Trong quá trình thử nghiệm hàng ngày, ngoài các thông số về độ chính xác của thiết bị, bạn đã bao giờ cân nhắc đến tác động của việc đo kích thước mẫu đến kết quả thử nghiệm chưa? Bài viết này sẽ kết hợp các tiêu chuẩn và trường hợp cụ thể để đưa ra một số gợi ý về việc đo kích thước của một số vật liệu thông dụng.
1. Sai số trong việc đo kích thước mẫu ảnh hưởng như thế nào đến kết quả thử nghiệm?
Đầu tiên, sai số tương đối do lỗi gây ra lớn đến mức nào. Ví dụ, cùng một sai số 0,1mm, đối với kích thước 10mm, sai số là 1%, và đối với kích thước 1mm, sai số là 10%;
Thứ hai, kích thước ảnh hưởng như thế nào đến kết quả. Đối với công thức tính toán độ bền uốn, chiều rộng có tác động bậc một đến kết quả, trong khi độ dày có tác động bậc hai đến kết quả. Khi sai số tương đối bằng nhau, độ dày có tác động lớn hơn đến kết quả.
Ví dụ, chiều rộng và độ dày tiêu chuẩn của mẫu thử uốn lần lượt là 10mm và 4mm, mô đun uốn là 8956MPa. Khi nhập kích thước mẫu thực tế, chiều rộng và độ dày lần lượt là 9,90mm và 3,90mm, mô đun uốn trở thành 9741MPa, tăng gần 9%.
2. Hiệu suất của thiết bị đo kích thước mẫu vật thông thường là gì?
Các thiết bị đo kích thước phổ biến nhất hiện nay chủ yếu là micrômet, thước cặp, thước đo độ dày, v.v.
Phạm vi đo của thước đo thông thường thường không vượt quá 30mm, độ phân giải là 1μm, sai số chỉ thị tối đa khoảng ±(2~4)μm. Độ phân giải của thước đo độ chính xác cao có thể đạt 0,1μm, sai số chỉ thị tối đa là ±0,5μm.
Micrômet có giá trị lực đo không đổi tích hợp sẵn và mỗi phép đo có thể nhận được kết quả đo trong điều kiện lực tiếp xúc không đổi, phù hợp để đo kích thước của vật liệu cứng.
Phạm vi đo của thước cặp thông thường thường không quá 300mm, độ phân giải 0,01mm và sai số chỉ thị tối đa khoảng ±0,02~0,05mm. Một số thước cặp lớn có thể đạt phạm vi đo 1000mm, nhưng sai số cũng sẽ tăng lên.
Giá trị lực kẹp của thước cặp phụ thuộc vào thao tác của người vận hành. Kết quả đo của cùng một người thường ổn định, và sẽ có sự khác biệt nhất định giữa kết quả đo của những người khác nhau. Thước cặp này phù hợp để đo kích thước vật liệu cứng và đo kích thước một số vật liệu mềm cỡ lớn.
Hành trình, độ chính xác và độ phân giải của máy đo độ dày nhìn chung tương tự như micromet. Các thiết bị này cũng cung cấp áp suất không đổi, nhưng có thể điều chỉnh áp suất bằng cách thay đổi tải trọng trên đỉnh. Nhìn chung, các thiết bị này phù hợp để đo vật liệu mềm.
3. Làm thế nào để chọn thiết bị đo kích thước mẫu phù hợp?
Chìa khóa để lựa chọn thiết bị đo kích thước là đảm bảo có thể thu được kết quả thử nghiệm có tính đại diện và có độ lặp lại cao. Điều đầu tiên chúng ta cần xem xét là các thông số cơ bản: phạm vi và độ chính xác. Ngoài ra, các thiết bị đo kích thước thường được sử dụng như micrômet và thước cặp là thiết bị đo tiếp xúc. Đối với một số hình dạng đặc biệt hoặc mẫu mềm, chúng ta cũng nên xem xét ảnh hưởng của hình dạng đầu dò và lực tiếp xúc. Trên thực tế, nhiều tiêu chuẩn đã đưa ra các yêu cầu tương ứng đối với thiết bị đo kích thước: ISO 16012:2015 quy định rằng đối với các spline đúc phun, micrômet hoặc thước đo độ dày micrômet có thể được sử dụng để đo chiều rộng và độ dày của mẫu đúc phun; đối với mẫu gia công, thước cặp và thiết bị đo không tiếp xúc cũng có thể được sử dụng. Đối với kết quả đo kích thước <10mm, độ chính xác phải nằm trong khoảng ±0,02mm và đối với kết quả đo kích thước ≥10mm, yêu cầu về độ chính xác là ±0,1mm. Tiêu chuẩn GB/T 6342 quy định phương pháp đo kích thước cho nhựa xốp và cao su. Đối với một số mẫu, được phép sử dụng micrômet và thước cặp, nhưng việc sử dụng micrômet và thước cặp được quy định nghiêm ngặt để tránh mẫu chịu lực lớn, dẫn đến kết quả đo không chính xác. Ngoài ra, đối với các mẫu có độ dày dưới 10mm, tiêu chuẩn cũng khuyến nghị sử dụng micrômet, nhưng có yêu cầu nghiêm ngặt về ứng suất tiếp xúc, là 100±10Pa.
Tiêu chuẩn GB/T 2941 quy định phương pháp đo kích thước cho mẫu cao su. Cần lưu ý rằng đối với mẫu có độ dày dưới 30mm, tiêu chuẩn quy định hình dạng đầu dò là chân áp lực phẳng hình tròn có đường kính từ 2mm đến 10mm. Đối với mẫu có độ cứng ≥35 IRHD, tải trọng tác dụng là 22±5kPa, và đối với mẫu có độ cứng dưới 35 IRHD, tải trọng tác dụng là 10±2kPa.
4. Thiết bị đo nào có thể được khuyến nghị cho một số vật liệu thông dụng?
A. Đối với các mẫu kéo dẻo, nên sử dụng micrômet để đo chiều rộng và độ dày;
B. Đối với các mẫu va đập có khía, có thể sử dụng micrômet hoặc thước đo độ dày có độ phân giải 1μm để đo, nhưng bán kính của cung ở đáy đầu dò không được vượt quá 0,10mm;
C. Đối với các mẫu màng, nên sử dụng máy đo độ dày có độ phân giải tốt hơn 1μm để đo độ dày;
D. Đối với mẫu thử kéo cao su, nên sử dụng máy đo độ dày để đo độ dày, nhưng cần chú ý đến diện tích đầu dò và tải trọng;
E. Đối với vật liệu xốp mỏng hơn, nên sử dụng máy đo độ dày chuyên dụng để đo độ dày.
5. Ngoài việc lựa chọn thiết bị, cần cân nhắc những gì khi đo kích thước?
Vị trí đo của một số mẫu vật cần được xem xét để thể hiện kích thước thực tế của mẫu vật.
Ví dụ, đối với các thanh cong đúc phun, góc nghiêng ở cạnh thanh cong sẽ không quá 1°, do đó sai số giữa giá trị chiều rộng tối đa và tối thiểu có thể lên tới 0,14mm.
Ngoài ra, mẫu đúc phun sẽ bị co ngót do nhiệt, và sẽ có sự khác biệt lớn giữa vị trí đo ở giữa và ở rìa mẫu, do đó các tiêu chuẩn liên quan cũng sẽ quy định vị trí đo. Ví dụ, ISO 178 yêu cầu vị trí đo chiều rộng mẫu phải cách đường tâm độ dày ±0,5mm, và vị trí đo độ dày phải cách đường tâm độ rộng ±3,25mm.
Ngoài việc đảm bảo các kích thước được đo chính xác, cũng cần phải cẩn thận để ngăn ngừa lỗi do lỗi nhập liệu của con người.
Thời gian đăng: 25-10-2024