材料试验机金属引伸计的使用方法

材料试验机金属引伸计的使用方法

发布时间：2012-12-12

材料试验机金属引伸计的使用方法

一、电子万能材料试验机使用的引伸计结构及工作原理：

应变片、变形传递杆、弹性元件、限位标距杆、刀刃和夹紧弹簧等。测量变形时,将引伸计装卡于试件上,刀刃与试件接触而感受两刀刃间距内的伸长,通过变形杆使弹性元件产生应变,应变片将其转换为电阻变化量,再用适当的测量放大电路转换为电压信号。

二、电子万能材料试验机使用的引伸计使用方法

1、首先将标距卡插入到限位杆和变形传递杆之间;

2、用两个手指夹住引伸计上下端部，将上下刀口中点接触试件(试件测量部位)，用弹簧卡或皮筋分别将引伸计的上下刀口固定在试件上;

3、取下标距卡;(切记：实验前必须检查，以免造成引伸计损坏)

4、在试验机控制软件〖实验条件选择〗界面，选择变形测量方式：引伸计;

5、引伸计信号显示调零;

6、根据测量变形的大小选择放大器衰减档。

引伸计是感受试件变形的传感器传感器，应变片式的引伸计由于原理简单、安装方便，目前是广泛使用的一种类型。引伸计按测量对象，可分为轴向引伸计、横向（径向）引伸计、夹式引伸计。

径向引伸计：用于检测标准试件径向收缩变形，它与轴向引伸计配合用来测定泊松比μ，它将径向变形(或横向某一方向的变形)变换成电量，再通过二次仪表测量、记录或控制另一设备。

夹式引伸计：用于检测裂纹张开位移。夹式引伸计是断裂力学实验中最常用的仪器之一，它较多用在测定材料断裂韧性实验中。精度高，安装方便、操作简单。试件断裂时引伸计能自动脱离试件，适合静、动变形测量。

三、电子万能材料试验机使用的引伸计规格：

标距——两刀口初始间距

量程——最大伸长量

如果需要做σ0.2，就需要引伸计。一般结构钢机械性能试验不用引伸计。

引伸计一般用于屈服强度台阶不明显的材料。

不要引伸计的拉伸曲线，是把标距以外的变形等干扰都包含进曲线了。试验的可靠性或称准确性值得商榷。

用引伸计才是最准确的。引申计的量程小，一般用在屈服和屈服之前使用，如在屈服后继续使用，会损坏引申计。

引申计用来测量弹性模量，如用一般的差动编码器测量，计算结果会和真实的弹性模量差一个数量级，由标距造成的。

引伸计在测量中精度高，但是量程小，所以一般试验机进行拉伸压缩试验都不用引伸计，除非测量弹性模量和要求很高的精度时，而一般试验，一般的差动编码器测位移精度足够,引申计是用来测量变形部分延伸率的，如果不用引伸计就不能得到应力-应变曲线，因为此时得到的应变把拉伸机齿轮空转及位移和非测试部分的位移都算上了。但是不用引伸计还是可以得到抗拉强度的，另外对于有屈服平台的材料也能得到屈服强度，但是对于没有屈服平台就是连续屈服的材料就没办法得到屈服强度了。

关于引伸计除了通产所见的机械引伸计外，目前比较流行的是激光引伸计，测试时有激光打在样品上作为测量位移的标定。这样就能测试机械引伸计所无法测的叫做post-uniformelongation的参量，即试样发生颈缩后到断裂前的延伸率。这个参量在表征带孔件冲压时扩孔率时非常重要。

拉伸试验, 金属虽然说每一个试验机厂家对金属拉伸都很熟悉，但是真正完全能够把标准以及标准后面的理由吃透的厂家并不多，所以现在每一个试验机厂家在指导用户完成金属拉伸试验的时候一般是从他们自己设备的能力出发，以最简单的方式来完成试验，比如全部以横梁位移的速度来完成整个试验过程。金属拉伸试验还是有很多细节问题非常值得我们重视。

首先是拉伸速度的问题。在弹性变形阶段，金属的变形量很小而拉伸载荷迅速增大。这时候如果以横梁位移控制来做拉伸试验，那么速度太快会导致整个弹性段很快就被冲过去。以弹性模量为200Gpa的普通钢材为例，如果标距为50mm的材料，在弹性段内如以10mm/min的速度进行拉伸试验，那么实际的应力速率

为 200000N/mm2S-1×10mm/min×1min/60S×1/50mm=666N/mm2S-1

一般的钢材屈服强度就小于600Mpa，所以只需要1秒钟就把试样拉到了屈服，这个速度显然太快。所以在弹性段，一般都选择采用应力速率控制或者负荷控制。塑性较好的材料试样过了弹性段以后，载荷增加不大，而变形增加很快，所以为了防止拉伸速度过快，一般采用应变控制或者横梁位移控制。

所以在GB228-2002里面建议了，“在弹性范围和直至上屈服强度，试验机夹头的分离速率应尽可能保持恒定并在规定的应力速率的范围内(材料弹性模量E/(N/mm2)＜150000，应力速率控制范围为

2—20(N/mm2)?s-1、材料弹性模量E/(N/mm2)≥150000，应力速率控制范围为6—60(N/mm2)?s-1。若仅测定下屈服强度，在试样平行长度的屈服期间应变速率应在0.00025/s～0.0025/s之间。平行长度内的应变速率应尽可能保持恒定。

在塑性范围和直至规定强度(规定非比例延伸强度、规定总延伸强度和规定残余延伸强度)应变速率不应超过0.0025/s。”。这里面有一个很关键的问题，就是应力速度与应变速度的切换点的问题。最好是在弹性段结束的点进行应:力速度到应变速度的切换。在切换的过程中要保证没有冲击、没有掉力。这是拉力试验机的一个非常关键的技术。

其次是引伸计的装夹、跟踪与取下来的时机。对于钢材的拉伸的试验，如果要求取最大力下的总伸长(Agt)，那么引伸计就必须跟踪到最大力以后再取下。对于薄板等拉断后冲击不大的试样，引伸计可以直接跟踪到试样断裂；但是对于拉力较大的试样，最好的办法是试验机拉伸到最大力以后开始保持横梁位置不动，等取下引伸

计以后在把试样拉断。有的夹具在夹紧试样的时候会产生一个初始力，一定要把初始力消除以后再夹持引伸计，这样引伸计夹持的标距才是试样在自由状态下的原始标距。能够这么做试验的试验机不多，请您在选购和使用的时候注意这几点。

任何的材料在受到外力作用时都会产生变形。在受力的初始阶段，一般来说这种变形与受到的外力基本成线性的比例关系，这时若外力消失，材料的变形也将消失，恢复原状，这一阶段通常称为弹性阶段，物理学中的虎克定律，就是描述这一特性的基本定律。但当外力增大到一定程度后，变形与受到的外力将不再成线性比例关系，这时当外力消失后，材料的变形将不能完全消失，外型尺寸将不能完全恢复到原状，这一阶段称为塑性变形阶段。由于材料种类繁多，性能差异很大，弹性阶段与塑性阶段的过渡情况很复杂，通过和残余应力等指标作为材料弹性阶段与塑性阶段的转折点的指标来反应材料的过渡过程的性能，其中屈服点与非比例应力是最常用的指标。虽然屈服点与非比例应力同是反应材料弹性阶段与塑性阶段“转折点”的指标，但它们反应了不同过渡阶段特性的材料的特点，因此它们的定义不同，求取方法不同，所需设备也不完全相同。。

本文首先分析屈服点的情况：一切的产品与设备都是由各种不同性能的材料构成，它们在使用中会受到各种各样的外力作用，自然就会产生各种各样的变形，，但这种变形必须被限制在弹性范围之内，否则产品的形状将会发生永久变化，影响继续使用，设备的形状也将发生变化，轻则造成加工零部件精度等级下降，重则造成零部件报废，产生重大的质量事故。那么如何确保变形是在弹性范围内呢？从上面的分析已知材料的变形分为弹性变形与塑性变形两个阶段，只要找出这对已知材料的力学性能进行试验与理论分析，人们总结出了采用屈服点、非比例应力两个阶段的转折点，工程设计人员就可确保产品与设备的可靠运行。