工作人員對(duì)萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的測(cè)試結(jié)果有著至關(guān)重要的影響。即使是先進(jìn)、精密的試驗(yàn)機(jī),如果操作人員技能不足或操作不當(dāng),也會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)顯著偏差等情況。這些影響貫穿于測(cè)試的整個(gè)流程,可以分為以下幾個(gè)主要方面:
1. 試驗(yàn)準(zhǔn)備階段
這是容易引入人為誤差的階段。
試樣制備:
取樣位置與方向: 對(duì)于非均質(zhì)材料(如金屬鑄件、復(fù)合材料、木材),從不同位置或沿不同方向(如軋制方向)取樣,其性能本身就有差異。工作人員必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)取樣。
試樣尺寸與加工: 試樣的尺寸、形狀、平行段長(zhǎng)度、過(guò)渡圓弧等必須嚴(yán)格符合標(biāo)準(zhǔn)。加工過(guò)程中的劃痕、刀痕會(huì)成為應(yīng)力集中點(diǎn),導(dǎo)致試樣從該處提前斷裂。
尺寸測(cè)量: 使用游標(biāo)卡尺或千分尺測(cè)量試樣尺寸時(shí),測(cè)量部位、力度和讀數(shù)都會(huì)帶來(lái)誤差。微小的尺寸誤差(尤其是截面積)會(huì)對(duì)強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生直接影響。
設(shè)備準(zhǔn)備與校準(zhǔn):
夾具選擇與安裝: 選擇不合適的夾具(如平楔形夾具用于測(cè)試板材,卻用了用于圓棒的V形夾具)會(huì)導(dǎo)致夾持不當(dāng)或打滑。夾具安裝不平行、不對(duì)中,會(huì)引入額外的彎曲應(yīng)力。
對(duì)中調(diào)整: 這是非常關(guān)鍵的一步。如果試樣軸線與試驗(yàn)機(jī)施力軸線不重合,就會(huì)產(chǎn)生彎矩,導(dǎo)致測(cè)得的強(qiáng)度值偏低,尤其對(duì)脆性材料影響更大。熟練的操作員會(huì)仔細(xì)調(diào)整以保證對(duì)中。
設(shè)備校準(zhǔn): 未按規(guī)定周期對(duì)試驗(yàn)機(jī)的力值、位移、引伸計(jì)等進(jìn)行校準(zhǔn),會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)誤差,所有測(cè)試數(shù)據(jù)都不可信。
2. 試驗(yàn)操作階段
試樣裝夾:
夾持力: 夾持力過(guò)小會(huì)導(dǎo)致試樣在測(cè)試中打滑;過(guò)大則可能過(guò)早地?fù)p傷或壓壞試樣夾持端,甚至在夾持處附近產(chǎn)生應(yīng)力集中而提前斷裂。
夾持位置: 試樣在夾具中的位置不居中或深淺不一,會(huì)影響測(cè)試段的實(shí)際受力狀態(tài)。
測(cè)試參數(shù)設(shè)置:
控制模式選擇: 錯(cuò)誤地選擇控制模式(如該用位移控制時(shí)用了力控制)可能導(dǎo)致測(cè)試失控(如過(guò)快加載導(dǎo)致沖擊,或過(guò)慢加載產(chǎn)生蠕變效應(yīng))。
加載速率/應(yīng)變速率: 這是影響結(jié)果的關(guān)鍵參數(shù)。許多材料(尤其是塑料、高分子材料)具有應(yīng)變率敏感性。加載速度越快,測(cè)得的強(qiáng)度通常越高。工作人員必須嚴(yán)格按照材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的速率進(jìn)行測(cè)試。
引伸計(jì)安裝與使用: 引伸計(jì)是精確測(cè)量試樣變形的傳感器。安裝時(shí)的松緊度、是否與試樣軸線平行、在試樣屈服前或斷裂時(shí)是否正確取下,都會(huì)直接影響彈性模量、屈服強(qiáng)度等關(guān)鍵參數(shù)的準(zhǔn)確性。
測(cè)試過(guò)程監(jiān)控:
操作人員需要全程監(jiān)控測(cè)試曲線和設(shè)備狀態(tài),及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常(如試樣打滑、異常聲響、曲線突變等)并采取相應(yīng)措施。缺乏經(jīng)驗(yàn)的操作員可能無(wú)法識(shí)別這些異常。
3. 數(shù)據(jù)處理與報(bào)告階段
結(jié)果判讀:
屈服強(qiáng)度的確定: 對(duì)于沒(méi)有明顯屈服平臺(tái)的材料,需要采用規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度(Rp0.2),這需要在應(yīng)力-應(yīng)變曲圖上作圖。不同人員作圖可能存在主觀差異。
斷裂點(diǎn)的判斷: 判斷試樣是斷裂還是出現(xiàn)頸縮后停止,會(huì)影響斷裂伸長(zhǎng)率的計(jì)算。
曲線取舍: 如何取舍測(cè)試曲線的起始段和結(jié)束段,也會(huì)對(duì)最終結(jié)果產(chǎn)生影響。
數(shù)據(jù)記錄與修約:
錯(cuò)誤地記錄數(shù)據(jù)、單位換算錯(cuò)誤是低級(jí)的但確實(shí)會(huì)發(fā)生的人為失誤。
未按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行數(shù)據(jù)修約,會(huì)影響結(jié)果的精確度和可比性。
環(huán)境因素記錄:
忘記記錄測(cè)試時(shí)的環(huán)境溫濕度,而溫濕度對(duì)一些材料(如塑料、復(fù)合材料)的性能有顯著影響,導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果無(wú)法在相同條件下復(fù)現(xiàn)
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