電子萬(wàn)能試驗機屈服點(diǎn)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(shí)應力與應變的關(guān)系（發(fā)生屈服時(shí)，應力不變或產(chǎn)生上下波動(dòng)，而應變則繼續增大）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，這在絕大多數試驗機及某次試驗中是很難完成的。因為它要求在剛出現屈服現象時(shí)改變控制模式，而試驗的目的本身就是為了要求取屈服點(diǎn)，怎么 可能以未知的結果作為條件進(jìn)行控制切換呢？所以在現實(shí)中，一般都是用同一種控制模式來(lái)完成整個(gè)的試驗的（即使使用不同的控制模式也很難在上屈服點(diǎn)切換，一 般會(huì )選擇超前一點(diǎn)）。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(guān)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(gè)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(dòng)控制努力想要達到的目的），則屈服發(fā)生的過(guò) 程時(shí)間就會(huì )非常短，如果數據采集的速度不夠高，則就會(huì )丟失屈服值（原因第2點(diǎn)已說(shuō)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(shí)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(lèi)型的計算機（如PC機，單片機等）），以完成標準或用戶(hù)定義的各類(lèi)數據測試。與過(guò)去廣泛采用的圖解法相比有了非常大 的進(jìn)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(diǎn)的定義，HY-20080解釋?zhuān)鴽](méi)有定量的說(shuō)明，很不適應計算機自動(dòng)處理的需求。這就 造成了：

　　1、判斷條件的各自設定

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

　　“屈服強度：當金屬材料呈現屈服現象時(shí)，在試驗期間達到塑性變形發(fā)生而力不增加的應力點(diǎn)，應區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(shí)效應時(shí)的最低應力?！?P>這個(gè)定義在過(guò)去使用圖解法時(shí)一般沒(méi)有什么疑問(wèn)，但在今天使用計算機處理數據時(shí)就產(chǎn)生了問(wèn)題。

　?。姸鹊囊蓡?wèn)：如何理解“塑性變形發(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），計算機所采集的數據也不會(huì )絕對保持恒定，這就需要給出一個(gè)允許的數據波動(dòng)范圍，由于國標未作定義，所以各個(gè)試驗機生產(chǎn)廠(chǎng)家只好自行定義。由于條件的 不統一，所求結果自然也就有所差異。

　?。舷虑姸鹊囊蓡?wèn)：若材料出現上下屈服點(diǎn)，則必然出現力值的上下波動(dòng)，但這個(gè)波動(dòng)的幅度 是多少呢？國標未作解釋?zhuān)羧〉奶?，可能將干擾誤求為上下屈服點(diǎn)，若取得太大，則可能將部分上下屈服點(diǎn)丟失。目前為了解決這一難題，各廠(chǎng)家都想了許多的 辦法，如按材料進(jìn)行分類(lèi)定義“誤差帶”及“波動(dòng)幅度”，這可以解決大部分的使用問(wèn)題。但對不常見(jiàn)的材料及新材料的研究依然不能解決問(wèn)題。為此部分廠(chǎng)家將 “誤差帶”及“波動(dòng)幅度”設計為用戶(hù)自定義參數，這從理論上解決了問(wèn)題，但對使用者卻提出了極高的要求。

　　2、對下屈服點(diǎn)定義中 “不計初始瞬時(shí)效應”的誤解什么叫“初始瞬時(shí)效應”？它是如何產(chǎn)生，是否所有的試驗都存在？這些問(wèn)題國標都未作解釋。所以在求取下屈服強度時(shí)絕大多數的情 況都是丟掉了第一個(gè)“下峰點(diǎn)”的。筆者經(jīng)過(guò)多方查閱資料，了解到“初始瞬時(shí)效應”是早期生產(chǎn)的通過(guò)擺錘測力的試驗機所特有的一種現象，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(shí)的效應，所以在求取結果時(shí)就不能一律丟掉第一個(gè)下峰點(diǎn)。但事實(shí)上，大部分的廠(chǎng)家的試驗機處理程序都是丟掉了 第一個(gè)下峰點(diǎn)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(zhuān)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，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如下的問(wèn)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(guò)渡狀態(tài)的指標，但兩者有著(zhù)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(guò)人為規定的條 件計算的結果，當材料存在屈服點(diǎn)時(shí)是無(wú)需求取非比例應力的，只有材料沒(méi)有明顯的屈服點(diǎn)時(shí)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(diǎn)、上屈 服、下屈服、非比例應力對每一個(gè)試驗都存在，而且需全部求取。

　　2、將具有不連續屈服的趨勢當作具有屈服點(diǎn)

　　國標對屈服的定義指出，當變形繼續發(fā)生，而力保持不變或有波動(dòng)時(shí)叫做屈服。但在某些材料中會(huì )發(fā)生這樣一種現象，雖然變形繼續發(fā)生，力值也繼續增大，但力 值的增大幅度卻發(fā)生了由大到小再到大的過(guò)程。從曲線(xiàn)上看，有點(diǎn)象產(chǎn)生屈服的趨勢，并不符合屈服時(shí)力值恒定的定義。正如在第三類(lèi)影響中提到的，由于對“力值 恒定”的條件沒(méi)有定量指標規定，這時(shí)經(jīng)常會(huì )產(chǎn)生這一現象是否是屈服，屈服值如何求取等問(wèn)題的爭論。