工作人員對萬能試驗機的測試結果有著至關重要的影響。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,也會導致測試結果出現顯著偏差等情況。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: 對于非均質材料(如金屬鑄件、復合材料、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。工作人員必須嚴格按照標準取樣。
試樣尺寸與加工: 試樣的尺寸、形狀、平行段長度、過渡圓弧等必須嚴格符合標準。加工過程中的劃痕、刀痕會成為應力集中點,導致試樣從該處提前斷裂。
尺寸測量: 使用游標卡尺或千分尺測量試樣尺寸時,測量部位、力度和讀數都會帶來誤差。微小的尺寸誤差(尤其是截面積)會對強度計算結果產生直接影響。
設備準備與校準:
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)會導致夾持不當或打滑。夾具安裝不平行、不對中,會引入額外的彎曲應力。
對中調整: 這是非常關鍵的一步。如果試樣軸線與試驗機施力軸線不重合,就會產生彎矩,導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整以保證對中。
設備校準: 未按規定周期對試驗機的力值、位移、引伸計等進行校準,會導致系統誤差,所有測試數據都不可信。
2. 試驗操作階段
試樣裝夾:
夾持力: 夾持力過小會導致試樣在測試中打滑;過大則可能過早地損傷或壓壞試樣夾持端,甚至在夾持處附近產生應力集中而提前斷裂。
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。
測試參數設置:
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)可能導致測試失控(如過快加載導致沖擊,或過慢加載產生蠕變效應)。
加載速率/應變速率: 這是影響結果的關鍵參數。許多材料(尤其是塑料、高分子材料)具有應變率敏感性。加載速度越快,測得的強度通常越高。工作人員必須嚴格按照材料標準規定的速率進行測試。
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、屈服強度等關鍵參數的準確性。
測試過程監控:
操作人員需要全程監控測試曲線和設備狀態,及時發現異常(如試樣打滑、異常聲響、曲線突變等)并采取相應措施。缺乏經驗的操作員可能無法識別這些異常。
3. 數據處理與報告階段
結果判讀:
屈服強度的確定: 對于沒有明顯屈服平臺的材料,需要采用規定非比例延伸強度(Rp0.2),這需要在應力-應變曲圖上作圖。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束段,也會對最終結果產生影響。
數據記錄與修約:
錯誤地記錄數據、單位換算錯誤是低級的但確實會發生的人為失誤。
未按照標準要求進行數據修約,會影響結果的精確度和可比性。
環境因素記錄:
忘記記錄測試時的環境溫濕度,而溫濕度對一些材料(如塑料、復合材料)的性能有顯著影響,導致測試結果無法在相同條件下復現
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