材料の機械的特性試験の重要な一部である引張試験は、工業製造、材料の研究開発などで重要な役割を果たしています。しかし、よくあるいくつかの誤差は、試験結果の精度に大きな影響を与えます。あなたはこれらの点に気づいていますか？
1.力覚センサーが試験要件を満たしていません。
力センサは引張試験における重要な構成要素であり、適切な力センサを選択することが極めて重要です。よくある間違いとしては、力センサの校正を行わないこと、不適切な測定範囲の力センサを使用すること、力センサを劣化させて故障させることなどが挙げられます。
解決：
サンプルに応じて最適な力覚センサーを選択する際には、以下の要素を考慮する必要があります。
1. 力覚センサーの測定範囲：
必要な力センサの測定範囲は、試験サンプルで求められる結果の最大値と最小値に基づいて決定します。例えば、プラスチックサンプルで引張強度と弾性率の両方を測定する必要がある場合は、これら2つの結果の力範囲を総合的に考慮して適切な力センサを選択する必要があります。
2. 精度と精度範囲：
力センサの一般的な精度レベルは0.5と1です。0.5を例にとると、これは通常、測定システムで許容される最大誤差が指示値の±0.5%以内であることを意味し、フルスケールの±0.5%以内ではありません。この点を区別することが重要です。
例えば、100Nの力センサーの場合、1Nの力を測定すると、指示値の±0.5%は±0.005Nの誤差となり、フルスケールの±0.5%は±0.5Nの誤差となります。
精度が高いということは、範囲全体が同じ精度であるという意味ではありません。必ず下限値が存在します。現時点では、それは精度範囲によって異なります。
さまざまな試験システムを例にとると、UP2001およびUP-2003シリーズの力センサは、フルスケールからフルスケールの1/1000までの範囲で0.5レベルの精度を満たすことができます。
器具が不適切であるか、操作方法が間違っています。
治具は、力センサと試験片を接続する媒体です。治具の選択方法は、引張試験の精度と信頼性に直接影響します。試験結果から判断すると、不適切な治具の使用や操作ミスによって生じる主な問題は、ジョーの滑りや破損です。
滑り落ちる：
試験片の滑りとして最も顕著なのは、試験片が治具から外れたり、曲線に異常な力の変動が生じたりすることです。また、試験前にクランプ位置付近に印を付けて、印線がクランプ面から離れていないか、あるいは試験片クランプ位置の歯形に引きずり痕がないかを確認することでも判断できます。
解決：
滑りが発見された場合は、まず、試料をクランプする際に手動クランプが締め付けられているか、空気圧クランプの空気圧が十分か、試料のクランプ長が十分かを確認してください。
操作に問題がない場合は、クランプまたはクランプ面の選択が適切かどうかを検討してください。例えば、金属板は滑らかなクランプ面ではなく、ギザギザのクランプ面で試験する必要があり、変形の大きいゴムは手動の平押しクランプではなく、セルフロック式または空気圧式のクランプを使用する必要があります。
顎を砕く：
解決：
試験片の挟み込み部が破損する現象は、その名の通り、挟み込み箇所で破損します。滑り現象と同様に、試験片への挟み込み圧力が大きすぎないか、挟み込み部や挟み込み部の表面形状が適切かなどを確認する必要があります。
例えば、ロープの引張試験を行う場合、過剰な空気圧によって試験片がジョー部分で破損し、強度と伸びが低下する可能性があります。フィルム試験の場合、試験片の損傷やフィルムの早期破損を防ぐため、鋸歯状のジョーではなく、ゴムコーティングされたジョーまたはワイヤー接触式のジョーを使用する必要があります。
3. ロードチェーンのずれ：
荷重チェーンのアライメントとは、力センサ、治具、アダプタ、試験片の中心線が一直線上にあるかどうかを指します。引張試験において、荷重チェーンのアライメントが適切でない場合、試験片は荷重負荷中に余分なたわみ力を受け、力が不均一になり、試験結果の信頼性に影響を及ぼします。
解決：
試験開始前に、試験片以外の荷重チェーンの中心位置を確認し、必要に応じて調整してください。試験片をクランプするたびに、試験片の幾何学的中心と荷重チェーンの荷重軸との一致に注意してください。クランプ幅は試験片のクランプ幅に近いものを選ぶか、試験片センタリング装置を取り付けて位置決めを容易にし、クランプの再現性を向上させることができます。
4. ひずみ源の選択と操作の誤り：
引張試験中、材料は変形します。ひずみ（変形）測定における一般的な誤差としては、ひずみ測定源の選択ミス、伸び計の選択ミス、伸び計の設置ミス、校正ミスなどが挙げられます。
解決：
ひずみ源の選定は、試験片の形状、変形量、および要求される試験結果に基づいて行われる。
例えば、プラスチックや金属の弾性率を測定する場合、ビーム変位測定を用いると低い弾性率が得られます。この場合、試験片のゲージ長と必要なストロークを考慮して、適切な伸び計を選択する必要があります。
長い箔片、ロープ、その他の試験片の場合、ビームの変位を利用して伸びを測定できます。ビームを使用する場合でも、伸び計を使用する場合でも、引張試験を実施する前に、フレームと伸び計が正しく計測されていることを確認することが非常に重要です。
同時に、伸び計が正しく取り付けられていることを確認してください。緩すぎると試験中に伸び計が滑ってしまうため、またきつすぎると試験片が伸び計の刃の部分で破損してしまうため、取り付けは適切ではありません。
5.不適切なサンプリング周波数：
データサンプリング周波数はしばしば見落とされがちです。サンプリング周波数が低いと、重要な試験データが失われ、結果の信頼性に影響を与える可能性があります。例えば、真の最大荷重が収集されない場合、最大荷重の結果は低くなります。一方、サンプリング周波数が高すぎると、過剰サンプリングとなり、データの冗長性が生じます。
解決：
試験要件と材料特性に基づいて、適切なサンプリング周波数を選択してください。一般的には50Hzのサンプリング周波数を使用しますが、値が急速に変化する場合は、より高いサンプリング周波数を使用してデータを記録する必要があります。
6. 寸法測定誤差：
寸法測定誤差には、実際のサンプルサイズを測定しないこと、測定位置の誤差、測定ツールの誤差、および寸法入力の誤差が含まれます。
解決：
試験を行う際は、標準試験片のサイズをそのまま使用するのではなく、実際の測定を行うべきである。そうしないと、応力が低すぎたり高すぎたりする可能性がある。
試験片の種類やサイズ範囲によって、必要な試験接触圧力や寸法測定装置の精度は異なる。
試料の寸法を測定する際には、複数の箇所で寸法を測定し、平均値または最小値を求める必要がある場合が多い。記録、計算、入力の過程には十分注意を払い、ミスを防ぐことが重要である。自動寸法測定装置の使用を推奨する。測定された寸法は自動的にソフトウェアに入力され、統計的に計算されるため、操作ミスを回避し、試験効率を向上させることができる。
7. ソフトウェア設定エラー：
ハードウェアに問題がないからといって、最終結果が正しいとは限りません。各種材料に関する関連規格には、試験結果に関する具体的な定義と試験手順が規定されています。
ソフトウェアの設定は、これらの定義とテスト手順の指示に基づいて行う必要があり、例えば、プリロード、テストレート、計算タイプの選択、特定のパラメータ設定などが含まれます。
上記のような試験システムに関連する一般的なエラーに加えて、試験片の準備、試験環境なども引張試験に重要な影響を与えるため、注意を払う必要があります。
投稿日時：2024年10月26日