電子萬能試驗機屈服點誤差解決方法

　　3、控制方法使用不當

　　針對材料 發(fā)生屈服時應力與應變的關系（發(fā)生屈服時，應力不變或產(chǎn)生上下波動，而應變則繼續(xù)增大）國標推薦的控制模式為恒應變控制，而在屈服發(fā)生前的彈性階段控制模 式為恒應力控制，這在絕大多數(shù)試驗機及某次試驗中是很難完成的。因為它要求在剛出現(xiàn)屈服現(xiàn)象時改變控制模式，而試驗的目的本身就是為了要求取屈服點，怎么 可能以未知的結果作為條件進行控制切換呢？所以在現(xiàn)實中，一般都是用同一種控制模式來完成整個的試驗的（即使使用不同的控制模式也很難在上屈服點切換，一 般會選擇超前一點）。對于使用恒位移控制（速度控制）的試驗機，由于材料在彈性階段的應力速率與應變速率成正比關系，只要選擇合適的試驗速度，全程采用速 度控制就可兼容兩個階段的控制特性要求。但對于只有力控制一種模式的試驗機，如果試驗機的響應特別快（這是自動控制努力想要達到的目的），則屈服發(fā)生的過 程時間就會非常短，如果數(shù)據(jù)采集的速度不夠高，則就會丟失屈服值（原因第2點已說明），優(yōu)異的控制性能反而變成了產(chǎn)生誤差的原因。所以在選擇試驗機及控制 方法時最好不要選擇單一的載荷控制模式。

　　三、結果處理軟件的影響

　　目 前生產(chǎn)的試驗機絕大部分都配備了不同類型的計算機（如PC機，單片機等）），以完成標準或用戶定義的各類數(shù)據(jù)測試。與過去廣泛采用的圖解法相比有了非常大 的進步。然而由于標準的滯后，原有的部分定義，就顯得不夠明確。如屈服點的定義，HY-20080解釋，而沒有定量的說明，很不適應計算機自動處理的需求。這就 造成了：

　　1、判斷條件的各自設定

　　就屈服點而言（以金屬拉伸GB/T228-2002為例）標準是這樣定義的：

　　“屈服強度：當金屬材料呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象時，在試驗期間達到塑性變形發(fā)生而力不增加的應力點，應區(qū)分上屈服強度和下屈服強度。

　　上屈服強度：試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最高應力。

　　下屈服強度：在屈服期間，不計初始瞬時效應時的最低應力?！?P>這個定義在過去使用圖解法時一般沒有什么疑問，但在今天使用計算機處理數(shù)據(jù)時就產(chǎn)生了問題。

　?。姸鹊囊蓡枺喝绾卫斫狻八苄宰冃伟l(fā)生而力不增加（保持恒定）”？由于各種干擾源的存在，即使材料在屈服階段真的力值保持絕對恒定（這是不可能 的），計算機所采集的數(shù)據(jù)也不會絕對保持恒定，這就需要給出一個允許的數(shù)據(jù)波動范圍，由于國標未作定義，所以各個試驗機生產(chǎn)廠家只好自行定義。由于條件的 不統(tǒng)一，所求結果自然也就有所差異。

　?。舷虑姸鹊囊蓡枺喝舨牧铣霈F(xiàn)上下屈服點，則必然出現(xiàn)力值的上下波動，但這個波動的幅度 是多少呢？國標未作解釋，若取的太小，可能將干擾誤求為上下屈服點，若取得太大，則可能將部分上下屈服點丟失。目前為了解決這一難題，各廠家都想了許多的 辦法，如按材料進行分類定義“誤差帶”及“波動幅度”，這可以解決大部分的使用問題。但對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“波動幅度”設計為用戶自定義參數(shù)，這從理論上解決了問題，但對使用者卻提出了極高的要求。

　　2、對下屈服點定義中 “不計初始瞬時效應”的誤解什么叫“初始瞬時效應”？它是如何產(chǎn)生，是否所有的試驗都存在？這些問題國標都未作解釋。所以在求取下屈服強度時絕大多數(shù)的情 況都是丟掉了第一個“下峰點”的。筆者經(jīng)過多方查閱資料，了解到“初始瞬時效應”是早期生產(chǎn)的通過擺錘測力的試驗機所特有的一種現(xiàn)象，其原因是“慣性”作 用的影響。既然不是所有的試驗機都存在初始瞬時的效應，所以在求取結果時就不能一律丟掉第一個下峰點。但事實上，大部分的廠家的試驗機處理程序都是丟掉了 第一個下峰點的。

　　四、試驗人員的影響

　　在試驗設備已確定的情況下，試驗結果的優(yōu)劣就完全取決于試驗人員的綜合素質(zhì)。目前我國材料試驗機的操作人員綜合素質(zhì)普遍不高，專業(yè)知識與理論水平普遍較為欠缺，再加上新概念、新名詞的不斷出現(xiàn)，使他們很難適應材料試驗的需求。在材料屈服強度的求取上常出現(xiàn)如下的問題：

　　1、將非比例應力與屈服混為一談

　　雖然非比例應力與屈服都是反應材料彈性階段與塑性階段的過渡狀態(tài)的指標，但兩者有著本質(zhì)的不同。屈服是材料固有的性能，而非比例應力是通過人為規(guī)定的條 件計算的結果，當材料存在屈服點時是無需求取非比例應力的，只有材料沒有明顯的屈服點時才求取非比例應力。部分試驗人員對此理解不深，以為屈服點、上屈 服、下屈服、非比例應力對每一個試驗都存在，而且需全部求取。

　　2、將具有不連續(xù)屈服的趨勢當作具有屈服點

　　國標對屈服的定義指出，當變形繼續(xù)發(fā)生，而力保持不變或有波動時叫做屈服。但在某些材料中會發(fā)生這樣一種現(xiàn)象，雖然變形繼續(xù)發(fā)生，力值也繼續(xù)增大，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，有點象產(chǎn)生屈服的趨勢，并不符合屈服時力值恒定的定義。正如在第三類影響中提到的，由于對“力值 恒定”的條件沒有定量指標規(guī)定，這時經(jīng)常會產(chǎn)生這一現(xiàn)象是否是屈服，屈服值如何求取等問題的爭論。