萬能試驗(yàn)機(jī)的精度是保障材料力學(xué)性能測試數(shù)據(jù)可靠的核心,其影響因素可分為設(shè)備自身硬件因素、試驗(yàn)操作與方法因素、環(huán)境與試樣因素三大類,具體如下:
設(shè)備自身硬件因素
傳感器精度與校準(zhǔn)狀態(tài)力傳感器、位移傳感器、引伸計(jì)是精度的核心部件。力傳感器的精度等級(0.3 級 / 0.5 級)直接決定力值測量誤差;位移傳感器(光柵尺優(yōu)于光電編碼器)的分辨率和線性度影響位移 / 變形數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性;引伸計(jì)的夾持同軸度、彈性爪狀態(tài),會直接干擾彈性模量、屈服應(yīng)變等高精度指標(biāo)的測試結(jié)果。傳感器未定期校準(zhǔn)(建議每半年~1 年校準(zhǔn)一次)或超期使用,會累積系統(tǒng)誤差,導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏離真實(shí)值。
驅(qū)動與傳動系統(tǒng)穩(wěn)定性電子萬能試驗(yàn)機(jī)的伺服電機(jī) + 滾珠絲杠傳動鏈,若絲杠缺潤滑脂、磨損嚴(yán)重或皮帶松動,會導(dǎo)致橫梁移動卡頓、速率波動,影響加載平穩(wěn)性;液壓萬能試驗(yàn)機(jī)的液壓油黏度變化、液壓閥磨損、油缸泄漏,會造成壓力傳遞滯后,力值波動偏大。
夾具與工裝的適配性夾具夾持面磨損、防滑襯墊老化,會導(dǎo)致試樣打滑,力值曲線出現(xiàn)突變;夾具同軸度偏差,會使試樣受側(cè)向力,造成提前斷裂或屈服點(diǎn)判定錯誤;壓縮 / 彎曲試驗(yàn)的壓板、支座平整度不足,會導(dǎo)致試樣受力不均,測試數(shù)據(jù)離散性大。
試驗(yàn)操作與方法因素
參數(shù)設(shè)置的規(guī)范性拉伸速率設(shè)置錯誤(如硬塑料誤設(shè)為 50mm/min)會直接導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度偏高;量程選擇不當(dāng)(用 50kN 傳感器測 5kN 以下的塑料薄膜)會造成 “大秤稱小物”,力值分辨率不足;停機(jī)條件設(shè)置不合理(如未勾選 “斷裂停機(jī)”)可能導(dǎo)致設(shè)備過載。
裝夾與調(diào)零的準(zhǔn)確性試樣裝夾歪斜、夾持長度不符合標(biāo)準(zhǔn),會引入附加應(yīng)力;試驗(yàn)前未對力值、位移、引伸計(jì)進(jìn)行調(diào)零,會產(chǎn)生初始偏差;引伸計(jì)未精準(zhǔn)夾持在試樣標(biāo)距段,會導(dǎo)致變形測量數(shù)據(jù)失真。
操作規(guī)范性試驗(yàn)過程中人工干預(yù)過早(如提前取下引伸計(jì))、急停操作頻繁,會影響數(shù)據(jù)完整性;試樣斷裂后未及時清理夾具碎屑,會影響下一次裝夾精度。
環(huán)境與試樣因素
實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件溫度偏離標(biāo)準(zhǔn)值(23℃±2℃)會導(dǎo)致傳感器熱漂移,同時改變塑料、橡膠等材料的自身力學(xué)性能;濕度超標(biāo)(>60%)會加速傳感器電路氧化、夾具生銹;外界振動、強(qiáng)電磁場會干擾傳感器信號,造成數(shù)據(jù)跳變。
試樣的制備與狀態(tài)調(diào)節(jié)試樣尺寸偏差(厚度、寬度超公差)、邊緣有缺口或氣泡,會導(dǎo)致應(yīng)力集中,測試數(shù)據(jù)離散性大;試樣未按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)(如塑料未放置 16h 以上消除內(nèi)應(yīng)力),會使測試結(jié)果無法反映材料真實(shí)性能。