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蘇州科準(zhǔn)測(cè)控有限公司
中級(jí)會(huì)員 | 第4年

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造成力學(xué)測(cè)試鏈中的不確定度的原因有哪些?怎么解決?

時(shí)間:2022/8/24閱讀:1309
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最近搜集了一下大家私信問(wèn)得比較多的問(wèn)題,大部分都是關(guān)于拉力試驗(yàn)機(jī)力學(xué)測(cè)試的。不少朋友都想知道,拉力試驗(yàn)機(jī)力學(xué)測(cè)試鏈中不確定度是什么原因造成?力學(xué)測(cè)試鏈中不確定度怎么解決?為了解決朋友們的疑惑,今天【科準(zhǔn)測(cè)控】小編帶你一一揭曉!

 

首先不確定度是在力學(xué)測(cè)試中需要考慮的諸多變量之一。不確定度源于各種因素的組合,包括可能影響試驗(yàn)結(jié)果的錯(cuò)誤。盡管許多錯(cuò)誤可能是累積的,但只要變量是可以預(yù)測(cè)的,那么試驗(yàn)測(cè)量值仍然是正確的。

 

沒(méi)有復(fù)雜的不確定度計(jì)算,下文從常見(jiàn)的力學(xué)試驗(yàn)情況出發(fā),舉例說(shuō)明了如何確認(rèn)力學(xué)測(cè)試中的不確定度。例如,假設(shè)體重秤的指示準(zhǔn)確度為±1N。如果一個(gè)人體重100N,那么可以預(yù)測(cè)他的真實(shí)體重在99 N和101N之間。

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                   科準(zhǔn)測(cè)控材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)


不確定度的重點(diǎn)

重點(diǎn)是必須考慮測(cè)試鏈中的每一個(gè)環(huán)節(jié)從而得出不確定度對(duì)于最終結(jié)果的影響。

 

測(cè)力儀:

測(cè)力儀是測(cè)量過(guò)程的核心。在力學(xué)測(cè)試中,用戶必須了解測(cè)力儀的參數(shù),這一點(diǎn)很重要。這些參數(shù)可以分為 兩類:一類是帶有±公差的測(cè)量不確定度,另一類是測(cè)量的確定度,即測(cè)量值超過(guò)一定范圍的條件,例如工作溫度、最小/最大力值范圍等。

 

工裝、聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)接頭和夾具:

選擇特定的轉(zhuǎn)接器來(lái)實(shí)現(xiàn)固定、夾緊、推拉試樣等動(dòng)作是不確定度變量方程中需要考慮的因素。夾緊面選擇不當(dāng)可能會(huì)扯裂或撕裂試樣,而使用不合適的對(duì)準(zhǔn)技術(shù)則會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成負(fù)面影響。

 

人為因素:

一個(gè)簡(jiǎn)單的原因,人類不可能與機(jī)器一樣能夠一直保持準(zhǔn)確和穩(wěn)定,因此用戶需要確保擁有可靠的程序、流程和工具,以盡量減少偏差。當(dāng)試驗(yàn)人員狀態(tài)好的時(shí)候,試驗(yàn)結(jié)果可能不錯(cuò),而當(dāng)他們狀態(tài)不好的時(shí)候,試驗(yàn)結(jié)果可能會(huì)很糟糕,所以有必要對(duì)此實(shí)施控制,以免由于操作員狀態(tài)的好壞而影響試驗(yàn)結(jié)果。

 

環(huán)境:

振動(dòng)、溫度、濕度和靜電也可能影響試驗(yàn)結(jié)果。

 

試樣制備

如果試樣大小不一,那么試驗(yàn)結(jié)果就會(huì)存在不確定性。

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啞鈴狀制樣機(jī)

測(cè)力儀

在進(jìn)行力學(xué)測(cè)試的時(shí)候,必須確保試驗(yàn)不超過(guò)特定測(cè)試儀的設(shè)定參數(shù)和能力范圍。測(cè)試儀規(guī)格的第1部分提供了以下信息,供預(yù)測(cè)不確定度之用:

 

任何帶有(±)公差的參數(shù)都表示測(cè)量值存在不確定度。如果試樣在1000N時(shí)斷裂,并且不確定度是±10N,那么用戶應(yīng)假設(shè)測(cè)量的力值在990和1010N之間。

 

測(cè)試儀規(guī)格第2部分需要考慮的是通過(guò)/失敗或繼續(xù)/停止的狀態(tài)。例如,如果測(cè)試儀的建議工作溫度在華氏41和95度之間,而測(cè)試儀剛好在這個(gè)規(guī)定溫度范圍以外工作,那么這并不是一個(gè)不確定度的問(wèn)題,而是明顯的無(wú)效結(jié)果,是不合格或停止?fàn)顩r。

 

工裝、聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)接頭和夾具

工裝、聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)接頭和夾具的錯(cuò)位和間隙是力學(xué)測(cè)試中的兩個(gè)最大敵人。錯(cuò)位,有時(shí)稱為“側(cè)向加載"或“偏移/偏 心加載",會(huì)影響載荷傳遞的準(zhǔn)確度。載荷傳遞的角度或不垂直度越大,誤差度也會(huì)越大。

 

最終目標(biāo)是讓上、下轉(zhuǎn)接頭相互對(duì)中,從而使載荷傳遞保持在一條直線上。少量偏移不一定會(huì)影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確度,但用戶應(yīng)始終向測(cè)力儀制造商確認(rèn)設(shè)備的偏移加載誤差。


夾具是產(chǎn)生試驗(yàn)不確定度的另一個(gè)因素。夾具選擇不當(dāng)可能會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。如果夾具對(duì)試樣而言?shī)A力過(guò)大,可能會(huì)導(dǎo)致試樣夾緊面邊緣過(guò)早破裂,如果夾力過(guò)小,則可能導(dǎo)致試樣在夾具內(nèi)打滑。夾緊面的粗糙度不當(dāng)也可能導(dǎo)致打滑。

 

測(cè)試多種多樣的材料時(shí),建議用戶對(duì)不同的潛在試驗(yàn)場(chǎng)合進(jìn)行驗(yàn)證,以找到適合材料的試驗(yàn)場(chǎng)合,當(dāng)然,同時(shí)盡可能減少更換夾緊面的次數(shù)。如果試樣始終無(wú)法正確對(duì)準(zhǔn),則使用萬(wàn)向接頭或壓力球可能是最hao的選擇。

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                            工裝、轉(zhuǎn)接頭圖


人為因素

操作員也是不確定度鏈的一個(gè)重要組成部分。這就是人為因素。盡量減少由于操作員表現(xiàn)導(dǎo)致的不確定度的最佳控制方法是,為操作員提供一套他們不得更改的參數(shù)。軟件保護(hù)可通過(guò)設(shè)置密碼防止操作員訪問(wèn)重要的機(jī)器設(shè)置和試驗(yàn)數(shù)據(jù)。硬件保護(hù)包括提供可確保使所有試驗(yàn)一致的夾具。

 

當(dāng)試樣在夾具內(nèi)的位置松動(dòng)時(shí),將產(chǎn)生不確定度。其中一個(gè)解決方案是以帶有對(duì)中標(biāo)記的氣動(dòng)夾具替代機(jī)械夾具,以確保試樣定位的一致。相對(duì)于機(jī)械夾具,氣動(dòng)夾具也能更好地控制夾緊壓力。

 

環(huán)境

環(huán)境也在不確定度鏈中扮演了一個(gè)關(guān)鍵的角色。通過(guò)使用橡膠緩沖(振動(dòng))、環(huán)境控制(溫度/濕度)以及正確的接地 方式(靜電放電或 ESD),可以對(duì)諸多環(huán)境因素實(shí)施控制。

 

試樣制備

試樣的制備必須一致,這一點(diǎn)至關(guān)重要。切割、加工、手工制備等都是不確定度鏈需要考慮的因素。試樣制備不良會(huì)導(dǎo)致不可預(yù)知的試驗(yàn)結(jié)果。模具和模板是其中一些可確保試樣一致性、盡量減少試樣間差異的工具。但如果試樣制備不當(dāng),那么力學(xué)測(cè)量將會(huì)偏差,導(dǎo)致更大的不確定度。

 

結(jié)論

只要能夠提前確定各種試驗(yàn)因素,就能正確預(yù)測(cè)力學(xué)測(cè)試的不確定度因素,同時(shí)

做出正確的規(guī)劃。然而,組成不確定 度鏈的各個(gè)元素都需要檢查,包括測(cè)力儀、工裝、聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)接頭和夾具;人為因素、環(huán)境和試樣制備。

 

技術(shù)提示

測(cè)力儀是測(cè)量過(guò)程的核心。在力學(xué)測(cè)量期間,用戶必須了解測(cè)力儀的參數(shù),這一點(diǎn)很重要。 在不確定度變量方程中需要考慮選擇特定的轉(zhuǎn)接頭來(lái)實(shí)現(xiàn)固定、夾緊、推拉試樣等動(dòng)作。確保您具有可靠的程序、流程和工具,以盡量減少偏差。

 

以上就是【科準(zhǔn)測(cè)控】小編帶來(lái)的關(guān)于造成力學(xué)測(cè)試鏈中的不確定度的原因以及力學(xué)測(cè)試鏈中的不確定度的解決方案了。經(jīng)過(guò)詳細(xì)的解答,相信大家已經(jīng)很清楚了吧??茰?zhǔn)技術(shù)團(tuán)隊(duì)整理了更多關(guān)于試驗(yàn)的專業(yè)知識(shí),例如:力學(xué)測(cè)試鏈中不確定度怎么算,力學(xué)測(cè)試鏈中不確定度的定義,力學(xué)測(cè)試鏈中不確定度的含義等,如果你也有興趣,歡迎給我們留言!






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