工作人員對萬能試驗機的測試結(jié)果有著至關(guān)重要的影響。即使是先進、精密的試驗機,如果操作人員技能不足或操作不當(dāng),也會導(dǎo)致測試結(jié)果出現(xiàn)顯著偏差等情況。這些影響貫穿于測試的整個流程,可以分為以下幾個主要方面:
1. 試驗準(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、平行段長度、過渡圓弧等必須嚴(yán)格符合標(biāo)準(zhǔn)。加工過程中的劃痕、刀痕會成為應(yīng)力集中點,導(dǎo)致試樣從該處提前斷裂。
尺寸測量: 使用游標(biāo)卡尺或千分尺測量試樣尺寸時,測量部位、力度和讀數(shù)都會帶來誤差。微小的尺寸誤差(尤其是截面積)會對強度計算結(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試板材,卻用了用于圓棒的V形夾具)會導(dǎo)致夾持不當(dāng)或打滑。夾具安裝不平行、不對中,會引入額外的彎曲應(yīng)力。
對中調(diào)整: 這是非常關(guān)鍵的一步。如果試樣軸線與試驗機施力軸線不重合,就會產(chǎn)生彎矩,導(dǎo)致測得的強度值偏低,尤其對脆性材料影響更大。熟練的操作員會仔細調(diào)整以保證對中。
設(shè)備校準(zhǔn): 未按規(guī)定周期對試驗機的力值、位移、引伸計等進行校準(zhǔn),會導(dǎo)致系統(tǒng)誤差,所有測試數(shù)據(jù)都不可信。
2. 試驗操作階段
試樣裝夾:
夾持力: 夾持力過小會導(dǎo)致試樣在測試中打滑;過大則可能過早地?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,會影響測試段的實際受力狀態(tài)。
測試參數(shù)設(shè)置:
控制模式選擇: 錯誤地選擇控制模式(如該用位移控制時用了力控制)可能導(dǎo)致測試失控(如過快加載導(dǎo)致沖擊,或過慢加載產(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,測得的強度通常越高。工作人員必須嚴(yán)格按照材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的速率進行測試。
引伸計安裝與使用: 引伸計是精確測量試樣變形的傳感器。安裝時的松緊度、是否與試樣軸線平行、在試樣屈服前或斷裂時是否正確取下,都會直接影響彈性模量、屈服強度等關(guān)鍵參數(shù)的準(zhǔn)確性。
測試過程監(jiān)控:
操作人員需要全程監(jiān)控測試曲線和設(shè)備狀態(tài),及時發(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)驗的操作員可能無法識別這些異常。
3. 數(shù)據(jù)處理與報告階段
結(jié)果判讀:
屈服強度的確定: 對于沒有明顯屈服平臺的材料,需要采用規(guī)定非比例延伸強度(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。
斷裂點的判斷: 判斷試樣是斷裂還是出現(xiàn)頸縮后停止,會影響斷裂伸長率的計算。
曲線取舍: 如何取舍測試曲線的起始段和結(jié)束段,也會對最終結(jié)果產(chǎn)生影響。
數(shù)據(jù)記錄與修約:
錯誤地記錄數(shù)據(jù)、單位換算錯誤是低級的但確實會發(fā)生的人為失誤。
未按照標(biāo)準(zhǔn)要求進行數(shù)據(jù)修約,會影響結(jié)果的精確度和可比性。
環(huán)境因素記錄:
忘記記錄測試時的環(huán)境溫濕度,而溫濕度對一些材料(如塑料、復(fù)合材料)的性能有顯著影響,導(dǎo)致測試結(jié)果無法在相同條件下復(fù)現(xiàn)
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