jī)器上出現(xiàn)的概率較大更加堅強。由于機(jī)器在使用一段時(shí)間后與時俱進,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)明顯降低初步建立,直觀的表現(xiàn)為夾塊的鱗狀尖峰被磨平綜合運用,摩擦力大幅度的減小。當(dāng)試樣受力逐漸增大達(dá)到大靜摩擦力時(shí)的方法,試樣就會(huì)打滑實事求是,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)屈服值明顯偏低服務水平,且在某些較硬或者較脆的材料試驗(yàn)時(shí)現(xiàn)象尤為明顯最新,則一般應(yīng)首先考慮是這一原因。這時(shí)需及時(shí)進(jìn)行設(shè)備的大修處理方法,消除間隙重要作用,更換夾塊。

    二習慣、 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)的核心充足,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)控的積極性。由于自動(dòng)測(cè)控知識(shí)的深?yuàn)W綠色化發展,結(jié)構(gòu)的復(fù)雜,原理的不透明不久前,一旦在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中考慮不周用上了,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綜合措施。針對(duì)材料屈服點(diǎn)的求取主要的有下列幾點(diǎn):
    1可靠保障、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自然條件,而這兩類傳感器都為模擬小信號(hào)輸出類型設計標準,在使用中必須進(jìn)行信號(hào)放大。*力量,在我們的環(huán)境中我有所應,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)中一起被放大深入實施,結(jié)果使得有用信號(hào)被干擾信號(hào)淹沒至關重要。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)效果,一般在放大器中設(shè)置有低通濾波器有所應。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献麝P系,就能使試?yàn)機(jī)的測(cè)量控制性能得到極大的提高著力提升。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傳遞,而忽略了數(shù)據(jù)的真實(shí)性融合,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)相關性,往往把有用信號(hào)也一起濾掉了完成的事情。在日常生活中,我們常見的電子秤穩定,數(shù)據(jù)很穩(wěn)定改造層面,其原因之一就是它的頻帶很窄供給,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)經驗分享,對(duì)稱量的過渡過程是不關(guān)心的投入力度,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不難發現,若頻帶太窄貢獻法治,較高頻率的信號(hào)就會(huì)被衰減或?yàn)V除,從而引起失真發展需要。對(duì)于屈服表現(xiàn)為力值多次上下波動(dòng)的情況攻堅克難,這種失真是不允許的。就材料試驗(yàn)機(jī)而言顯示,筆者認(rèn)為這一頻帶小也應(yīng)大于10HZ雙向互動,好達(dá)到30HZ。在實(shí)際中設計能力,有時(shí)放大器的頻帶雖然達(dá)到了這一范圍助力各業,但人們往往忽略了A/D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)置頻寬提供有力支撐。以眾多的試驗(yàn)機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)選用的AD7705應用、AD7703、AD7701等為例品率。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換器以“高輸出數(shù)據(jù)速率4KHZ”運(yùn)行時(shí)相貫通,它的模擬輸入處理電路達(dá)到大的頻帶寬度10HZ。當(dāng)以試驗(yàn)機(jī)常用的100HZ的輸出數(shù)據(jù)速率工作時(shí)積極影響,其模擬輸入處理電路的實(shí)際帶寬只有0.25HZ自動化方案,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)等越來越重要。用這樣的電路當(dāng)然不能得到正確試驗(yàn)結(jié)果線上線下。
    2、數(shù)據(jù)采集速率太低
    目前模擬信號(hào)的數(shù)據(jù)采集是通過A/D轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)的醒悟。A/D轉(zhuǎn)換器的種類很多數據顯示,但在試驗(yàn)機(jī)上采用多的是∑-△型A/D轉(zhuǎn)換器。這類轉(zhuǎn)換器使用靈活能運用,轉(zhuǎn)換速率可動(dòng)態(tài)調(diào)整達到,既可實(shí)現(xiàn)高速低精度的轉(zhuǎn)換,又可實(shí)現(xiàn)低速高精度的轉(zhuǎn)換不可缺少。在試驗(yàn)機(jī)上由于對(duì)數(shù)據(jù)的采集速率要求不是太高蓬勃發展,一般達(dá)每秒幾十次到幾百次就可滿足需求,因而一般多采用較低的轉(zhuǎn)換速率,以實(shí)現(xiàn)較高的測(cè)量精度重要性。但在某些廠家生產(chǎn)的試驗(yàn)機(jī)上又進了一步,為了追求較高的采樣分辨率,以及的數(shù)據(jù)顯示穩(wěn)定性多元化服務體系,而將采樣速度降的很低規劃,這是不可取的。因?yàn)楫?dāng)采樣速度很低時(shí)深度,對(duì)高速變化的信號(hào)就無法實(shí)時(shí)準(zhǔn)確采集帶動擴大。例如金屬材料性能試驗(yàn)中,當(dāng)材料發(fā)生屈服而力值上下波動(dòng)時(shí)信號(hào)變化就是如此開拓創新,以至于不能準(zhǔn)確求出上下屈服點(diǎn)持續發展,導(dǎo)致試驗(yàn)失敗,結(jié)果丟了西瓜撿芝麻主動性。
那么如何判斷一個(gè)系統(tǒng)的頻帶寬窄以及采樣速率的高低呢創造性?
    嚴(yán)格來說這需要許多的測(cè)試儀器及專業(yè)人員來完成。但通過下面介紹的簡(jiǎn)單方法道路,可做出一個(gè)定性的認(rèn)識(shí)規模設備。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)指導,基本可以確定它的通頻帶很窄或采樣速率很低競爭力。除非特殊場(chǎng)合(如:校驗(yàn)試驗(yàn)機(jī)力值精度的高精度標(biāo)定儀),否則在試驗(yàn)機(jī)上是不可使用的規則製定。
    3製造業、控制方法使用不當(dāng)
    針對(duì)材料發(fā)生屈服時(shí)應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系(發(fā)生屈服時(shí),應(yīng)力不變或產(chǎn)生上下波動(dòng)關規定,而應(yīng)變則繼續(xù)增大)國(guó)標(biāo)推薦的控制模式為恒應(yīng)變控制,而在屈服發(fā)生前的彈性階段控制模式為恒應(yīng)力控制兩個角度入手,這在絕大多數(shù)試驗(yàn)機(jī)及某次試驗(yàn)中是很難完成的建強保護。因?yàn)樗笤趧偝霈F(xiàn)屈服現(xiàn)象時(shí)改變控制模式,而試驗(yàn)的目的本身就是為了要求取屈服點(diǎn)生產效率,怎么可能以未知的結(jié)果作為條件進(jìn)行控制切換呢使命責任?所以在現(xiàn)實(shí)中,一般都是用同一種控制模式來完成整個(gè)的試驗(yàn)的(即使使用不同的控制模式也很難在上屈服點(diǎn)切換使用,一般會(huì)選擇超前一點(diǎn))合規意識。對(duì)于使用恒位移控制(速度控制)的試驗(yàn)機(jī),由于材料在彈性階段的應(yīng)力速率與應(yīng)變速率成正比關(guān)系有效性,只要選擇合適的試驗(yàn)速度創新內容,全程采用速度控制就可兼容兩個(gè)階段的控制特性要求。但對(duì)于只有力控制一種模式的試驗(yàn)機(jī),如果試驗(yàn)機(jī)的響應(yīng)特別快(這是自動(dòng)控制努力想要達(dá)到的目的)善於監督,則屈服發(fā)生的過程時(shí)間就會(huì)非常短集成技術,如果數(shù)據(jù)采集的速度不夠高,則就會(huì)丟失屈服值(原因第2點(diǎn)已說明)更合理,優(yōu)異的控制性能反而變成了產(chǎn)生誤差的原因適應能力。所以在選擇試驗(yàn)機(jī)及控制方法時(shí)好不要選擇單一的載荷控制模式。

    三各方面、 結(jié)果處理軟件的影響
    目前生產(chǎn)的試驗(yàn)機(jī)絕大部分都配備了不同類型的計(jì)算機(jī)(如PC機(jī)防控,單片機(jī)等)),以完成標(biāo)準(zhǔn)或用戶定義的各類數(shù)據(jù)測(cè)試善謀新篇。與過去廣泛采用的圖解法相比有了非常大的進(jìn)步幅度。然而由于標(biāo)準(zhǔn)的滯后,原有的部分定義重要的作用,就顯得不夠明確貢獻。如屈服點(diǎn)的定義,只有定性的解釋穩中求進,而沒有定量的說明統籌,很不適應(yīng)計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理的需求。這就造成了:
    1協同控製、判斷條件的各自設(shè)定
    就屈服點(diǎn)而言(以金屬拉伸GB/T 228-2002為例)標(biāo)準(zhǔn)是這樣定義的:
    “4.9.2屈服強(qiáng)度:當(dāng)金屬材料呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象時(shí)振奮起來,在試驗(yàn)期間達(dá)到塑性變形發(fā)生而力不增加的應(yīng)力點(diǎn),應(yīng)區(qū)分上屈服強(qiáng)度和下屈服強(qiáng)度利用好。
    4.9.2.1上屈服強(qiáng)度:試樣發(fā)生屈服而力下降前的高應(yīng)力深入各系統。
    4.9.2.2下屈服強(qiáng)度:在屈服期間,不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)的低應(yīng)力系列。”
    這個(gè)定義在過去使用圖解法時(shí)一般沒有什么疑問作用,但在今天使用計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)時(shí)就產(chǎn)生了問題。
    *屈服強(qiáng)度的疑問:如何理解“塑性變形發(fā)生而力不增加(保持恒定)”慢體驗?由于各種干擾源的存在著力增加,即使材料在屈服階段真的力值保持恒定(這是不可能的),計(jì)算機(jī)所采集的數(shù)據(jù)也不會(huì)保持恒定科技實力,這就需要給出一個(gè)允許的數(shù)據(jù)波動(dòng)范圍處理,由于國(guó)標(biāo)未作定義 ,所以各個(gè)試驗(yàn)機(jī)生產(chǎn)廠家只好自行定義在此基礎上。由于條件的不統(tǒng)一助力各行,所求結(jié)果自然也就有所差異。
    *上下屈服強(qiáng)度的疑問:若材料出現(xiàn)上下屈服點(diǎn)自主研發,則必然出現(xiàn)力值的上下波動(dòng)確定性,但這個(gè)波動(dòng)的幅度是多少呢更加廣闊?國(guó)標(biāo)未作解釋,若取的太小相貫通,可能將干擾誤求為上下屈服點(diǎn)不斷發展,若取得太大,則可能將部分上下屈服點(diǎn)丟失自動化方案。目前為了解決這一難題不斷進步,各廠家都想了許多的辦法,如按材料進(jìn)行分類定義“誤差帶”及“波動(dòng)幅度”效率,這可以解決大部分的使用問題規模。但對(duì)不常見的材料及新材料的研究依然不能解決問題。為此部分廠家將“誤差帶”及“波動(dòng)幅度”設(shè)計(jì)為用戶自定義參數(shù)講道理,這從理論上解決了問題發展目標奮鬥,但對(duì)使用者卻提出了的要求。
    2更多的合作機會、 對(duì)下屈服點(diǎn)定義中“不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)”的誤解什么叫“初始瞬時(shí)效應(yīng)”延伸?它是如何產(chǎn)生,是否所有的試驗(yàn)都存在服務好?這些問題國(guó)標(biāo)都未作解釋新趨勢。所以在求取下屈服強(qiáng)度時(shí)絕大多數(shù)的情況都是丟掉了*個(gè)“下峰點(diǎn)”的。筆者經(jīng)過多方查閱資料共謀發展,了解到“初始瞬時(shí)效應(yīng)”是早期生產(chǎn)的通過擺錘測(cè)力的試驗(yàn)機(jī)所*的一種現(xiàn)象學習,其原因是“慣性”作用的影響。既然不是所有的試驗(yàn)機(jī)都存在初始瞬時(shí)的效應(yīng)聽得懂,所以在求取結(jié)果時(shí)就不能一律丟掉*個(gè)下峰點(diǎn)應用優勢。但事實(shí)上,大部分的廠家的試驗(yàn)機(jī)處理程序都是丟掉了*個(gè)下峰點(diǎn)的全方位。

    四高效節能、 試驗(yàn)人員的影響
    在試驗(yàn)設(shè)備已確定的情況下,試驗(yàn)結(jié)果的優(yōu)劣就*取決于試驗(yàn)人員的綜合素質(zhì)深刻認識。目前我國(guó)材料試驗(yàn)機(jī)的操作人員綜合素質(zhì)普遍不高核心技術,專業(yè)知識(shí)與理論水平普遍較為欠缺,再加上新概念主動性、新名詞的不斷出現(xiàn),使他們很難適應(yīng)材料試驗(yàn)的需求發展的關鍵。在材料屈服強(qiáng)度的求取上常出現(xiàn)如下的問題:
    1道路、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)的不同真諦所在。屈服是材料固有的性能指導,而非比例應(yīng)力是通過人為規(guī)定的條件計(jì)算的結(jié)果競爭力,當(dāng)材料存在屈服點(diǎn)時(shí)是無需求取非比例應(yīng)力的,只有材料沒有明顯的屈服點(diǎn)時(shí)才求取非比例應(yīng)力資料。部分試驗(yàn)人員對(duì)此理解不深廣泛應用,以為屈服點(diǎn)、上屈服橫向協同、下屈服哪些領域、非比例應(yīng)力對(duì)每一個(gè)試驗(yàn)都存在,而且需全部求取不斷創新。
    2建立和完善、將具有不連續(xù)屈服的趨勢(shì)當(dāng)作具有屈服點(diǎn)
    國(guó)標(biāo)對(duì)屈服的定義指出,當(dāng)變形繼續(xù)發(fā)生參與水平,而力保持不變或有波動(dòng)時(shí)叫做屈服大型。但在某些材料中會(huì)發(fā)生這樣一種現(xiàn)象,雖然變形繼續(xù)發(fā)生明確相關要求,力值也繼續(xù)增大重要意義,但力值的增大幅度卻發(fā)生了由大到小再到大的過程。從曲線上看深化涉外,有點(diǎn)象產(chǎn)生屈服的趨勢(shì)體系,并不符合屈服時(shí)力值恒定的定義。正如在第三類影響中提到的服務延伸,由于對(duì)“力值恒定”的條件沒有定量指標(biāo)規(guī)定共創輝煌,這時(shí)經(jīng)常會(huì)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(zhēng)論進一步。
    3大部分、將金屬材料的屈服點(diǎn)與塑料類的屈服點(diǎn)混淆
    由于金屬材料與塑料的性能相差很大,其屈服的定義也有所不同實際需求。如金屬材料定義有屈服解決方案、上屈服、下屈服的概念善謀新篇。而塑料只定義有屈服的概念增產。另外,金屬材料的屈服強(qiáng)度一定小于極限強(qiáng)度方法,而塑料的屈服可能小于極限強(qiáng)度行動力,也可能等于極限強(qiáng)度(兩者在曲線上為同一點(diǎn))。由于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的不熟悉切實把製度,往往在試驗(yàn)結(jié)果的輸出方面產(chǎn)生一些不應(yīng)有的錯(cuò)誤保供,如將塑料的屈服概念(上屈服)作為金屬材料的屈服概念(一般為下屈服)輸出,或?qū)o屈服的金屬材料的大強(qiáng)度按塑料的屈服強(qiáng)度定義類推作為金屬材料屈服值輸出銘記囑托,產(chǎn)生金屬材料屈服值與大值一致的笑話引領。
 
    綜上所述自動化裝置,屈服值在材料力學(xué)性能試驗(yàn)中有著非常重要的作用,但同時(shí)在求取時(shí)又面臨著許多問題應用前景,因此無論是國(guó)標(biāo)的制定部門有很大提升空間,還是試驗(yàn)機(jī)的研發(fā)生產(chǎn)廠商、試驗(yàn)機(jī)的使用部門首次,都應(yīng)從各自的角度出發(fā)可能性更大,努力解決所存在的問題,才能實(shí)現(xiàn)屈服點(diǎn)的準(zhǔn)確方案、快速關鍵技術、方便的求取,為材料的安全使用創(chuàng)造良好的條件深入。

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