电子万能试验机屈服点误差解决方法

　　3、控制方法使用不当

　　针对材料 发生屈服时应力与应变的关系（发生屈服时，应力不变或产生上下波动，而应变则继续增大）国标推荐的控制模式为恒应变控制，而在屈服发生前的弹性阶段控制模 式为恒应力控制，这在绝大多数试验机及某次试验中是很难完成的。因为它要求在刚出现屈服现象时改变控制模式，而试验的目的本身就是为了要求取屈服点，怎么 可能以未知的结果作为条件进行控制切换呢？所以在现实中，一般都是用同一种控制模式来完成整个的试验的（即使使用不同的控制模式也很难在上屈服点切换，一 般会选择超前一点）。对于使用恒位移控制（速度控制）的试验机，由于材料在弹性阶段的应力速率与应变速率成正比关系，只要选择合适的试验速度，全程采用速 度控制就可兼容两个阶段的控制特性要求。但对于只有力控制一种模式的试验机，如果试验机的响应特别快（这是自动控制努力想要达到的目的），则屈服发生的过 程时间就会非常短，如果数据采集的速度不够高，则就会丢失屈服值（原因第2点已说明），优异的控制性能反而变成了产生误差的原因。所以在选择试验机及控制 方法时最好不要选择单一的载荷控制模式。

　　三、结果处理软件的影响

　　目 前生产的试验机绝大部分都配备了不同类型的计算机（如PC机，单片机等）），以完成标准或用户定义的各类数据测试。与过去广泛采用的图解法相比有了非常大 的进步。然而由于标准的滞后，原有的部分定义，就显得不够明确。如屈服点的定义，HY-20080解释，而没有定量的说明，很不适应计算机自动处理的需求。这就 造成了：

　　1、判断条件的各自设定

　　就屈服点而言（以金属拉伸GB/T228-2002为例）标准是这样定义的：

　　“屈服强度：当金属材料呈现屈服现象时，在试验期间达到塑性变形发生而力不增加的应力点，应区分上屈服强度和下屈服强度。

　　上屈服强度：试样发生屈服而力首次下降前的最高应力。

　　下屈服强度：在屈服期间，不计初始瞬时效应时的最低应力。”

这个定义在过去使用图解法时一般没有什么疑问，但在今天使用计算机处理数据时就产生了问题。

　　＊屈服强度的疑问：如何理解“塑性变形发生而力不增加（保持恒定）”？由于各种干扰源的存在，即使材料在屈服阶段真的力值保持绝对恒定（这是不可能 的），计算机所采集的数据也不会绝对保持恒定，这就需要给出一个允许的数据波动范围，由于国标未作定义，所以各个试验机生产厂家只好自行定义。由于条件的 不统一，所求结果自然也就有所差异。

　　＊上下屈服强度的疑问：若材料出现上下屈服点，则必然出现力值的上下波动，但这个波动的幅度 是多少呢？国标未作解释，若取的太小，可能将干扰误求为上下屈服点，若取得太大，则可能将部分上下屈服点丢失。目前为了解决这一难题，各厂家都想了许多的 办法，如按材料进行分类定义“误差带”及“波动幅度”，这可以解决大部分的使用问题。但对不常见的材料及新材料的研究依然不能解决问题。为此部分厂家将 “误差带”及“波动幅度”设计为用户自定义参数，这从理论上解决了问题，但对使用者却提出了极高的要求。

　　2、对下屈服点定义中 “不计初始瞬时效应”的误解什么叫“初始瞬时效应”？它是如何产生，是否所有的试验都存在？这些问题国标都未作解释。所以在求取下屈服强度时绝大多数的情 况都是丢掉了第一个“下峰点”的。笔者经过多方查阅资料，了解到“初始瞬时效应”是早期生产的通过摆锤测力的试验机所特有的一种现象，其原因是“惯性”作 用的影响。既然不是所有的试验机都存在初始瞬时的效应，所以在求取结果时就不能一律丢掉第一个下峰点。但事实上，大部分的厂家的试验机处理程序都是丢掉了 第一个下峰点的。

　　四、试验人员的影响

　　在试验设备已确定的情况下，试验结果的优劣就完全取决于试验人员的综合素质。目前我国材料试验机的操作人员综合素质普遍不高，专业知识与理论水平普遍较为欠缺，再加上新概念、新名词的不断出现，使他们很难适应材料试验的需求。在材料屈服强度的求取上常出现如下的问题：

　　1、将非比例应力与屈服混为一谈

　　虽然非比例应力与屈服都是反应材料弹性阶段与塑性阶段的过渡状态的指标，但两者有着本质的不同。屈服是材料固有的性能，而非比例应力是通过人为规定的条 件计算的结果，当材料存在屈服点时是无需求取非比例应力的，只有材料没有明显的屈服点时才求取非比例应力。部分试验人员对此理解不深，以为屈服点、上屈 服、下屈服、非比例应力对每一个试验都存在，而且需全部求取。

　　2、将具有不连续屈服的趋势当作具有屈服点

　　国标对屈服的定义指出，当变形继续发生，而力保持不变或有波动时叫做屈服。但在某些材料中会发生这样一种现象，虽然变形继续发生，力值也继续增大，但力 值的增大幅度却发生了由大到小再到大的过程。从曲线上看，有点象产生屈服的趋势，并不符合屈服时力值恒定的定义。正如在第三类影响中提到的，由于对“力值 恒定”的条件没有定量指标规定，这时经常会产生这一现象是否是屈服，屈服值如何求取等问题的争论。