拉伸试验的同轴度分析

　　1、问题提出

　　在进行金属材料弹性模量的测定时，我们有时会发现类似这样的情况，如图1(a)示，即在拉伸试验刚开始时，力一变形曲线初始部分较理论曲线失真，见图l。但是弹性模量的测定，以低碳钢为例，我们是通过其力一变形曲线在弹性范围内的斜率来测定计算的。如果计算时采样的点取在失真曲线上，势必会影响E值的准确性。所以我们有必要对这段失真曲线进行必要的研究，分析其产生原因和影响因素，并提出相应的解决办法以消除影响。

　　2试验设备和测试方法

　　2.2，试验设备和器材

　　采用程控方式绘制力一变形弹性回归曲线，验证胡克定律。程序设定为:

　　步骤1:位移控制Zlnln/min，至试验力巧kN

　　步骤2:位移控制一Zlnln/min，至试验力skN

　　步骤3:位移控制Zlnm/min，至试验力17kN

　　结束试验，试验机自动复位到原点。

　　为了更好地分析试验机的同轴度对测定弹性模量的影响，我们考虑了各种影响因素:包括试样材料、装夹随机影响、引伸计自身精度以及引伸计的装夹位置等因素，故采取限制变量法来进行试验，排除无关因素。

　　(l)在开始试验之前对引伸计系统的准确度进行标定，计算其误差范围，如果在标准范围之内的话就可以排除由引伸计自身精度引起的影响。

　　(2)在同样的实验条件和试验操作步骤下进行多种试样材料的试验来验证试样材料对力一变形曲线有无影响。本试验对低碳钢和硬铝两种材料的试样进行试验。

　　(3)试样一次装夹之后就不再取出，重复进行多次试验，可以排除装夹时的随机影响。

　　(4)通过多次装夹试验进行研究引伸计装夹位置的影响。本试验中分别对平行于万能试验机工作台平面的左右两方向以及垂直的前后两方向都做3次测试，并绘制每次的力一变形曲线图进行分析。

　　3试验结果及分析

　　3.1引伸计标定结果

　　引伸计按GB/T12160一2002的规定进行标定与分级，引伸计0~0.smm量程范围的标定数据及其处理结果见表1。

　　引伸计标定数据分析:按国家标准GB/T12160的规定，变形范围0至0.30mln的时，引伸计只计算其绝对误差;变形范围大于0.30llun计算其相对误差。该引伸计系统在O一0.3mm量程范围绝对误差一0.6pm一0.3协m之间;在0.35mm一0.3nun量程范围相对误差一0.20%~0.18%。由国标GB/T12160规定可知，该引伸计在0一0.5咖量程范围的准确度是0.5级别的，完全符合弹性模量的测定要求，即说明力一变形曲线失真与引伸计本身没有直接关系。

　　3.2弹性模量测定结果