به عنوان بخش مهمی از آزمایش خواص مکانیکی مواد، آزمایش کشش نقش مهمی در تولید صنعتی، تحقیق و توسعه مواد و غیره ایفا میکند. با این حال، برخی از خطاهای رایج تأثیر زیادی بر دقت نتایج آزمایش خواهند داشت. آیا به این جزئیات توجه کردهاید؟
۱. سنسور نیرو با الزامات آزمایش مطابقت ندارد:
حسگر نیرو یک جزء کلیدی در آزمایش کشش است و انتخاب حسگر نیروی مناسب بسیار مهم است. برخی از اشتباهات رایج عبارتند از: کالیبره نکردن حسگر نیرو، استفاده از حسگر نیرو با محدوده نامناسب و کهنه شدن حسگر نیرو که باعث خرابی میشود.
راه حل:
هنگام انتخاب مناسبترین حسگر نیرو بر اساس نمونه، باید عوامل زیر در نظر گرفته شوند:
۱. محدوده حسگر نیرو:
محدوده حسگر نیروی مورد نیاز را بر اساس حداکثر و حداقل مقادیر نیروی نتایج مورد نیاز برای نمونه آزمایشی خود تعیین کنید. به عنوان مثال، برای نمونههای پلاستیکی، اگر لازم است هم استحکام کششی و هم مدول اندازهگیری شوند، لازم است محدوده نیروی این دو نتیجه به طور جامع در نظر گرفته شود تا حسگر نیروی مناسب انتخاب شود.
۲. دقت و محدوده دقت:
سطوح دقت رایج سنسورهای نیرو ۰.۵ و ۱ هستند. به عنوان مثال، ۰.۵ معمولاً به این معنی است که حداکثر خطای مجاز توسط سیستم اندازهگیری در محدوده ±۰.۵٪ از مقدار نشان داده شده است، نه ±۰.۵٪ از مقیاس کامل. تشخیص این موضوع مهم است.
برای مثال، برای یک سنسور نیرو ۱۰۰ نیوتن، هنگام اندازهگیری مقدار نیرو ۱ نیوتن، ±۰.۵٪ از مقدار نشان داده شده، خطای ±۰.۰۰۵ نیوتن است، در حالی که ±۰.۵٪ از مقیاس کامل، خطای ±۰.۵ نیوتن است.
داشتن دقت به این معنی نیست که کل محدوده دقت یکسانی دارد. باید یک حد پایین وجود داشته باشد. در حال حاضر، این به محدوده دقت بستگی دارد.
به عنوان مثال، با در نظر گرفتن سیستمهای تست مختلف، سنسورهای نیروی سری UP2001 و UP-2003 میتوانند دقت سطح 0.5 را از مقیاس کامل تا 1/1000 مقیاس کامل برآورده کنند.
فیکسچر مناسب نیست یا عملکرد آن اشتباه است:
فیکسچر واسطهای است که حسگر نیرو و نمونه را به هم متصل میکند. نحوه انتخاب فیکسچر مستقیماً بر دقت و قابلیت اطمینان آزمایش کشش تأثیر میگذارد. از ظاهر آزمایش، مشکلات اصلی ناشی از استفاده از فیکسچرهای نامناسب یا عملکرد نادرست، لغزش یا شکستگی فکها است.
لغزش:
بارزترین لغزش نمونه، بیرون آمدن نمونه از فیکسچر یا نوسان غیرطبیعی نیرو در منحنی است. علاوه بر این، میتوان با علامتگذاری علامت در نزدیکی موقعیت گیره قبل از آزمایش، آن را نیز ارزیابی کرد تا ببینیم آیا خط علامت از سطح گیره دور است یا خیر، یا اینکه آیا علامت کشش روی علامت دندانه موقعیت گیره نمونه وجود دارد یا خیر.
راه حل:
در صورت مشاهده لغزش، ابتدا بررسی کنید که آیا گیره دستی هنگام بستن نمونه سفت شده است، آیا فشار هوای گیره پنوماتیک به اندازه کافی بزرگ است و آیا طول بستن نمونه کافی است یا خیر.
اگر مشکلی در عملکرد وجود ندارد، بررسی کنید که آیا انتخاب گیره یا سطح گیره مناسب است یا خیر. به عنوان مثال، صفحات فلزی باید به جای سطوح صاف گیره، با سطوح دندانهدار گیره آزمایش شوند و لاستیک با تغییر شکل زیاد باید به جای گیرههای تخت دستی از گیرههای قفلشونده خودکار یا پنوماتیکی استفاده شود.
شکستن فکها:
راه حل:
فکهای نمونه، همانطور که از نامش پیداست، در نقطه گیره میشکنند. مشابه لغزش، لازم است تأیید شود که آیا فشار گیره روی نمونه خیلی زیاد است، آیا گیره یا سطح فک به طور مناسب انتخاب شده است و غیره.
برای مثال، هنگام انجام آزمایش کشش طناب، فشار هوای بیش از حد باعث شکستن نمونه در محل فکها میشود و در نتیجه استحکام و کشیدگی کم خواهد داشت؛ برای آزمایش فیلم، باید از فکهای روکشدار لاستیکی یا فکهای تماس سیمی به جای فکهای دندانهدار استفاده شود تا از آسیب دیدن نمونه و خرابی زودرس فیلم جلوگیری شود.
۳. ناهمراستایی زنجیر بار:
تراز زنجیر بار را میتوان به سادگی به این صورت درک کرد که آیا خطوط مرکزی حسگر نیرو، فیکسچر، آداپتور و نمونه در یک خط مستقیم قرار دارند یا خیر. در آزمایش کشش، اگر تراز زنجیر بار خوب نباشد، نمونه آزمایش در طول بارگذاری تحت نیروی انحراف اضافی قرار میگیرد که منجر به نیروی ناهموار شده و بر صحت نتایج آزمایش تأثیر میگذارد.
راه حل:
قبل از شروع آزمایش، باید مرکز قرار گرفتن زنجیر بار غیر از نمونه بررسی و تنظیم شود. هر بار که نمونه گیره میشود، به هماهنگی بین مرکز هندسی نمونه و محور بارگذاری زنجیر بار توجه کنید. میتوانید عرض گیره را نزدیک به عرض گیره نمونه انتخاب کنید، یا یک دستگاه مرکز قرار دادن نمونه نصب کنید تا موقعیتیابی تسهیل شود و تکرارپذیری گیره بهبود یابد.
۴. انتخاب و عملکرد نادرست منابع کرنش:
مواد در طول آزمایش کشش تغییر شکل میدهند. خطاهای رایج در اندازهگیری کرنش (تغییر شکل) شامل انتخاب نادرست منبع اندازهگیری کرنش، انتخاب نامناسب اکستنسومتر، نصب نادرست اکستنسومتر، کالیبراسیون نادرست و غیره است.
راه حل:
انتخاب منبع کرنش بر اساس هندسه نمونه، میزان تغییر شکل و نتایج آزمایش مورد نیاز است.
برای مثال، اگر میخواهید مدول پلاستیکها و فلزات را اندازهگیری کنید، استفاده از اندازهگیری جابجایی پرتو منجر به نتیجه مدول پایین خواهد شد. در این زمان، برای انتخاب یک اکستنسومتر مناسب، باید طول گیج نمونه و ضربه مورد نیاز را در نظر بگیرید.
برای نوارهای بلند فویل، طناب و سایر نمونهها، میتوان از جابجایی تیر برای اندازهگیری کشیدگی آنها استفاده کرد. چه با استفاده از تیر و چه با استفاده از کششسنج، بسیار مهم است که قبل از انجام آزمایش کشش، از اندازهگیری قاب و کششسنج اطمینان حاصل شود.
همزمان، مطمئن شوید که اکستنسومتر به درستی نصب شده است. نباید خیلی شل باشد که باعث لغزش اکستنسومتر در طول آزمایش شود، یا خیلی سفت باشد که باعث شکستن نمونه در محل تیغه اکستنسومتر شود.
۵. فرکانس نمونهبرداری نامناسب:
فرکانس نمونهبرداری دادهها اغلب نادیده گرفته میشود. فرکانس نمونهبرداری پایین ممکن است باعث از دست رفتن دادههای کلیدی آزمایش شود و بر صحت نتایج تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، اگر حداکثر نیروی واقعی جمعآوری نشود، نتیجه حداکثر نیرو پایین خواهد بود. اگر فرکانس نمونهبرداری خیلی زیاد باشد، بیش از حد نمونهبرداری میشود و منجر به افزونگی دادهها میشود.
راه حل:
فرکانس نمونهبرداری مناسب را بر اساس الزامات آزمایش و خواص مواد انتخاب کنید. یک قانون کلی استفاده از فرکانس نمونهبرداری ۵۰ هرتز است. با این حال، برای مقادیری که به سرعت در حال تغییر هستند، باید از فرکانس نمونهبرداری بالاتری برای ثبت دادهها استفاده شود.
۶. خطاهای اندازهگیری ابعاد:
خطاهای اندازهگیری ابعاد شامل عدم اندازهگیری اندازه واقعی نمونه، خطاهای موقعیت اندازهگیری، خطاهای ابزار اندازهگیری و خطاهای ورودی ابعاد میشود.
راه حل:
هنگام آزمایش، نباید مستقیماً از اندازه نمونه استاندارد استفاده شود، بلکه باید اندازهگیری واقعی انجام شود، در غیر این صورت ممکن است تنش خیلی کم یا خیلی زیاد باشد.
انواع مختلف نمونه و محدوده اندازه، به فشارهای تماسی آزمایش و دقت دستگاه اندازهگیری ابعاد متفاوتی نیاز دارند.
یک نمونه اغلب نیاز دارد ابعاد چندین مکان را برای میانگینگیری یا گرفتن حداقل مقدار اندازهگیری کند. برای جلوگیری از اشتباه، به فرآیند ثبت، محاسبه و ورودی توجه بیشتری داشته باشید. توصیه میشود از یک دستگاه اندازهگیری ابعاد خودکار استفاده شود و ابعاد اندازهگیری شده به طور خودکار وارد نرمافزار شده و به صورت آماری محاسبه شوند تا از خطاهای عملیاتی جلوگیری شده و کارایی آزمایش بهبود یابد.
۷. خطای تنظیمات نرمافزار:
صرفاً به این دلیل که سختافزار سالم است، به این معنی نیست که نتیجه نهایی درست است. استانداردهای مربوطه برای مواد مختلف، تعاریف و دستورالعملهای آزمایش خاصی برای نتایج آزمایش دارند.
تنظیمات موجود در نرمافزار باید بر اساس این تعاریف و دستورالعملهای فرآیند آزمایش، مانند پیشبارگذاری، نرخ آزمایش، انتخاب نوع محاسبه و تنظیمات پارامترهای خاص، باشد.
علاوه بر خطاهای رایج فوق مربوط به سیستم آزمایش، آمادهسازی نمونه، محیط آزمایش و غیره نیز تأثیر مهمی بر آزمایش کشش دارند و باید به آنها توجه شود.
زمان ارسال: ۲۶ اکتبر ۲۰۲۴