淺談對電子萬能強(qiáng)力機(jī)強(qiáng)力、夾持片、測試速度對強(qiáng)力指標(biāo)的影響

胡堅(jiān)

(上海紡織工業(yè)技術(shù)監(jiān)督所,上海 200086)

淺談對電子萬能強(qiáng)力機(jī)強(qiáng)力、夾持片、測試速度對強(qiáng)力指標(biāo)的影響

胡堅(jiān)

(上海紡織工業(yè)技術(shù)監(jiān)督所,上海 200086)

為了提高電子萬能強(qiáng)力機(jī)的準(zhǔn)確性,從測試速度、夾具狀況等方面介紹了影響電子萬能強(qiáng)力測試儀測試指標(biāo)的因素,以及應(yīng)用實(shí)踐中的注意事項(xiàng)。以國外生產(chǎn)的電子萬能強(qiáng)力機(jī)為例,詳細(xì)分析了其測試原理及特點(diǎn),強(qiáng)力指標(biāo),最后從拉伸系統(tǒng)、鉗口等方面。指出:強(qiáng)力、測試速度以及夾持片是影響測試指標(biāo)的主要因素;操作人員的綜合素質(zhì)、責(zé)任心及企業(yè)對測試指標(biāo)的要求是提高強(qiáng)力指標(biāo)的重要措施,根據(jù)多年來對許多使用上述強(qiáng)力機(jī)的情況分析或多或少存在這方面的問題,拉伸系統(tǒng)、鉗口、軟件系統(tǒng)是儀器最主要的核心,其應(yīng)用實(shí)踐探索和經(jīng)驗(yàn)積累,同時(shí),應(yīng)充分了解其使用對象。

電子強(qiáng)力機(jī) 鉗口 拉伸強(qiáng)度 不勻性 夾持片 測試速度

1 電子強(qiáng)力機(jī)的工作原理及特點(diǎn)

電子強(qiáng)力機(jī)的工作原理:是采用測力傳感器,將被測試樣所受的力轉(zhuǎn)換成電信號,顯示負(fù)荷值及斷裂強(qiáng)力。另外,通過一定機(jī)構(gòu)產(chǎn)生與試樣變形成正比的數(shù)字脈沖,通過計(jì)數(shù)電路顯示試樣的變形量。并可繪制負(fù)荷-伸長曲線,顯示材料在整個(gè)受力變化過程中的力學(xué)特性。增加一定的附屬裝置,還可進(jìn)行壓縮、彎曲和扭轉(zhuǎn)等性能試驗(yàn)。由于紡織材料的主要受力形式是拉伸,下面將以拉伸試驗(yàn)為例,說明電子強(qiáng)力機(jī)的測試特點(diǎn)。

(1)測力傳感器具有足夠快的動態(tài)響應(yīng)能力,與機(jī)械式強(qiáng)力機(jī)相比存在較小的慣性誤差。因此,試樣負(fù)荷的速度可以進(jìn)一步提高,以縮短試驗(yàn)時(shí)間,提高測試效率。(2)更換不同量程的測力傳感器,結(jié)合選擇儀器的放大倍數(shù),可以在較大的范圍內(nèi)變換儀器的負(fù)荷測試量程。同一臺儀器,可以進(jìn)行纖維、紗線以及織物力學(xué)性能的試驗(yàn)。不同的測試對象,負(fù)荷與伸長測試系統(tǒng)及記錄方式是共同的,主要改變測力傳感器及試樣夾持器。(3)測力傳感器受力時(shí)的位移量,比紡織材料受力變形小得多。因此,與傳感器相連的夾持器位移可以忽略不計(jì),移動夾持器的位移可直接代表試樣的變形。移動夾持器的等速牽引就相當(dāng)于試樣的等速伸長。伸長的測量不必求取兩個(gè)夾持器位置移動之差,因而機(jī)構(gòu)可以簡化。(4)試樣變形量的測試精度比機(jī)械式強(qiáng)力機(jī)用杠桿放大高許多倍。特別是小變形試樣的測試,可以減小伸長測試誤差,具有較大的優(yōu)越性。(5)從所得試樣的負(fù)荷-伸長曲線上,可以獲得除強(qiáng)力與伸長外的材料的其他性能指標(biāo),如試樣的初始模量、屈服點(diǎn)應(yīng)力-應(yīng)變等,這些指標(biāo)可進(jìn)一步表達(dá)材料的力學(xué)性能。

2 找出影響強(qiáng)力指標(biāo)的不勻性和解決的問題

我們在平時(shí)檢定、校準(zhǔn)強(qiáng)力機(jī)時(shí),以及客戶來電咨詢和現(xiàn)場反映最多的是強(qiáng)力機(jī)強(qiáng)力指標(biāo)存在的問題,案例:實(shí)驗(yàn)室之間比對、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部不同強(qiáng)力機(jī)測試比對,比對結(jié)果都有很大的差異,對此我結(jié)合自己的知識和經(jīng)驗(yàn),找出存在的問題并及時(shí)解決。通過這些年的經(jīng)驗(yàn)積累得出存在的問題大致在強(qiáng)力、拉伸速度、鉗口夾持片、試驗(yàn)方法、環(huán)境條件、夾持距離等方面來考慮。但目前一般實(shí)驗(yàn)室對試驗(yàn)方法、環(huán)境條件、夾持器距離等操作都正確前提下,只能從強(qiáng)力、拉伸速度、鉗口夾持片來考慮,以下是這些年積累的經(jīng)驗(yàn)和體會。

2.1 強(qiáng)力機(jī)力值的不準(zhǔn)確對強(qiáng)力指標(biāo)的影響

(1)零位調(diào)校及儀器校準(zhǔn):各種強(qiáng)力機(jī)由于設(shè)計(jì)不同,零位有手動調(diào)零位和CPU自動調(diào)零,那么零位調(diào)校要配合儀器校準(zhǔn)參考使用說明書反復(fù)調(diào)校,直至符合計(jì)量校準(zhǔn)要求。(2)最多校準(zhǔn)不合格的問題是示值超差,由于我們現(xiàn)在檢定、校準(zhǔn)的電子強(qiáng)力機(jī)種類繁多,有著名的英斯特朗、SDL-ATLAS、JAMES HEAL、天氏歐森、美國、意大利、德國、瑞士、中國臺灣及國內(nèi)幾十家生產(chǎn)企業(yè),這些儀器經(jīng)過反復(fù)使用有小部分經(jīng)檢定、校準(zhǔn)后發(fā)現(xiàn)示值超過允許誤差,有些差異甚至達(dá)到20%,如果我們不能及時(shí)處理解決這些問題,就會給客戶帶來二次檢定、校準(zhǔn),不能及時(shí)幫他們解決問題,在這種情況下,本人一邊工作,一邊學(xué)習(xí)調(diào)試技術(shù),由于這些強(qiáng)力機(jī)都是不同國家生產(chǎn)的,調(diào)試的技術(shù)各有不同,為了幫助解決這些實(shí)際問題,本人花了大量時(shí)間來解決,到目前為止都能圓滿完成調(diào)試工作。

2.2 鉗口夾持片的問題對強(qiáng)力指標(biāo)的影響

目前常用的鉗口夾緊功能有二種功能:

(1)手動夾緊:鉗口采用金屬波紋夾緊,優(yōu)點(diǎn):操作簡單、加工方便、不容易打滑;缺點(diǎn):人為因素加大、斷裂部位不佳。(2)氣動夾緊:為了減少檢測人員對測試的影響,現(xiàn)在好多第三方檢測機(jī)構(gòu)都采用氣動夾緊,可以最大限度減少由于人為的因素產(chǎn)生的不確定;現(xiàn)在采用的鉗口是平板夾持,為了防止打滑在平板上加貼耐磨橡膠片,該橡膠片在檢測中經(jīng)反復(fù)多次的使用,或多或少把橡膠片磨損,從而在拉伸中產(chǎn)生試樣滑移,在橡膠片磨損后再使用會使檢測帶來對強(qiáng)力指標(biāo)的不確定性,不確定性指標(biāo)會在20%以上,經(jīng)過我們及時(shí)把存在的問題返還檢測機(jī)構(gòu)并提出整改方案(即替換上下夾片或替換橡膠片)。讓他們予以解決,幫他們解決了工作上存在的問題。

2.3 測試速度的問題對強(qiáng)力指標(biāo)的影響

目前測試方法采用的拉伸速度有二種:

(1)一種格式為簡單電子強(qiáng)力機(jī)即整機(jī),根據(jù)試驗(yàn)方法的要求,設(shè)定拉伸的速度,用秒表和鋼直尺檢定和校準(zhǔn)拉伸速度,判斷拉伸速度是否在允許范圍內(nèi),否則加以調(diào)試,得到在允許范圍里。(2)另一種是電子強(qiáng)力機(jī)即稱主機(jī),配有電腦操作系統(tǒng),安裝不同的操作軟件,在使用中電腦操作系統(tǒng)控制主機(jī),按照軟件設(shè)置參數(shù),通過電腦操作來完成測試工作。但是在我們的檢定、校準(zhǔn)工作中多次發(fā)現(xiàn)由于主機(jī)和電腦軟件的操作不匹配(案例:英斯特朗強(qiáng)力機(jī),在使用中突然關(guān)機(jī),就會造成主機(jī)的拉伸速度和電腦軟件的拉伸速度不相同),它們之間有很大的差異,這樣就造成測試結(jié)果即強(qiáng)力指標(biāo)有差異,發(fā)現(xiàn)問題后可以及時(shí)加以改進(jìn)。

3 今后的努力方向

電子強(qiáng)力機(jī)的上下鉗口由于安裝及測試場地的改變,會帶來新的問題即同心度的差異,要檢定、校準(zhǔn)上下鉗口同心度是否在規(guī)定的范圍里,就要進(jìn)行同心度的檢定、校準(zhǔn)工作,就需要配備相適應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)器具,有了這些標(biāo)準(zhǔn)器具就可以更完善我們的檢定、校準(zhǔn)工作的正常進(jìn)行。把電子強(qiáng)力機(jī)的檢定、校準(zhǔn)工作完成的更佳。