好的,我們來詳細(xì)探討一下馥勒拉伸試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量和標(biāo)定。這是一個(gè)確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠的核心環(huán)節(jié),對(duì)于材料性能評(píng)價(jià)至關(guān)重要。本文將分為兩大部分:
一、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量
在馥勒拉伸試驗(yàn)機(jī)上完成一次試驗(yàn),通常測(cè)量并輸出以下關(guān)鍵數(shù)據(jù):
1.力值(Force):
測(cè)量原理:通過安裝在機(jī)架上的負(fù)荷傳感器(LoadCell)進(jìn)行測(cè)量。試樣受力后,會(huì)使傳感器內(nèi)部產(chǎn)生微小的形變,這個(gè)形變被轉(zhuǎn)化為電信號(hào),經(jīng)放大和A/D轉(zhuǎn)換后,由測(cè)控系統(tǒng)讀取為力值。
注意事項(xiàng):選擇量程合適的負(fù)荷傳感器。試驗(yàn)預(yù)測(cè)最大力值應(yīng)在傳感器量程的10%~90%之間,以保證最佳測(cè)量精度。
2.位移/變形(Displacement/Deformation):
橫梁位移:通過安裝在伺服電機(jī)上的光電編碼器測(cè)量橫梁移動(dòng)的距離。這是最基礎(chǔ)的位移數(shù)據(jù),但包含了機(jī)器本身的形變(如間隙、絲杠拉伸等)和試樣的變形。
試樣變形:為了精確測(cè)量試樣自身的變形(如標(biāo)距內(nèi)的伸長(zhǎng)率),必須使用引伸計(jì)。
引伸計(jì)是一種高精度傳感器,直接夾持在試樣標(biāo)距上,測(cè)量標(biāo)距段的真實(shí)變形。在測(cè)定材料的彈性模量、屈服強(qiáng)度、規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度等參數(shù)時(shí),引伸計(jì)很重要。
3.計(jì)算得出的材料性能參數(shù):
測(cè)控軟件會(huì)實(shí)時(shí)采集力值和變形數(shù)據(jù),并根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(如GB/T228.1,ISO6892-1,ASTME8等)自動(dòng)計(jì)算出以下結(jié)果:
抗拉強(qiáng)度(Rm):最大力值除以試樣的原始橫截面積。
上/下屈服強(qiáng)度(ReH/ReL):通過分析力-位移曲線上的特定拐點(diǎn)得到。
規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度(Rp):例如Rp0.2,需要引伸計(jì)的精確數(shù)據(jù)。
斷后伸長(zhǎng)率(A):(斷裂后標(biāo)距-原始標(biāo)距)/原始標(biāo)距×100%。
斷面收縮率(Z):(原始橫截面積-斷裂處橫截面積)/原始橫截面積×100%。
彈性模量(E):在彈性階段,應(yīng)力-應(yīng)變曲線的斜率,極度依賴高精度引伸計(jì)的數(shù)據(jù)。
測(cè)量流程簡(jiǎn)述:
1.試樣準(zhǔn)備:按標(biāo)準(zhǔn)加工試樣,精確測(cè)量原始尺寸(直徑、寬度、厚度、標(biāo)距)。
2.安裝試樣:將試樣正確夾持在夾具中,確保對(duì)中,避免產(chǎn)生側(cè)向力。
3.安裝引伸計(jì):如需精確變形數(shù)據(jù),將引伸計(jì)小心地裝卡在試樣標(biāo)距上。
4.設(shè)置試驗(yàn)方案:在軟件中選擇或設(shè)置相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)、控制模式(位移控制、應(yīng)變控制、力控制)、速率、需要輸出的數(shù)據(jù)等。
5.開始試驗(yàn):軟件自動(dòng)控制橫梁運(yùn)動(dòng),并同步采集力、位移、變形(引伸計(jì))數(shù)據(jù)。
6.引伸計(jì)脫離:試樣達(dá)到最大力或進(jìn)入塑性階段后,及時(shí)取下引伸計(jì)以防摔壞。
7.試驗(yàn)結(jié)束:試樣斷裂,試驗(yàn)停止。
8.結(jié)果分析:軟件自動(dòng)生成報(bào)告,包含曲線和所有計(jì)算出的材料性能參數(shù)。
二、設(shè)備的標(biāo)定與校準(zhǔn)
標(biāo)定是保證測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的根本!定期對(duì)試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定是實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理體系(如ISO/IEC17025)的基本要求。
標(biāo)定的主要對(duì)象:
1.力值系統(tǒng)的標(biāo)定(力傳感器)
標(biāo)準(zhǔn)器:更高精度等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀(通常為0.1級(jí)或0.3級(jí))。
方法:
將標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀放置在上下夾頭之間。
啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī),使橫梁緩慢移動(dòng),對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀施加一系列力值(如滿量程的10%,20%,50%,100%)。
記錄試驗(yàn)機(jī)顯示力值(F顯示)和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀的標(biāo)準(zhǔn)力值(F標(biāo)準(zhǔn))。
計(jì)算誤差:誤差=(F顯示-F標(biāo)準(zhǔn))/F標(biāo)準(zhǔn)×100%。
誤差應(yīng)在允許范圍內(nèi)(例如,±0.5%或±1.0%,根據(jù)設(shè)備精度等級(jí)而定)。
馥勒軟件操作:馥勒測(cè)控軟件通常內(nèi)置了“力值校準(zhǔn)"向?qū)В龑?dǎo)用戶輸入標(biāo)準(zhǔn)力值,軟件會(huì)自動(dòng)進(jìn)行標(biāo)定系數(shù)修正。
2.變形測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定(引伸計(jì))
標(biāo)準(zhǔn)器:引伸計(jì)標(biāo)定器(一種產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)精確位移量的裝置)。
方法:
將引伸計(jì)裝卡在標(biāo)定器上。
通過標(biāo)定器產(chǎn)生一系列標(biāo)準(zhǔn)位移量(如0.5mm,1.0mm,2.0mm)。
記錄引伸計(jì)的顯示變形值。
計(jì)算誤差,并確保其在允許范圍內(nèi)(例如,±0.5%)。
馥勒軟件操作:軟件同樣有“引伸計(jì)校準(zhǔn)"功能,輸入標(biāo)準(zhǔn)位移值后,軟件會(huì)自動(dòng)修正變形通道的增益系數(shù)。
3.位移系統(tǒng)的標(biāo)定(橫梁位移)
通常使用更高精度的位移測(cè)量裝置(如激光干涉儀)進(jìn)行校準(zhǔn),但此操作一般由計(jì)量部門或設(shè)備制造商的專業(yè)工程師執(zhí)行。日常用戶更多是通過對(duì)力值和引伸計(jì)的標(biāo)定來間接保證整體精度。
標(biāo)定與校準(zhǔn)的注意事項(xiàng):
環(huán)境條件:應(yīng)在穩(wěn)定的環(huán)境(溫度、濕度)下進(jìn)行。
標(biāo)準(zhǔn)器溯源:使用的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀、引伸計(jì)標(biāo)定器本身必須定期送至國(guó)家法定計(jì)量機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢定,確保其量值可溯源至國(guó)家/國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
人員資質(zhì):操作人員應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn),熟悉標(biāo)定流程和軟件操作。
記錄保存:每次標(biāo)定都必須形成詳細(xì)的標(biāo)定記錄或證書,包括日期、標(biāo)準(zhǔn)器信息、標(biāo)定數(shù)據(jù)、誤差、操作人員等,并妥善存檔。
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