材料拉力試驗機屈服點的常見問題分析

材料拉力試驗機屈服點的常見問題分析

   一切的產品與設備都是由各種不同性能的材料構成，它們在使用中會受到各種各樣的外力作用，自然就會產生各種各樣的變形，，但這種變形必須被限制在彈性范圍之內，否則產品的形狀將會發生永久變化，影響繼續使用，設備的形狀也將發生變化，輕則造成加工零部件精度等級下降，重則造成零部件報廢，產生重大的質量事故。那么如何確保變形是在彈性范圍內呢？從上面的分析已知材料的變形分為彈性變形與塑性變形兩個階段，只要找出這對已知材料的力學性能進行試驗與理論分析，人們總結出了采用屈服點、非比例應力兩個階段的轉折點，工程設計人員就可確保產品與設備的可靠運行。

任何的材料在受到外力作用時都會產生變形。在受力的初始階段，一般來說這種變形與受到的外力基本成線性的比例關系，這時若外力消失，材料的變形也將消失，恢復原狀，這一階段通常稱為彈性階段，物理學中的虎克定律，就是描述這一特性的基本定律。但當外力增大到一定程度后，變形與受到的外力將不再成線性比例關系，這時當外力消失后，材料的變形將不能完全消失，外型尺寸將不能完全恢復到原狀，這一階段稱為塑性變形階段。

   由于材料種類繁多，性能差異很大，彈性階段與塑性階段的過渡情況很復雜，通過和殘余應力等指標作為材料彈性階段與塑性階段的轉折點的指標來反應材料的過渡過程的性能，其中屈服點與非比例應力是最常用的指標。雖然屈服點與非比例應力同是反應材料彈性階段與塑性階段“轉折點”的指標，但它們反應了不同過渡階段特性的材料的特點，因此它們的定義不同，求取方法不同，所需設備也不完全相同。因此筆者將分別對這兩個指標進行分析。本文首先分析屈服點的情況：www.kangmeil.com 
    從上面的描述，可以看出準確求取屈服點在材料力學性能試驗中是非常重要的，在許多的時候，它的重要性甚至大于材料的極限強度值（極限強度是所有材料力學性能必需求取的指標之一），然而非常準確的求取它，在許多的時候又是一件不太容易的事。它受到許多因素的制約，歸納起來有：
1、夾具的影響；
2、試驗機測控環節的影響；
3、結果處理軟件的影響；
4、試驗人員理論水平的影響等。
   這其中的每一種影響都包含了不同的方面。下面逐一進行分析：
一、 試驗機測控環節的影響
    試驗機測控環節是整個試驗機的核心，隨著技術的發展，目前這一環節基本上采用了各種電子電路實現自動測控。由于自動測控知識的深奧，結構的復雜，原理的不透明，一旦在產品的設計中考慮不周，就會對結果產生嚴重的影響，并且難以分析其原因。

二、 夾具的影響
    這類影響在試驗中發生的機率較高，主要表現為試樣夾持部分打滑或試驗機某些力值傳遞環節間存在較大的間隙等因素，它在舊機器上出現的概率較大。由于機器在使用一段時間后，各相對運動部件間會產生磨損現象，使得摩擦系數明顯降低，最直觀的表現為夾塊的鱗狀尖峰被磨平，摩擦力大幅度的減小。當試樣受力逐漸增大達到最大靜摩擦力時，試樣就會打滑，從而產生虛假屈服現象。如果以前使用該試驗機所作試驗屈服值正常，而現在所作試驗屈服值明顯偏低，且在某些較硬或者較脆的材料試驗時現象尤為明顯，則一般應首先考慮是這一原因。這時需及時進行設備的大修，消除間隙，更換夾塊。