拉力试验机的性能特点

更新时间:2017-03-03 来源:拉力试验机关闭

    若把万能拉力试验机以使用目的来分,大体上可以分为以下二类:进行研究、试验、调查之类的工程试验和在交易方面鉴定材料是否在规定范围的工业试验。第一种场合,试验条件的给定,应可靠而简单,并具有再现性能;第二种场合,是以试验结果的准确性作为最主要因素的。

    关于拉伸试验的负荷精度,日本工业标准规定为±1%,而最近据称,出厂精度达到±0.5%的厂家也日趋增多起来。然而,指示负荷未必与施加在试样上的实际负荷完全一致,另外,即使是同一种材料的试验结果,由于使用不同的拉力试验机,也会使负荷精度有很大差异,这些都会成为发生误差的原因。

    一般情况,万能拉力试验机的最主要的检查是指示值精度的检查,其他的检查,可以说是为满足所要求的精度以及试验条件而需要的结构和性能的检查,但是也不能把他们截然分开来考虑。

    拉力试验机,由于种种原因造成仪器误差的不断变化,因此不应只着眼于制造当时的检查,而应该在一般情况下进行定期的精度管理。但是,此种检查是在静态状况下进行的,因此就掩盖了使用时动态状况下的检查误差。一般认为,产生误差的主要原因在于测量系统的惯性力方面,误差大时也有达到百分之几十的,也有人认为,即使考虑此点示值误差制造的拉力试验机也具有1%左右的误差。这个示值误差,除了惯性力而外,在应变速度很大的场合,还与包括活塞油缸粘滞阻力,主机刚性在内的油压特性、测力计的动态特性等方面也有关系,通常情况下,实际施加在试样上的负荷与拉力试验机的负荷示值是不一致的,着眼于这些原因,进行动态的校准工作也是应该考虑到的,其原因在于不仅仅是拉力试验机的结构各自相异,而且就是动态使用条件也不一样,所以,就不得不依靠试验的方法分别地进行测量。图1所示的是拉力试验机负荷精度与不同拉力试验机之间误差的关系。

    在拉力试验机的刚性上也是存在问题的。在拉伸试验方面曾经作过这样的尝试,即在弹性范围中,以一定的负荷速度,在塑性范围中,以一定的应变速度进行拉伸,然而此时,包括油压系统在内的主机的刚性不够的话,试验条件不仅仅因为速度和负荷而变化,而且还了解到了因拉力试验机的不同而得到不同的结果。按JSI规定,把表示刚性的倒数的数值称之为K值,并提出了试验方法和拉力试验机组合方面的使用方法。

    在拉力试验机的检查项目中有关于活寨油缸漏油情况的漏泄检查,为易于适应规定,过去有的拉力试验机在设计上是把包括油压部分在内的主机的弹簧系数压低,可是现在却把弹簧系数提高了,而出现了尽量缩小负荷测定系数位移的趋势。

    刚性成其问题的一个比较好的例子,是如图2所示的屈服点的测定。在进行高分子材料试验以及测定材料微小变化和急骤变形的试验中,拉伸速度的影响比较明显,所以,必须选择刚性高的拉力试验机。

    在实用上的问题中,可以以负荷轴承与试样中心线的一致性为例。对于试样,偏心.除了产生轴承应力外还可导致弯曲应力的出现,而使应力分布不均匀,得不到正确的结果。中心线不吻合首先是紧固装置与中心线的偏移和倾斜(图3),其次是负荷轴承与紧固装置的中心线方向不一致,这样,当施加负荷时,初弯曲应力便开始起作用。

    作为广义而言的所谓性能,可以用紧固装置的不稳定性为例来说明。这种不稳定性虽然依其紧固装置的形式而不同,然而紧固装置的加工精度也会造成很大的影响。另外,也有夹头破裂现象的发生,负荷轴承的偏移以及板牙圆锥面、锉纹的均匀性等,往往都是加工精度不良的原因。

    有关负荷精度,可举出活塞油缸的形状精度和计测部分的摩擦为例。

    当活塞油缸的椭圆度、圆柱度不佳时,示值误差不仅仅是根据在使用拉力试验机时活塞的位置而出现差异,而且还与随着摩擦前的变化而出现的指示不稳定性有关。另外,由于在制造时的加工变形及材料的缺陷则造成活塞上出现弯曲,由此导致精度下降的现象也是有的。OIML决定把示值误差的测定放在活塞的三个阶段上来进行。图4所示为改变了某台拉力试验机的活塞位置时,示值误差的变化情况。

    计测部分的摩擦方向的改变及松驰等,都是随时间的推移而表现出指示的不稳定性和示值误差的,这也是必须进行定期校准的理由之一。

     
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