任何的資料在遭到外力效果時都會發(fā)作變形。在受力的初始時期,通常來說這種變形與遭到的外力根本成線性的份額,這時若外力不見,資料的變形也將不見,恢復(fù)原狀,這一時期通常稱為彈性時期,物理學(xué)中的虎克規(guī)律,即是描繪這一特性的根本規(guī)律。但當(dāng)外力增大到必定程度后,變形與遭到的外力將不再成線性份額,這時當(dāng)外力不見后,資料的變形將不能*不見,外型尺度將不能*恢復(fù)到原狀,這一時期稱為塑性變形時期。 一切的商品與設(shè)備都是由各種不一樣功能的資料構(gòu)成,它們在運(yùn)用中會遭到各式各樣的外力效果,天然就會發(fā)作各式各樣的變形,,但這種變形有必要被約束在彈性規(guī)模以內(nèi),否則商品的形狀將會發(fā)作持久改動,影響持續(xù)運(yùn)用,設(shè)備的形狀也將發(fā)作改動,輕則形成加工零部件精度等級下降,重則形成零部件作廢,發(fā)作嚴(yán)峻的質(zhì)量事故。那么怎么保證變形是在彈性規(guī)模內(nèi)呢?從上面的剖析已知資料的變形分為彈性變形與塑性變形兩個時期,只需找出這對已知資料的力學(xué)功能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與理論剖析,大家總結(jié)出了選用屈從點(diǎn)、非份額應(yīng)力兩個時期的轉(zhuǎn)折點(diǎn),工程規(guī)劃人員就可保證商品與設(shè)備的牢靠運(yùn)行。 因?yàn)橘Y料品種繁復(fù),功能區(qū)別很大,彈性時期與塑性時期的過渡狀況很雜亂,經(jīng)過和剩余應(yīng)力等目標(biāo)作為資料彈性時期與塑性時期的轉(zhuǎn)折點(diǎn)的目標(biāo)來反響資料的過渡進(jìn)程的功能,其間屈從點(diǎn)與非份額應(yīng)力是zui常用的目標(biāo)。盡管屈從點(diǎn)與非份額應(yīng)力同是反響資料彈性時期與塑性時期“轉(zhuǎn)折點(diǎn)”的目標(biāo),但它們反響了不一樣過渡時期特性的資料的特色,因而它們的界說不一樣,求取方法不一樣,所需設(shè)備也不*一樣。因而筆者將分別對這兩個目標(biāo)進(jìn)行剖析。這篇文章首要剖析屈從點(diǎn)的狀況: 從上面的描繪,能夠看出求取屈從點(diǎn)在資料力學(xué)功能實(shí)驗(yàn)中是十分重要的,在很多的時分,它的重要性乃至大于資料的極限強(qiáng)度值(極限強(qiáng)度是一切資料力學(xué)功能必需要取的目標(biāo)之一),但是十分的求取它,在很多的時分又是一件不太容易的事。它遭到很多要素的制約,歸納起來有: * 夾具的影響; * 實(shí)驗(yàn)機(jī)測控環(huán)節(jié)的影響; * 成果處理軟件的影響; * 實(shí)驗(yàn)人員理論水平的影響等。 這其間的每一種影響都包含了不一樣的方面。下面逐個進(jìn)行剖析 一、 夾具的影響 這類影響在實(shí)驗(yàn)中發(fā)作的機(jī)率較高,首要表現(xiàn)為試樣夾持有些打滑或?qū)嶒?yàn)機(jī)某些力值傳遞環(huán)節(jié)間存在較大的空隙等要素,它在舊機(jī)器上出現(xiàn)的概率較大。因?yàn)闄C(jī)器在運(yùn)用一段時間后,各相對運(yùn)動部件間會發(fā)作磨損表象,使得摩擦系數(shù)顯著降低,zui直觀的表現(xiàn)為夾塊的鱗狀尖峰被磨平,摩擦力大起伏的減小。當(dāng)試樣受力逐步增大到達(dá)zui大靜摩擦力時,試樣就會打滑,從而發(fā)作虛偽屈從表象。假如曾經(jīng)運(yùn)用該實(shí)驗(yàn)機(jī)所作實(shí)驗(yàn)屈從值正常,而如今所作實(shí)驗(yàn)屈從值顯著偏低,且在某些較硬或者較脆的資料實(shí)驗(yàn)時表象尤為顯著,則通常應(yīng)首要考慮是這一緣由。這時需及時進(jìn)行設(shè)備的大修,消除空隙,替換夾塊。 二、 實(shí)驗(yàn)機(jī)測控環(huán)節(jié)的影響 實(shí)驗(yàn)機(jī)測控環(huán)節(jié)是悉數(shù)實(shí)驗(yàn)機(jī)的中心,跟著技術(shù)的開展,現(xiàn)在這一環(huán)節(jié)根本上選用了各種電子電路完結(jié)主動測控。因?yàn)橹鲃訙y控知識的艱深,構(gòu)造的雜亂,原理的不透明,一旦在商品的規(guī)劃中考慮不周,就會對成果發(fā)作嚴(yán)峻的影響,并且難以剖析其緣由。關(guān)于資料屈從點(diǎn)的求取zui首要的有下列幾點(diǎn): 1、傳感器擴(kuò)大器頻帶太窄 因?yàn)楝F(xiàn)在實(shí)驗(yàn)機(jī)上所選用的力值檢測元件根本上為載荷傳感器或壓力傳感器,而這兩類傳感器都為模仿小信號輸出類型,在運(yùn)用中有必要進(jìn)行信號擴(kuò)大。盡人皆知,在咱們的環(huán)境中,存在著各式各樣的電磁攪擾信號,這種攪擾信號會經(jīng)過很多不一樣的途徑偶合到丈量信號中一同被擴(kuò)大,成果使得有用信號被攪擾信號吞沒。為了從攪擾信號中提取出有用信號,關(guān)于資料實(shí)驗(yàn)機(jī)的特色,通常在擴(kuò)大器中設(shè)置有低通濾波器。合理的設(shè)置低通濾波器的截止頻率,將擴(kuò)大器的頻帶約束在一個恰當(dāng)?shù)囊?guī)模,就能使實(shí)驗(yàn)機(jī)的丈量操控功能得到極大的前進(jìn)。但是在實(shí)踐中,大家通常將數(shù)據(jù)的安穩(wěn)顯現(xiàn)看的十分重要,而疏忽了數(shù)據(jù)的真實(shí)性,將濾波器的截止頻率設(shè)置的十分低。這么在充分濾掉攪擾信號的一同,通常把有用信號也一同濾掉了。在日常生活中,咱們多見的電子秤,數(shù)據(jù)很安穩(wěn),其緣由之一即是它的頻帶很窄,攪擾信號根本不能經(jīng)過。這么規(guī)劃的緣由是電子秤稱量的是穩(wěn)態(tài)信號,對稱量的過渡進(jìn)程是不關(guān)心的,而資料實(shí)驗(yàn)機(jī)丈量的是動態(tài)信號,它的頻譜是十分寬的,若頻帶太窄,較高頻率的信號就會被衰減或?yàn)V除,從而致使失真。關(guān)于屈從表現(xiàn)為力值屢次上下動搖的狀況,這種失真是不答應(yīng)的。就資料實(shí)驗(yàn)機(jī)而言,筆者以為這一頻帶zui小也應(yīng)大于10HZ,*到達(dá)30HZ。在實(shí)踐中,有時擴(kuò)大器的頻帶盡管到達(dá)了這一規(guī)模,但大家通常疏忽了A/D變換器的頻帶寬度,以至于形成了實(shí)踐的頻帶寬度小于設(shè)置頻寬。以很多的實(shí)驗(yàn)機(jī)數(shù)據(jù)收集體系選用的AD7705、AD7703、AD7701等為例。當(dāng)A/D變換器以“zui高輸出數(shù)據(jù)速率4KHZ”運(yùn)行時,它的模仿輸入處理電路到達(dá)zui大的頻帶寬度10HZ。當(dāng)以實(shí)驗(yàn)機(jī)zui常用的100HZ的輸出數(shù)據(jù)速率作業(yè)時,其模仿輸入處理電路的實(shí)踐帶寬只需0.25HZ,這會把很多的有用信號給扔掉,如屈從點(diǎn)的力值動搖等。用這么的電路當(dāng)然不能得到實(shí)驗(yàn)成果。 2、數(shù)據(jù)收集速率太低 現(xiàn)在模仿信號的數(shù)據(jù)收集是經(jīng)過A/D變換器來完結(jié)的。A/D變換器的品種很多,但在實(shí)驗(yàn)機(jī)上選用zui多的是∑-△型A/D變換器。這類變換器運(yùn)用靈敏,變換速率可動態(tài)調(diào)整,既可完結(jié)高速低精度的變換,又可完結(jié)低速高精度的變換。在實(shí)驗(yàn)機(jī)上因?yàn)閷?shù)據(jù)的收集速率請求不是太高,通常達(dá)每秒幾十次到幾百次就可滿意需要,因而通常多選用較低的變換速率,以完結(jié)較高的丈量精度。但在某些廠家出產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)機(jī)上,為了尋求較高的采樣分辨率,以及*的數(shù)據(jù)顯現(xiàn)安穩(wěn)性,而將采樣速度降的很低,這是不行取的。因?yàn)楫?dāng)采樣速度很低時,對高速改動的信號就無法實(shí)時收集。例如金屬資料功能實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)資料發(fā)作屈從而力值上下動搖時信號改動即是如此,以至于不能求出上下屈從點(diǎn),致使實(shí)驗(yàn)失利,成果丟了西瓜撿芝麻。 那么怎么判別一個體系的頻帶寬窄以及采樣速率的凹凸呢? 嚴(yán)格來說這需要很多的測試儀器及專業(yè)人員來完結(jié)。但經(jīng)過下面介紹的簡單方法,可做出一個定性的知道。當(dāng)一個體系的采樣分辨率到達(dá)幾萬分之一以上,而顯現(xiàn)數(shù)據(jù)仍然沒有動搖或顯現(xiàn)數(shù)據(jù)具有顯著的滯后感覺時,根本能夠斷定它的通頻帶很窄或采樣速率很低。除非格外場合(如:校驗(yàn)實(shí)驗(yàn)機(jī)力值精度的高精度標(biāo)定儀),否則在實(shí)驗(yàn)機(jī)上是不行運(yùn)用的。 3、操控方法運(yùn)用不當(dāng) 關(guān)于資料發(fā)作屈從時應(yīng)力與應(yīng)變的(發(fā)作屈從時,應(yīng)力不變或發(fā)作上下動搖,而應(yīng)變則持續(xù)增大)國標(biāo)引薦的操控形式為恒應(yīng)變操控,而在屈從發(fā)作前的彈性時期操控形式為恒應(yīng)力操控,這在絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)機(jī)及某次實(shí)驗(yàn)中是很難完結(jié)的。因?yàn)樗埱笤趧偝霈F(xiàn)屈從表象時改動操控形式,而實(shí)驗(yàn)的意圖本身即是為了請求取屈從點(diǎn),怎么也許以不知道的成果作為條件進(jìn)行操控切換呢?所以在實(shí)踐中,通常都是用同一種操控形式來完結(jié)悉數(shù)的實(shí)驗(yàn)的(即便運(yùn)用不一樣的操控形式也很難在上屈從點(diǎn)切換,通常會挑選超前一點(diǎn))。關(guān)于運(yùn)用恒位移操控(速度操控)的實(shí)驗(yàn)機(jī),因?yàn)橘Y料在彈性時期的應(yīng)力速率與應(yīng)變速率成正比,只需挑選適宜的實(shí)驗(yàn)速度,全程選用速度操控就可兼容兩個時期的操控特性請求。但關(guān)于只需力操控一種形式的實(shí)驗(yàn)機(jī),假如實(shí)驗(yàn)機(jī)的呼應(yīng)格外快(這是主動操控盡力想要到達(dá)的意圖),則屈從發(fā)作的進(jìn)程時間就會十分短,假如數(shù)據(jù)收集的速度不行高,則就會扔掉屈從值(緣由第2點(diǎn)已闡明),優(yōu)良的操控功能反而變成了發(fā)作差錯的緣由。所以在挑選實(shí)驗(yàn)機(jī)及操控方法時*不要挑選單一的載荷操控形式。 三、 成果處理軟件的影響 現(xiàn)在出產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)機(jī)絕大有些都裝備了不一樣類型的核算機(jī)(如PC機(jī),單片機(jī)等)),以完結(jié)規(guī)范或用戶界說的各類數(shù)據(jù)測試。與曩昔廣泛選用的圖解法相比有了十分大的前進(jìn)。但是因?yàn)橐?guī)范的滯后,原有的有些界說,就顯得不行清晰。如屈從點(diǎn)的界說,只需定性的解說,而沒有定量的闡明,很不習(xí)慣核算機(jī)主動處理的需要。這就形成了: 1、判別條件的各自設(shè)定 就屈從點(diǎn)而言(以金屬拉伸GB/T 228-2002為例)規(guī)范是這么界說的: “屈從強(qiáng)度:當(dāng)金屬資料出現(xiàn)屈從表象時,在實(shí)驗(yàn)時期到達(dá)塑性變形發(fā)作而力不添加的應(yīng)力點(diǎn),應(yīng)區(qū)別上屈從強(qiáng)度和下屈從強(qiáng)度。 上屈從強(qiáng)度:試樣發(fā)作屈從而力初次下降前的zui高應(yīng)力。 下屈從強(qiáng)度:在屈從時期,不計初始瞬時效應(yīng)時的zui低應(yīng)力?!?br> 這個界說在曩昔運(yùn)用圖解法時通常沒有啥疑問,但在今日運(yùn)用核算機(jī)處理數(shù)據(jù)時就發(fā)作了疑問。 *屈從強(qiáng)度的疑問:怎么了解“塑性變形發(fā)作而力不添加(堅持穩(wěn)定)”?因?yàn)楦鞣N攪擾源的存在,即便資料在屈從時期真的力值堅持穩(wěn)定(這是不行能的),核算機(jī)所收集的數(shù)據(jù)也不會堅持穩(wěn)定,這就需要給出一個答應(yīng)的數(shù)據(jù)動搖規(guī)模,因?yàn)閲鴺?biāo)未作界說,所以各個實(shí)驗(yàn)機(jī)出產(chǎn)廠家只好自行界說。因?yàn)闂l件的不共同,所求成果天然也就有所區(qū)別。 *上下屈從強(qiáng)度的疑問:若資料出現(xiàn)上下屈從點(diǎn),則必定出現(xiàn)力值的上下動搖,但這個動搖的起伏是多少呢?國標(biāo)未作解說,若取的太小,也許將攪擾誤求為上下屈從點(diǎn),若獲得太大,則也許將有些上下屈從點(diǎn)扔掉?,F(xiàn)在為了處理這一難題,各廠家都想了很多的方法,如按資料進(jìn)行分類界說“差錯帶”及“動搖起伏”,這能夠處理大有些的運(yùn)用疑問。但對不多見的資料及新資料的研討仍然不能處理疑問。為此有些廠家將“差錯帶”及“動搖起伏”規(guī)劃為用戶自界說參數(shù),這從理論上處理了疑問,但對運(yùn)用者卻提出了*的請求。 2、對下屈從點(diǎn)界說中“不計初始瞬時效應(yīng)”的誤解啥叫“初始瞬時效應(yīng)”?它是怎么發(fā)作,是不是一切的實(shí)驗(yàn)都存在?這些疑問國標(biāo)都未作解說。所以在求取下屈從強(qiáng)度時絕大多數(shù)的狀況都是扔掉了*個“下峰點(diǎn)”的。筆者經(jīng)過多方查閱資料,了解到“初始瞬時效應(yīng)”是早期出產(chǎn)的經(jīng)過擺錘測力的實(shí)驗(yàn)機(jī)所*的一種表象,其緣由是“慣性”效果的影響。已然不是一切的實(shí)驗(yàn)機(jī)都存在初始瞬時的效應(yīng),所以在求取成果時就不能一概扔掉*個下峰點(diǎn)。但事實(shí)上,大有些的廠家的實(shí)驗(yàn)機(jī)處理程序都是扔掉了*個下峰點(diǎn)的。 四、 實(shí)驗(yàn)人員的影響 在實(shí)驗(yàn)設(shè)備已斷定的狀況下,實(shí)驗(yàn)成果的好壞就*取決于實(shí)驗(yàn)人員的歸納實(shí)質(zhì)?,F(xiàn)在我國資料實(shí)驗(yàn)機(jī)的操作人員歸納實(shí)質(zhì)遍及不高,專業(yè)知識與理論水平遍及較為短缺,再加上新概念、新名詞的不斷出現(xiàn),使他們很難習(xí)慣資料實(shí)驗(yàn)的需要。在資料屈從強(qiáng)度的求取上常出現(xiàn)如下的疑問: 1、將非份額應(yīng)力與屈從相提并論 盡管非份額應(yīng)力與屈從都是反響資料彈性時期與塑性時期的過渡狀態(tài)的目標(biāo),但兩者有著實(shí)質(zhì)的不一樣。屈從是資料固有的功能,而非份額應(yīng)力是經(jīng)過人為規(guī)則的條件核算的成果,當(dāng)資料存在屈從點(diǎn)時是無需要取非份額應(yīng)力的,只需資料沒有顯著的屈從點(diǎn)時才求取非份額應(yīng)力。有些實(shí)驗(yàn)人員對此了解不深,以為屈從點(diǎn)、上屈從、下屈從、非份額應(yīng)力對每一個實(shí)驗(yàn)都存在,并且需悉數(shù)求取。 2、將具有不接連屈從的趨勢當(dāng)作具有屈從點(diǎn) 國標(biāo)對屈從的界說指出,當(dāng)變形持續(xù)發(fā)作,而力堅持不變或有動搖時叫做屈從。但在某些資料中會發(fā)作這么一種表象,盡管變形持續(xù)發(fā)作,力值也持續(xù)增大,但力值的增大起伏卻發(fā)作了由大到小再到大的進(jìn)程。從曲線上看,有點(diǎn)象發(fā)作屈從的趨勢,并不契合屈從時力值穩(wěn)定的界說。正如在第三類影響中提到的,因?yàn)閷Α傲χ捣€(wěn)定”的條件沒有定量目標(biāo)規(guī)則,這時經(jīng)常會發(fā)作這一表象是不是是屈從,屈從值怎么求取等疑問的爭辯。 3、將金屬資料的屈從點(diǎn)與塑料類的屈從點(diǎn)混雜 因?yàn)榻饘儋Y料與塑料的功能相差很大,其屈從的界說也有所不一樣。如金屬資料界說有屈從、上屈從、下屈從的概念。而塑料只界說有屈從的概念。別的,金屬資料的屈從強(qiáng)度必定小于極限強(qiáng)度,而塑料的屈從也許小于極限強(qiáng)度,也也許等于極限強(qiáng)度(兩者在曲線上為同一點(diǎn))。因?yàn)閷σ?guī)范的不熟悉,通常在實(shí)驗(yàn)成果的輸出方面發(fā)作一些不該有的過錯,如將塑料的屈從概念(上屈從)作為金屬資料的屈從概念(通常為下屈從)輸出,或?qū)o屈從的金屬資料的zui大強(qiáng)度按塑料的屈從強(qiáng)度界說類推作為金屬資料屈從值輸出,發(fā)作金屬資料屈從值與zui大值共同的笑話。 綜上所述,屈從值在資料力學(xué)功能實(shí)驗(yàn)中有著十分重要的效果,但一同在求取時又面臨著很多疑問,因而無論是國標(biāo)的擬定部分,仍是實(shí)驗(yàn)機(jī)的研發(fā)作產(chǎn)廠商、實(shí)驗(yàn)機(jī)的運(yùn)用部分,都應(yīng)從各自的視點(diǎn)動身,盡力處理所存在的疑問,才干完結(jié)屈從點(diǎn)的、疾速、便利的求取,為資料的安全運(yùn)用創(chuàng)造杰出的條件。 |