李艷軍

（山西省長治市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗測試所，山西 長治 046000）

萬能材料試驗機用于金屬、非金屬等各種材料試樣的拉伸、壓縮、彎曲、剪切等試驗，廣泛應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)、建筑工程、路橋建設(shè)等等，成為一種不可缺少的重要測量設(shè)備。在長期頻繁的使用中，萬能材料試驗機產(chǎn)生示值誤差超差，影響了使用。以下介紹我們在日常檢定工作中遇到萬能材料試驗機示值超差時，誤差產(chǎn)生的原因及相應(yīng)的消除方法。

一、萬能材料試驗機概述

作為一種獨立的產(chǎn)品，自動化材料試驗機最早出現(xiàn)于西歐。在對材料的機械性能進行測定時，液壓萬能材料試驗機是必備設(shè)備之一，其使用歷史已有上百年。實踐證明，這種設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對金屬和非金屬進行各類試驗，如：拉伸試驗、壓縮試驗以及彎曲試驗等；能夠?qū)崿F(xiàn)對材料強度和塑性指標(biāo)的測定?？茖W(xué)技術(shù)的進步提高了機械設(shè)備的自動化水平，相應(yīng)材料的機械性能試驗也朝著越來越精確的方向發(fā)展，其要求也越來越高，尤其是在試驗精度以及數(shù)據(jù)處理上的要求更加嚴(yán)格。一些新型的實驗設(shè)備應(yīng)運而生，但是受價格等外界因素的影響，很多相關(guān)單位還不能及時的將其設(shè)備更換成這些新出現(xiàn)的實驗設(shè)備，一些規(guī)模較小的企業(yè)依然采用傳統(tǒng)的液壓萬能材料試驗機。盡管該試驗機技術(shù)較為落后，具有較為龐大的體積，但其優(yōu)點也不容忽視。如：具有較為方便的操作，油壓系統(tǒng)的使用壽命較長。因此，很多這種試驗機的使用者希望能夠不更換設(shè)備，通過升級改造的方法進行設(shè)備的升級，使其適用于新環(huán)境中，滿足精度要求，從而節(jié)省成本。

二、萬能材料試驗機示值常見誤差分析

（一）引伸計檢定和使用過程中有應(yīng)變誤差

電子萬能試驗機，在實際使用的過程中，不可避免的會存在著一些問題，測試結(jié)果出現(xiàn)偏差，是最為常見的問題之一。引伸計，是電子萬能試驗機中的重要組成部分，對電子萬能試驗機的實際使用效果具有較高的影響和作用。在進行金屬方面材料的強度測試工作時，當(dāng)前普遍使用的都是電子引伸計測量試樣變形。引伸計，在實際進行測量的過程中，其自身的準(zhǔn)確性，會在很大程度上影響到所測量對象的強度結(jié)果。試樣中的引伸變化情況，達到規(guī)定的變形標(biāo)準(zhǔn)時，再進行對應(yīng)強度結(jié)果的計算。引伸計處于不夠良好的工作狀態(tài)，會對變形曲線和拉伸力的實際情況造成一定影響，這同時會對具體的測試結(jié)果的準(zhǔn)確性造成影響。導(dǎo)致測試結(jié)果出現(xiàn)誤差，通常情況下都是由這幾個原因造成的：引伸計刀口的保護工作沒有做好，刀刃等結(jié)構(gòu)方面受到磨損，在某些情況下影響到引伸計的標(biāo)距，因而需要針對引伸計的刀口進行及時的檢查和維修工作，必要時進行更換；引伸計的初始安裝狀態(tài)不符合相關(guān)規(guī)定，達不到一定標(biāo)準(zhǔn)；式樣在進行夾緊工作時受到附加載荷的影響。

（二）加荷速度影響到校準(zhǔn)的具體結(jié)果

通常情況下，應(yīng)用電子萬能試驗機，進行測試的項目都是彎曲強度和模量、拉伸強度和拉伸模量等方面。電子萬能試驗機在進行測試工作的過程中，通常都是由計算機進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集工作的，試驗力的閉環(huán)控制工作，對于電子萬能試驗機的整體效果具有重要影響。電子萬能試驗機在實際使用的過程中，運行的速度較快，因而當(dāng)驟然停止工作時，其自身的加荷速度將會影響到校準(zhǔn)工作的實際結(jié)果，誤差情況在所難免。電子萬能試驗機自身設(shè)定的橫梁速度也較快，對于校準(zhǔn)結(jié)果也會產(chǎn)生一定的不利影響。

三、萬能材料試驗機在定期檢定中存在的問題與原因分析

（一）檢定問題

在大量的實踐中，試驗機的檢定的測試中因為各個因素可以導(dǎo)致其檢測的誤差增加，進而影響其檢定的結(jié)論。其中問題多出在使用頻率較高或使用時間較長的設(shè)備中。在實際檢定中發(fā)現(xiàn)，試驗機在使用中量程范圍小時其誤差較小，而試驗量程增加接近最大時就會增加誤差而超過規(guī)范。在試驗檢定的時候規(guī)定，試驗機在外觀與安全性能上必須保證，并且在試驗機的工作臺上安裝標(biāo)準(zhǔn)測力計，調(diào)整試驗時儀器的指針歸零點和平衡砣，滿足規(guī)范后應(yīng)進行3次預(yù)壓，直至試驗機的刻度盤獲得最大應(yīng)力檢驗。然后連續(xù)對儀器進行3次測試，試驗載荷值，進行計算并獲得此試驗機的示值誤差、示值重復(fù)性誤差。但是在實際的檢定中采集到的首次試驗數(shù)據(jù)往往會超過此類型試驗機的規(guī)定誤差范圍，特別是每個刻度盤的最大量程會出現(xiàn)示值誤差。

（二）誤差出現(xiàn)的原因

針對問題，在檢定的過程中對出現(xiàn)問題的試驗機進行了分組測定與分析，通過最大量程點上事先進行測試，然后針對問題進行檢定，這樣就降低了誤差出現(xiàn)的幾率并提高了檢定的效率?？偨Y(jié)前面的試驗機的結(jié)構(gòu)與檢定過程，分析出現(xiàn)此類情況的原因有：操作因素，即在檢定的過程中因為具有經(jīng)驗的實驗員會根據(jù)自己的經(jīng)驗和理論計算，試驗力值接近最大量程的時候就會更換與之相應(yīng)的刻度盤，即大一級的刻度盤或大一級的試驗儀器，所以測量的時候活塞、測力活塞的工作總是不能達到最大的量程點，時間一長設(shè)備就會出現(xiàn)特定位置的磨損，在經(jīng)常使用的量程區(qū)域磨損大而大量程則磨損小，無形中影響了摩擦力的改變，因此，引起了大量程段的示值誤差；另外一點是因為量程范圍小，活塞不能達到最大量程段，使此位置的側(cè)壁出現(xiàn)了污染，或測力擺錘軸與測力活塞連桿之間出現(xiàn)凹槽污染，這樣就增加了摩擦力，因此，最大量程點的測力示值誤差顯示偏低。這就是造成檢定誤差的普遍因素。

四、結(jié)語

總而言之，在采用萬能試驗機進行材料的檢定時，因為不確定度的評定需要考慮眾多因素，并且計算以及分析過程非常復(fù)雜，這就要求檢定人員不斷的加強學(xué)習(xí)，并在實踐的過程中不斷積累經(jīng)驗，以此提高自身的專業(yè)技能水平和素質(zhì)水平。當(dāng)然，文章對萬能試驗機示值誤差不確定度的分析可能還存在不足，希望相關(guān)研究人員予以批評與指正。