試驗機與變形測量

對於(yu) 靜態試驗機，從(cong) 其產(chan) 生到今天始終在解決(jue) 兩(liang) 個(ge) 問題：試驗力的準確測量；試樣變形的準確測量。相對於(yu) 金屬試驗，試驗力的測量現在基本解決(jue) 。然而變形的測量仍然受製於(yu) 很多環節。

國內(nei) 早期的度盤式試驗機（無論是機械式還是液壓式）對試驗力的測量雖然存在著分辯力差、精度不高、量程窄，但是基本上還是滿足部分金屬材料的抗拉強度、屈服強度、斷後伸長率的測量。但是機械傳(chuan) 動繪製曲線的方式對於(yu) 金屬材料彈性段的記錄是不可能準確的，所以對於(yu) 楊氏模量、規定非比例延伸強度、最大力伸長率、殘餘(yu) 延伸率、屈服點延伸率等係列的值求取是不準確或不可能的。

那麽(me) ，變形的準確測量究竟有何重要意義(yi) ？影響變形的測量有哪些主要因素呢？檢驗、試驗的工作是為(wei) 生產(chan) 需要服務的，當我們(men) 在了解實際生產(chan) 需要後，就會(hui) 對GB/T 228－2002中定義(yi) 的一些參數有著深刻的理解，而恰恰這些參數基本上都對試樣變形的測量有著明確的要求。汽車車身的成型需要多次的衝(chong) 壓，那麽(me) 如何確定汽車薄鋼板經過多次衝(chong) 壓後仍能具備相應的強度？如何確定衝(chong) 壓過程中平麵和弧麵部位不開裂、而且強度符合要求呢？標準中規定的n值、r值試驗方法明確地給予了回答。而n、r值的準確求取依賴於(yu) 試樣的軸向變形和徑向變形的準確測量。在工程上諸如鋼結構橋梁、高層建築對安全有非常嚴(yan) 格的要求，因此涉及到鋼材、岩石地基材料等對承載下的材料和結構變形有著明確的規定。具體(ti) 到萬(wan) 能試驗機試驗領域，對鋼材強度、規定非比例延伸強度、規定總延伸強度；對岩石的抗壓強度、抗壓彈性模量都是必須定量測試的參數，而這些參數的求取對試樣變形的測量都有著特定的要求。
       

思考上述應用的實例我們(men) 可以分析到：對於(yu) 很多領域使用的金屬、非金屬材料，由於(yu) 安全使用或運行的需求，考察這些材料性能主要集中在微變形階段，也就是我們(men) 所說的彈性階段內(nei) 的一係列參數求取。而這些材料的考察變形通常都在0.01mm以內(nei) ，甚至更小。於(yu) 是就回到我們(men) 說的第二個(ge) 問題：影響變形測量有那些因素？或者說如何能保證微變形測量的可靠和準確呢？

毫無疑問：試驗機移動橫梁的結構間隙、試樣的夾持受力變形相對需要測量的變形值而言簡直百倍千倍的會(hui) 係統誤差，電子引伸計、應變片的使用排除試驗機結構間隙和夾持變形的幹擾，直接測試試樣的局部變形，極大提高了測量的真實有效性。但是相應的測量控製技術同樣很大程度影響變形的測量。負荷加載的均勻性、加載的時間控製、測控係統的分辯力水平、采樣頻率的高低都與(yu) 變形的準確材料密不可分。這裏始終要注意的是：材料這段性能的分析需要試驗力加載控製、變形測量（或控製）所一一對應的相關(guan) 數據，並不是有非常合適的變形測量裝置或儀(yi) 器就會(hui) 測得精準的結果。


變形測量的準確性還與(yu) 相關(guan) 環境互為(wei) 製約。比如：測量碳纖維變形、測量玻纖絲(si) 的變形等因試樣的特點不得不選用高分辨率的非接觸式引伸計；高溫試樣環境下的拉伸、壓縮變形測量需要專(zhuan) 門的裝置。實際應用中涉及變形測量的環節很多，有很多微觀的，也有部分宏觀大變形的。在這裏隻是拋磚引玉地發表一點自己的體(ti) 會(hui) ，希望能引來大家對材料變形測試的共同探討。