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材料试验的提示二

2008-05-13

提示 4:优化试样对中
为什么好的对中方式很重要?

在试样上施加多余应力的zui简单的方法是将其弯曲。弯曲它的zui简单的方法是zui初就不对中,并/或依下列类型以不统一的方式加载:

K S 型弯曲:不同轴
K C 型弯曲:有角偏移
许多标准(例如 ASTM、ISO 等)根据弯曲百分比(例如小于名义应变或应变振幅的 5%)来指定试验质量。

优化试样对中
作为一般规则,请确保施加力的轴通过试样的中心线。离轴加载试样可能会导致各种问题:
●试样弯曲,这会导致使用单侧引伸计时产生不准确的模量值。
●在压缩和过原点的试验中,试样发生皱折。
●载荷传感器的偏移加载,可导致输出误差或在极度严重的情况下导致载荷传感器损坏。
●材料内的应力条件不统一,导致其行为不同。
●在试样边缘施加的局部高应力导致边缘受影响。
●如果未对中情况是随机的,则会出现离散的试验结果。
有数种改进试样对中的方法。在某些试验中,需要使用额外的夹具装置来得到zui佳对中。而在其他试验中,可能只需要操作员多加注意就能确保且一致地加载试样。
可能需要采用挠性或万向联轴节,使夹具本身与稍微弯曲的夹具对齐。某些类型的夹具使用两个万向联轴节,一个在顶部,另一个在底部。
多种多样的夹具和工装具有试样停止功能,允许准确、重复地放置试样。

提示 5:准确度、分辨率与度
为了识别所需的试验,以及确定试验机器的要求,了解准确度、度与分辨率之间的差异极为重要。

准确度
准确度描述了测量值与实际值的接近程度。注意如何规定装置或仪器的准确度极为重要。通常用以下两种形式之一表示 - 满刻度百分比或读数百分比。满刻度百分比通常显示为 %FS。这是固定误差,而在施加更小的力时作为读数百分比的误差会变得更大。例如,装置 X 的量程为 200 lbf,准确度为 0.3%FS(测力计的一般值)。这表示在载荷为 20 lbf 时,误差为 0.3%FS,或者载荷 0.6 lbf,误差为读数的 3%(该值超出了ASTM 要求,即在读数 1% 的范围内测量值zui大为 E 4)。

读数百分比通常显示为 %RO(读数百分比)。指定准确度为 %RO 的仪器通常使用范围更广,因为这是一个很难达到的规格。例如,装置X 的量程为 200 lbf,准确度为 1%RO(试验机器的更为常用的值)。这表示载荷为 20 lbf 时,误差为读数的 1%,或载荷为 0.2 lbf(在 ASTM E 4 要求范围内)。


度(或重复性)表示在特定的误差范围内您可以屡次点击相同的点。但是,如图解所示,您所得的结果可以是而不准确的。仅有度不能确保准确度,而经过校准和的值称为准确度。这表示您不仅在规定的误差范围内屡次重复操作,而且还点击了您的目标位置。

分辨率
分辨率表示装置可以识别的测量值的zui小增量。例如,分辨率为 0.01% 的 200 lbf 装置所得的测量值的增量不小于 0.2 lbf。




提示 6:数据速率与带宽
数据速率并不总是越快越好。因为,计算机或数据采集系统的数据采集率是取得原始数据样品的速率。必须基于传入信号变化的速度来选择该速率。如果传入信号不是快速变化,则较高的数据速率仅会产生过多的数据、大文件并会浪费磁盘空间。
在讨论数据速率时,需要考虑三个主要变量:
●测量的实际信号
●信号调节装置的带宽(滤波)
●数据采集速率
实际信号
准确测量的zui重要因素之一就是了解试验期间发生事件时的速率。例如,试验复合材料时,会有窄而尖锐的峰值(或信号);但是塑料的拉伸试验通常不会显示高频率信号。

带宽
为了准确捕获这些实际事件,需要通过正确的频率带宽来调节信号。带宽可以模糊地定义为频率,高于该频率时不会侦测到信号的变化 - 这些信号被过滤掉并且变平整。例如,使用 10 Hz 的信号调节装置不可以侦测 100 Hz 的峰值;这些峰值将被平滑且不可见。大多数机电试验机器具有固定的低带宽信号调节装置,一般顺序为 3 Hz 到 5 Hz。

数据采集速率
理想的数据采集速率,是信号调节带宽的函数,其应该依次匹配实际事件变化的速率。一条经验法则是,大于信号调节器 SCU 带宽 10 倍的数据速率会产生浪费的磁盘空间,因为相同的数据被反复取样。
关于数据速率、信号调节、干扰过滤以及其如何影响机械试验结果的完整信息,请查看 ASTM 标准手册E 1942。
通过适当的数据速率和带宽进行试验极为重要,因为这样可以取得准确的有意义的数据。

数据采集提示
数据速率(通常由用户定义):
太高 = 多余的数据点数
太低 = 峰值缺失并导致潜在的错误结果
带宽(通常在机器中是固定的):
太高 = 有干扰信号且无分辨率
太低 = 峰值被过滤掉并导致潜在的错误结果



提示 7:软件功能与性能
在控制试验机器、获取和分析数据,以及报告结果时,软件起着极为重要的作用。便于操作的界面、易于设置以及强大的功能有利于提高试验效率。为确保试验软件的功能与性能满足您的需求,请检查以下几点:

基本功能
●安装:这样设置便于用户安装和卸载。
●界面:设计的界面很直观,且易于使用。
●复制和粘贴功能:这些功能可帮助您从软件复制结果表格和图表,然后粘贴到第三方软件包,如 MS Word、Excel 或 PowerPoint.
试验准备、控制、操作
●自动识别、校准、传感器归零:这些将支持试验的准备工作,并且大大降低操作员的出错率、标定错误或不良数据等。
●输入通道:许多试验系统都限制为两个通道(载荷和位移)。其它通道或可选通道对将来的功能也很重要,如应变的增加。
●试验顺序:设计和定义的试验顺序可确保操作员进行相同的试验并减少操作错误。
●试验方法的创建:可自定义的标准方法模板,如 ASTM、ISO、DIN、JIS、EN 等。
●参数设置:易于保存和调用试验参数,包括试样数据。
●原始数据:试验期间可以查看原始数据,这有助于操作员发现在固定试样、引伸计等时的错误。
●柔度修正:在不便于使用引伸计时,可使用柔度修正(请参见提示 3)。柔度修正对于在没有引伸计的情况下试验坚硬的材料极为重要。
分析、结果和报表
●图形:适当的图形和表格带有用户可定义的图形、标签和自动调整比例。
●分析:需要的计算(即:裂断应力、规定非比例屈服)和编辑与创建用户自定义计算功能。
●报表生成:可以生成多种格式报表,如 PDF、MS Word、HTML 等。
●数据导出:与第三方应用程序软件兼容,例如MS Word、Excel 等。安全、可靠、帮助
●安全:可使用用户管理和密码保护。
●升级:模块化的设计结构使您便于使用更多功能。
●在线帮助:可使用操作说明、试验提示和术语等。
●可靠:用户定义的限位和结束试验条件

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