【干货】材料拉伸测试中的常见错误,你了解多少?
作为材料力学性能测试的重要环节,拉伸测试在工业制造、材料研发等领域都占据着重要地位。然而,一些常见的错误会对测试结果准确性产生巨大影响,这些细节你都注意到了吗?
力传感器是拉伸测试中的关键组成部分,正确选择力传感器至关重要。一些常见错误包括:未校准力传感器、使用不适当量程的力传感器、力传感器老化导致失效等。
根据试样选择最合适的力传感器需要考虑以下因素:
1. 力传感器量程
基于您测试样品所需结果的最大和最小力值确定所需力传感器量程。如塑料样品,既要测拉伸强度,又要测模量,就要综合考虑这两个结果所处力值范围来选择合适的力传感器。
2. 精度及精度范围
力传感器的精度等级常见的有 0.5 级和 1 级。以 0.5 级为例,通常是指测量系统允许的最大误差在示值的 ±0.5% 范围内,而不是满量程的 ±0.5%,区分这一点很重要。
如 100N 力传感器,在测量 1N 力值时,示值的 ±0.5% 就是 ±0.005N 误差,而满量程的 ±0.5% 则是 ±0.5N 误差。
有了精度,并不代表整个量程全都是一个精度,一定是有下限的,这时候就要看精度范围。
以不同的 试验系统为例,6800 系列的力传感器可以从满量程到满量程的 1/1000 满足 0.5 级精度。
夹具是连接力传感器和试样的媒介。如何选择夹具将直接影响到拉伸测试的准确性和可靠性。从测试表观现象看,使用不合适的夹具或错误的操作出现的主要问题是打滑或断钳口。
试样打滑最明显的是试样从夹具中脱出或曲线异常的力值波动。另外也可以通过测试前在接近夹持位置划线标记,看标记线是否有远离夹面,或试样夹持位置齿痕是否出现拖痕来判断。
判断试样是否打滑的两种检测方式
发现打滑时,先确认夹持试样时手动夹具是否拧紧,气动夹具气压是否足够大,试样夹持长度是否足够。
在操作没有问题的情况下,考虑夹具或夹面选择是否合适。例如金属板材应采用锯齿夹面而不是光滑的夹面测试,具有大变形量的橡胶采用自锁紧或气动夹具而不是手动平推夹具。
试样断钳口,顾名思义,就是断在夹持处。与打滑类似,需确认对试样的夹持压力是否过大,夹具或夹面选择是否合适等。
例如,进行绳线拉伸测试时,气压过大会导致断在钳口处,导致强度和伸长率偏低;薄膜测试,应当使用橡胶涂层夹面或线接触夹面,而不是锯齿夹面,以免损伤试样,导致薄膜过早失效。
载荷链的对中度可以简单理解为力传感器、夹具、转接头和试样的中心线是否在一条直线上。在拉伸测试中,如果载荷链的对中度性不好,会导致测试样品在加载过程中受到额外的偏斜力,受力不均匀,影响测试结果的真实性。
载荷链对中状态(左一:良好的对中度;右二:载荷链不在一个轴线上,试样弯曲)
试验开始前,应先检查并调整除试样以外的载荷链对中性。之后每次夹持试样时,注意试样几何中心与载荷链的加载轴线的一致性。可选择与试样夹持宽度接近的夹面宽度,或安装试样对中装置,以便定位与提高夹持重复性。
试样夹持状态
(左:试样夹偏;右:试样几何中心与载荷链的加载轴线的一致性)
试样宽度与夹面宽度接近的夹持状态
采用试样对中装置进行试样定位夹持
材料在拉伸测试过程中会发生变形,应变(变形量)测量常见的错误包括应变测量源选择错误、选择不适当的引伸计、引伸计安装不当、校准不准确等。
应变源的选择要基于试样的几何尺寸、变形量、所需测试结果。
比如要测塑料和金属的模量,采用横梁位移测量会导致模量结果偏低,这时需要兼顾试样标距,所需行程选择合适的引伸计。
对于长条形箔材、绳线等试样,则可采用横梁位移测量其伸长率。不论是采用横梁还是引伸计,在进行拉伸测试前,确保机架和引伸计经过计量非常重要。
同时,也要确保引伸计的正确安装。不宜太松,导致测试过程中引伸计打滑,或太紧,导致试样断在引伸计刀口处。
数据采样频率往往会被忽略。采样频率低,可能导致关键的测试数据丢失,影响结果的真实性,如未采集到真正的最大力,导致最大力结果偏低。采样频率过高,则会过度采样,造成数据冗余。
根据测试需求和材料特性选择合适的采样频率。一般规则为采用 50Hz 采样频率。但对于快速变化的值,应采用更高的采样频率记录数据。
不同采样频率的测试曲线
(左:低采样频率;右:高采样频率)
尺寸测量错误包括不测量实际试样尺寸、测量位置错误、测量工具错误和尺寸输入错误等。
做测试时,不应直接采用标准试样尺寸,而是实际测量,否则可能导致应力偏低或偏高。
不同的试样类型和尺寸范围,对尺寸测量装置的试验接触压力和精度要求不同。
一个试样往往要测量多个位置的尺寸进行平均或取最小值,在记录、计算和输入过程需多加注意,避免出错。建议采用自动尺寸测量装置,测量的尺寸自动输入软件并进行统计计算,避免操作错误的同时,提高测试效率。
自动尺寸测量装置
硬件没问题,不代表最终的结果就是对的。各类材料的相关标准对测试结果会有具体的定义和试验说明。
软件中的设置应基于这些定义和测试流程说明进行,如预加载,测试速率,计算类型的选择和具体参数设定等。
除了以上和试验系统相关的常见错误,试样制备、测试环境等也对拉伸测试有重要影响,需予以重视。
关注细节,才能更准确地获取材料的力学性能数据,为工业制造和科研提供可靠的支持。您还有哪些关于拉伸测试的问题或经验分享,欢迎在文末留言。
全部评论(0条)
推荐阅读
-
- 【干货】材料拉伸测试中的常见错误,你了解多少?
- 从传感器、夹具、载荷链对中到应变源的选择,如何确保拉伸测试的数据重复性,看这篇就够了!
-
- 【飞诺美学苑】5分钟快速了解Gemini系列
- 【飞诺美学苑】5分钟快速了解Gemini系列
-
- 珀金埃尔默公司与中科院上海硅酸盐研究所材料谱学组分表征与应用课题组共建“半导体材料质谱分析联合实验室”
- 珀金埃尔默公司与中科院上海硅酸盐研究所材料谱学组分表征与应用课题组共建“半导体材料质谱分析联合实验室”
-
- 学术交流 | 探讨前沿研究,卓立汉光应邀参加2024年“量子材料与器件学术论坛”
- 共同分享凝聚态物理、能源材料、功能器件等相关领域的最新研究进展
-
- 【干货】硬件+软件,如何准确进行材料压缩测试?
- 压缩测试在评估材料力学性能方面始终发挥着不可替代的作用,如何保证压缩测试结果准确性?看这篇就够了!
-
- 【新材料案例】显示科技未来技术 - QLED纳米新材料
- 如何利用康宁微通道连续流反应器来精准控制的纳米材料的合成,制备具有适度电子迁移率、良好可重复性、均匀尺寸分布和贮存稳定性的Zn1-xMgxO纳米颗粒
-
- 数字PCR知多少 | 螺蛳壳里做道场的绝对定量(上)
- 数字PCR知多少 | 螺蛳壳里做道场的绝对定量(上)
-
- 了解乳制品在可持续食品生产中的作用,看这里...
- 了解乳制品在可持续食品生产中的作用,看这里...
-
- Ugo Basile口面部疼痛测试仪 | 新型大小鼠口面自我赏罚实验——为临床前口面部疼痛评估提供卓越解决方案!
- 意大利Ugo Basile公司针对大小鼠口面部疼痛测试难点创建了行为学测试方法--口面自我赏罚实验,通过奖赏-惩罚模式评价动物的疼痛表现...
-
- 赛默飞多仪器联用方案,照亮新材料应用前景
- 材料表征难,赛默飞多仪器联用来帮忙
①本文由医疗器械网入驻的作者或注册的会员撰写并发布,观点仅代表作者本人,不代表医疗器械网立场。若内容侵犯到您的合法权益,请及时告诉,我们立即通知作者,并马上删除。
②凡本网注明"来源:医疗器械网"的所有作品,版权均属于医疗器械网,转载时须经本网同意,并请注明医疗器械网(www.120med.com)。
③本网转载并注明来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
④若本站内容侵犯到您的合法权益,请及时告诉,我们马上修改或删除。邮箱:hezou_yiqi
参与评论
登录后参与评论