材料测试中的试样对准

试样对准在材料测试中起着至关重要的作用。如果样品在测试前或测试过程中没有正确对准，测试结果的准确性和可靠性将直接受到影响，并且根据所采用的方法，结果可能不可接受。这篇文章涵盖了试样不对准对测试数据的影响，轴向不对准的主要原因，以及提高机械测试装置中对准精度的方法。

理想的对齐当顶部和底部测试夹具与力的方向、加载序列和彼此在一条直线上时发生。此外，试样必须夹在顶部和底部夹爪之间的同一中心线。下图显示了测试设置:(1)对准拉伸试样，(2)试样处于倾斜位置，(3)试样在握把之间偏离中心。

拉伸试样对准

试样错位如何影响测试结果?

试件错位是指试件在加载方向和轴向上的错位。当试样没有正确对准时，在测试过程中，在施加的力和试样轴之间会发生弯矩。测试数据包括附加的弯曲应变叠加在轴向应变上。由于在每次测试中不以相同的方式发生校准，因此获得的结果通常会因测试而异。

在广泛的机械测试和疲劳测试活动中，错位是公认的。许多标准测试方法接受基于%弯曲或应变振幅的结果，并指定可接受的%弯曲。然而，在某些测试情况下，弯矩会显著影响最终测试结果，必须采取措施确保精确对准。

错位是如何发生的?测试设备

测试机器在顶部和底部握把中心线位置之间可能有偏差。ASTM E1012指出，0.03至3.18毫米(0.001至0.125英寸)或更大的偏差在标准范围内。此外，应该预期，测试机器框架可能会成为不对准连续负载应用了数月和数年。

测试夹具和夹具安装在测试框架上，使用各种联轴器，包括螺纹和非螺纹组件，球面阀座和万向节也可能影响对准精度。

试样

试件通常在+0.05至+0.25 mm(+0.002至+0.010英寸)的公差范围内加工。虽然这是标准公差范围，但在某些测试场景中，这些公差可能会导致对准不良。此外，试样的设计，如长度和长径比，直接影响对准精度。

测试设置

万能试验机允许在各种负载方向上进行测试，并适应各种测试夹具和夹具的使用。为拉伸测试选择的测试装置可能包括拉伸楔形夹具，液压夹具，手动虎钳或气动夹具。此外，如果进行高温或低温测试，系统将包括一个环境室。

如果试样从握把上滑落，就会出现不对中现象。也有夹具在室温测试中成功夹紧试样的情况，但在高温测试时，由于不对准引起的弯曲应变而发生滑移和数据倾斜。

对准夹持解决方案

GW-XT楔形握把

某些握把设计允许自动样品校准。某些高容量楔形握把都提供了一个门和曲柄柄，以确保样品在抓地力颚。试样首先被插入握把之间。在拧紧钳口之前，必须关闭门，门闩必须固定，至少75%的试样放置在钳口内。

偏心滚轮握把

自紧偏心滚轮握把均提供对称设计。

对齐的手指

手动虎钳钳对准手指

其他拉伸握把设计带有可选的对齐手指。对准指是金属插入物，样品可以放置在其上，以方便样品对准以及快速插入和更换样品。

平移和角度对准耦合

小试样用带对准指的疲劳握把

我们设计了夹持角对准联轴器，确保试样完全垂直于夹持钳口平面。这种设计现在通常用于避免疲劳试验、小试样试验和环境室试样试验中的不对中。将合并的对准手指插入，对准并收紧到握把面，然后在标本精确对准后取出。

如何检测不对准?

• 严重错位的标本在握紧标本后肉眼可见。
• 如果结果不像预期的那样，并且与不对准有关，则可以在安装后在夹爪面之间标记样品，以分析是否以及在何处发生了不对准。
• 数字图像处理系统可用于在测试装置中观察试样的行为，并根据需要进行校正。
• 弹性应变在两个或两个以上的位置，大约在一个试样的周长恒定应力加载可以测量，以检测是否偏差影响结果。如果应变值不同，试样对准可能会断开。
• ASTM国际开发了ASTM E1012验证测试机器、相关部件和测试样品的校准，以满足在校准很重要的条件下需要施加拉伸或压缩力的要求。

ASTM E1012校准验证

ASTM E1012是为了验证试样在拉伸和压缩载荷下的对中而制定的。需要校准试样和应变计传感器来验证测试设备的校准。应变片必须安装在校准试样上，然后加载多次以提供弯曲应变数据进行比较。

ASTM E1012是一个复杂的标准，应该详细审查。有关更多信息，请单击在这里。