電子萬能材料試驗機屈服點誤差解決方法

由于電子萬能材料試驗機材料種類繁多，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，其中電子萬能材料試驗機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。

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、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。如果以前使用該電子萬能材料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。

二、試驗機測控環節的影響

電子萬能材料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。

三、結果處理軟件的影響

目前生產的電子萬能材料試驗機絕大部分都配備了不同類型的計算機(如PC機，單片機等))，以完成標準或用戶定義的各類數據測試。與過去廣泛采用的圖解法相比有了非常大的進步。然而由于標準的滯后，原有的部分定義，就顯得不夠明確。如屈服點的定義，而沒有定量的說明，很不適應計算機自動處理的需求。

四、試驗人員的影響

在試驗設備已確定的情況下，試驗結果的優劣就完全取決于試驗人員的綜合素質。目前我國材料試驗機的操作人員綜合素質普遍不高，專業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渡狀態的指標，但兩者有著本質的不同。屈服是材料固有的性能，而非比例應力是通過人為規定的條件計算的結果，當材料存在屈服點時是無需求取非比例應力的，只有材料沒有明顯的屈服點時才求取非比例應力。部分試驗人員對此理解不深，以為屈服點、上屈服、下屈服、非比例應力對每一個試驗都存在，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

國標對屈服的定義指出，當變形繼續發生，而力保持不變或有波動時叫做屈服。但在某些材料中會發生這樣一種現象，雖然變形繼續發生，力值也繼續增大，但力值的增大幅度卻發生了由大到小再到大的過程。從曲線上看，有點象產生屈服的趨勢，并不符合屈服時力值恒定的定義。正如在第三類影響中提到的，由于對“力值恒定”的條件沒有定量指標規定，這時經常會產生這一現象是否是屈服，屈服值如何求取等問題的爭論。