Як важлива частина випробувань механічних властивостей матеріалів, випробування на розтяг відіграють важливу роль у промисловому виробництві, дослідженнях та розробках матеріалів тощо. Однак деякі поширені помилки матимуть величезний вплив на точність результатів випробувань. Ви помітили ці деталі?
1. Датчик сили не відповідає вимогам випробувань:
Датчик сили є ключовим компонентом у випробуваннях на розтяг, і вибір правильного датчика сили має вирішальне значення. Деякі поширені помилки включають: відсутність калібрування датчика сили, використання датчика сили з невідповідним діапазоном та старіння датчика сили, що призводить до його виходу з ладу.
Рішення:
Вибираючи найбільш підходящий датчик сили відповідно до зразка, слід враховувати такі фактори:
1. Діапазон датчика сили:
Визначте необхідний діапазон датчика сили на основі максимальних та мінімальних значень сили, отриманих у результаті випробування зразка. Наприклад, для пластикових зразків, якщо потрібно виміряти як міцність на розтяг, так і модуль пружності, необхідно всебічно врахувати діапазон сили цих двох результатів, щоб вибрати відповідний датчик сили.
2. Точність та діапазон точності:
Загальні рівні точності датчиків сили становлять 0,5 та 1. Взявши 0,5 як приклад, це зазвичай означає, що максимальна похибка, допустима системою вимірювання, знаходиться в межах ±0,5% від зазначеного значення, а не ±0,5% від повної шкали. Важливо це розрізняти.
Наприклад, для датчика сили 100 Н, під час вимірювання значення сили 1 Н, ±0,5% від зазначеного значення становить похибку ±0,005 Н, тоді як ±0,5% від повної шкали становить похибку ±0,5 Н.
Наявність точності не означає, що весь діапазон має однакову точність. Повинна бути нижня межа. Наразі це залежить від діапазону точності.
Візьмемо для прикладу різні випробувальні системи, датчики сили серії UP2001 та UP-2003 можуть досягати точності 0,5 рівня від повної шкали до 1/1000 повної шкали.
Прилад не підходить або його експлуатація неправильна:
Пристосування – це середовище, яке з'єднує датчик сили та зразок. Вибір пристосування безпосередньо впливатиме на точність та надійність випробування на розтяг. Зовнішній вигляд випробування полягає в тому, що основними проблемами, спричиненими використанням невідповідних пристосувань або неправильною експлуатацією, є ковзання або поломка кулачків.
Ковзання:
Найбільш очевидним проявом прослизання зразка є вихід зразка з пристосування або аномальне коливання кривої сили. Крім того, це також можна оцінити, позначивши позначку поблизу положення затискання перед випробуванням, щоб побачити, чи лінія позначки знаходиться далеко від поверхні затискання, чи є слід тягнення на сліді зуба положення затискання зразка.
Рішення:
Якщо виявлено прослизання, спочатку перевірте, чи затягнутий ручний затискач під час затискання зразка, чи достатньо великий тиск повітря пневматичного затискача та чи достатня довжина затискання зразка.
Якщо з роботою немає проблем, подумайте про те, чи є вибір затискача або поверхні затискача доречним. Наприклад, металеві пластини слід випробовувати із зубчастими поверхнями затискача замість гладких поверхонь затискача, а гуму з великою деформацією слід випробовувати із самоблокуючими або пневматичними затискачами замість ручних плосконатискних затискачів.
Зламані щелепи:
Рішення:
Затискні кулачки зразка ламаються, як випливає з назви, у точці затискання. Подібно до ковзання, необхідно перевірити, чи не є затискний тиск на зразок занадто великим, чи правильно вибрано затискач або поверхню кулачка тощо.
Наприклад, під час проведення випробування на розтяг каната надмірний тиск повітря призведе до розриву зразка в місцях розриву, що призведе до низької міцності та видовження; для випробування плівки слід використовувати гумово покриті або дротові контактні щелепи замість зубчастих, щоб уникнути пошкодження зразка та передчасного руйнування плівки.
3. Зміщення ланцюга навантаження:
Вирівнювання ланцюга навантаження можна просто зрозуміти як те, чи знаходяться центральні лінії датчика сили, пристосування, адаптера та зразка на прямій лінії. Під час випробувань на розтяг, якщо вирівнювання ланцюга навантаження неправильне, випробуваний зразок піддаватиметься додатковій силі відхилення під час навантаження, що призведе до нерівномірного зусилля та вплине на достовірність результатів випробувань.
Рішення:
Перед початком випробування слід перевірити та відрегулювати центрування ланцюга навантаження, відмінного від зразка. Щоразу, коли зразок затискається, звертайте увагу на відповідність між геометричним центром зразка та віссю навантаження ланцюга навантаження. Ви можете вибрати ширину затискання, близьку до ширини затискання зразка, або встановити центруючий пристрій зразка, щоб полегшити позиціонування та покращити повторюваність затискання.
4. Неправильний вибір та експлуатація джерел деформації:
Матеріали деформуються під час випробувань на розтяг. До поширених помилок вимірювання деформації (напруження) належать неправильний вибір джерела вимірювання деформації, неправильний вибір екстензометра, неправильне встановлення екстензометра, неточне калібрування тощо.
Рішення:
Вибір джерела деформації залежить від геометрії зразка, величини деформації та необхідних результатів випробувань.
Наприклад, якщо потрібно виміряти модуль пружності пластмас та металів, використання вимірювання переміщення балки призведе до низького результату модуля. У цьому випадку потрібно враховувати довжину зразка та необхідний хід, щоб вибрати відповідний екстензометр.
Для довгих смуг фольги, мотузок та інших зразків для вимірювання подовження можна використовувати зміщення балки. Незалежно від того, чи використовується балка, чи екстензометр, дуже важливо переконатися, що рама та екстензометр виміряні перед проведенням випробування на розтяг.
Водночас переконайтеся, що екстензометр встановлено правильно. Він не повинен бути занадто вільним, щоб не спричинити ковзання екстензометра під час випробування, або занадто тугим, щоб не спричинити розрив зразка на лезі екстензометра.
5. Невідповідна частота дискретизації:
Частота дискретизації даних часто не враховується. Низька частота дискретизації може призвести до втрати ключових даних випробувань та вплинути на достовірність результатів. Наприклад, якщо не зібрано справжнє значення максимальної сили, результат максимальної сили буде низьким. Якщо частота дискретизації занадто висока, буде проведено перевибір, що призведе до надлишковості даних.
Рішення:
Виберіть відповідну частоту дискретизації на основі вимог випробувань та властивостей матеріалу. Загальне правило полягає в використанні частоти дискретизації 50 Гц. Однак для швидкозмінних значень слід використовувати вищу частоту дискретизації для запису даних.
6. Похибки вимірювання розмірів:
Похибки вимірювання розмірів включають невимірювання фактичного розміру зразка, похибки положення вимірювання, похибки вимірювального інструменту та похибки введення розмірів.
Рішення:
Під час випробувань не слід використовувати стандартний розмір зразка безпосередньо, а слід виконати фактичне вимірювання, інакше напруження може бути занадто низьким або занадто високим.
Різні типи зразків та діапазони розмірів вимагають різного контактного тиску для випробувань та точності вимірювального пристрою.
Часто для вимірювання розмірів зразка потрібно виміряти розміри кількох точок, щоб отримати середнє або мінімальне значення. Зверніть більше уваги на процес запису, розрахунку та введення, щоб уникнути помилок. Рекомендується використовувати автоматичний пристрій для вимірювання розмірів, а виміряні розміри автоматично вводяться в програмне забезпечення та розраховуються статистично, щоб уникнути помилок в роботі та підвищити ефективність випробувань.
7. Помилка налаштувань програмного забезпечення:
Те, що обладнання справне, не означає, що кінцевий результат правильний. Відповідні стандарти для різних матеріалів матимуть конкретні визначення та інструкції щодо випробувань для результатів випробувань.
Налаштування в програмному забезпеченні повинні базуватися на цих визначеннях та інструкціях процесу тестування, таких як попереднє завантаження, швидкість тестування, вибір типу розрахунку та налаштування конкретних параметрів.
Окрім вищезазначених поширених помилок, пов'язаних із випробувальною системою, підготовка зразка, випробувальне середовище тощо також мають важливий вплив на випробування на розтяг, і на них необхідно звертати увагу.
Час публікації: 26 жовтня 2024 р.