Solução para o erro de ponto de rendimento da máquina de teste universal eletrônica

Devido à grande variedade de materiais e às diferenças de desempenho são muito grandes, a transição entre o estágio elástico e o estágio plástico é muito complicado. O desempenho do processo de transição do material é refletido por indicadores como estresse residual como indicadores do ponto de virada entre o estágio elástico e o estágio plástico do material. Entre eles, o ponto de rendimento e o estresse não proporcional são indicadores comumente usados. Embora o ponto de rendimento e o estresse não proporcional sejam indicadores do "ponto de virada" do estágio elástico e do estágio plástico do material de reação, eles refletem as características dos materiais com diferentes características do estágio de transição. Portanto, suas definições são diferentes, o método de obtenção é diferente e o equipamento necessário não é exatamente o mesmo. Portanto, o autor analisará esses dois indicadores separadamente. Este artigo analisa primeiro a situação do ponto de rendimento: a partir da descrição acima, pode -se observar que encontrar com precisão o ponto de rendimento é muito importante nos testes de propriedades mecânicas materiais. Em muitos casos, sua importância é ainda maior que o valor final de força do material (a força final é um dos indicadores necessários para as propriedades mecânicas de todos os materiais). No entanto, não é fácil obtê -lo com muita precisão em muitos casos. É restrito por muitos fatores, resumidos como:
1. O impacto dos acessórios;
2. O impacto dos links de teste e controle da máquina de teste;
3. o impacto do software de processamento de resultados;
4. A influência do nível teórico do testador, etc.
Cada um desses efeitos contém diferentes aspectos. A análise a seguir será realizada uma a uma. O impacto dos acessórios é uma alta probabilidade de tal impacto no teste, que se manifesta principalmente como fatores como derrapagem na parte de fixação da amostra ou a grande lacuna entre os vínculos de transmissão de certos valores de força da máquina de teste, e a probabilidade de aparecer em máquinas antigas é relativamente alta. Como a máquina usará após um período de uso, as partes móveis relativas causarão desgaste, o que reduzirá significativamente o coeficiente de atrito, que é intuitivamente manifestado à medida que os picos de escala dos grampos sendo suavizados e a força de atrito é bastante reduzida. Quando a amostra de teste é submetida a uma força de atrito estático, a amostra de teste desliza, resultando em rendimento falso. Se o valor do rendimento do teste usado no passado fosse normal, mas o valor do rendimento do teste agora foi significativamente menor e o fenômeno era particularmente óbvio em alguns materiais mais difíceis ou quebradiços, esse motivo geralmente deve ser considerado primeiro. Nesse momento, o equipamento precisa ser revisado no tempo, eliminar lacunas e substituir grampos.
2. Impacto da medição da máquina de teste e link de controle. O link de medição e controle da máquina de teste é o núcleo de toda a máquina de teste. Com o desenvolvimento da tecnologia, esse link adotou basicamente vários circuitos eletrônicos para obter medição e controle automáticos. Devido à profundidade do conhecimento automático de medição e controle, estrutura complexa e princípios opacos, uma vez que não for considerado no design do produto, terá um sério impacto nos resultados e é difícil analisar os motivos. Os principais pontos para obter pontos de rendimento do material são os seguintes:
1. A faixa de frequência do amplificador do sensor é muito estreita. Como os elementos de detecção de valor de força usados ​​na máquina de teste são basicamente sensores de carga ou sensores de pressão, e ambos os tipos de sensores são pequenos tipos de saída de sinal analógicos, a amplificação do sinal deve ser realizada durante o uso. É sabido que, em nosso ambiente, existem vários sinais de interferência eletromagnética que são acoplados ao sinal de medição através de muitos canais diferentes e são amplificados juntos, resultando no sinal útil sendo inundado pelo sinal de interferência. Para extrair sinais úteis dos sinais de interferência, um filtro passa-baixo é geralmente fornecido no amplificador de acordo com as características da máquina de teste de material. Definir razoavelmente a frequência de corte do filtro passa-baixo e limitar a faixa de frequência do amplificador a um intervalo apropriado pode melhorar bastante o desempenho de medição e controle da máquina de teste. No entanto, na realidade, as pessoas geralmente olham para a exibição estável de dados, ignoram a autenticidade dos dados e definem a frequência de corte do filtro muito baixa. Dessa forma, ao filtrar os sinais interferentes, os sinais úteis são frequentemente filtrados. Na vida cotidiana, os dados de nossas escalas eletrônicas comuns são muito estáveis. Uma das razões é que sua banda de frequência é muito estreita e os sinais de interferência não podem passar. A razão para esse design é que a escala eletrônica pesa o sinal de estado estacionário, e o processo de transição da pesagem não está preocupado, enquanto o testador de material mede o sinal dinâmico e seu espectro é muito amplo. Se a banda de frequência for muito estreita, o sinal em frequências mais altas será atenuado ou filtrado, causando distorção. Essa distorção não é permitida quando o rendimento é refletido na situação em que o valor da força flutua para cima e para baixo várias vezes. Quanto às máquinas de teste de materiais universais, o autor acredita que essa faixa de frequência deve ser maior que 10Hz e atingir 30Hz. Na prática, às vezes, embora a faixa de frequência do amplificador chegue a esse intervalo, as pessoas geralmente ignoram a largura de banda do conversor A/D, para que a largura de banda real seja menor que a largura de banda. Pegue o AD7705, AD7703, AD7701, etc. Selecionado com os sistemas de aquisição de dados de muitas máquina de teste são usados ​​como exemplos. Quando o conversor A/D está em execução em "Taxa de dados de saída 4KHz", seu circuito de processamento de entrada analógico atinge uma largura de banda de frequência de 10Hz. Ao operar na taxa de dados de saída de 100Hz comumente usada pela máquina de teste, a largura de banda real de seu circuito de processamento de entrada analógica é de apenas 0,25Hz, o que perderá muitos sinais úteis, como flutuações no valor de força do ponto de rendimento. Obviamente, nenhum resultado correto dos testes pode ser obtido usando esse circuito.
2. A taxa de aquisição de dados é muito baixa. Atualmente, a aquisição de dados de sinais analógicos é alcançada através do conversor A/D. Existem muitos tipos de conversores A/D, mas a maioria deles é ∑-△ Tipo A/D conversores usados ​​na máquina de teste. Esse tipo de conversor é flexível em uso e a taxa de conversão pode ser ajustada dinamicamente, o que pode não apenas alcançar a conversão de alta e baixa precisão, mas também alcançar uma conversão de baixa e alta precisão. Como o requisito da taxa de aquisição de dados não está muito alto na máquina de teste, geralmente pode atender aos requisitos atingindo dezenas a centenas de vezes por segundo, portanto, uma taxa de conversão mais baixa é geralmente usada para obter maior precisão de medição. No entanto, em alguns fabricantes, não é aconselhável reduzir a velocidade de amostragem muito baixa, a fim de buscar uma resolução de amostragem mais alta e a estabilidade de dados extremamente alta. Porque quando a velocidade de amostragem é muito baixa, os sinais de mudança de alta velocidade não podem ser coletados com precisão em tempo real. Por exemplo, no teste de desempenho dos materiais metálicos, o sinal muda quando o material produz e o valor da força flutua para cima e para baixo, de modo que os pontos de rendimento superior e inferior não podem ser calculados com precisão, resultando na falha do teste, e o resultado é que a melancia é perdida e as sementes de gergelim são coletadas.
Então, como julgar a largura de banda de um sistema e a taxa de amostragem?
Estritamente falando, isso requer que muitos funcionários dedicados do HY-1080 o concluam. Mas através do método simples introduzido abaixo, pode ser feito um entendimento qualitativo. Quando a resolução de amostragem de um sistema atinge mais de uma dezenas de milhares, e os dados de exibição ainda não flutuam ou os dados de exibição têm uma histerese significativa, pode -se basicamente determinar que sua banda de passagem é muito estreita ou a taxa de amostragem é muito baixa. A menos que em ocasiões especiais (como calibradores de alta precisão que calibram a precisão do valor de força da máquina de teste), eles não estão disponíveis na máquina de teste.
3. O método de controle é usado incorretamente para abordar a relação entre estresse e tensão quando o material produz (quando ocorre o rendimento, o estresse permanece inalterado ou flutua para cima e para baixo, enquanto a tensão continua aumentando). O modo de controle recomendado pelo padrão nacional é o controle constante de tensão, enquanto o modo de controle de estágio elástico antes do rendimento ocorre é o controle de estresse constante, o que é difícil de concluir na maioria das máquinas de teste e em um determinado teste. Como requer alterar o modo de controle quando o fenômeno de rendimento ocorre pela primeira vez, e o objetivo do próprio experimento é exigir o ponto de rendimento, como um resultado desconhecido pode ser usado como condição para alternar o controle? Portanto, na realidade, o mesmo modo de controle é geralmente usado para concluir todo o experimento (mesmo que diferentes modos de controle sejam usados, é difícil alternar no ponto de rendimento superior e você geralmente optará por ir um pouco à frente). Para máquinas de teste que usam controle de deslocamento constante (controle de velocidade), uma vez que a taxa de tensão do material no estágio elástico é proporcional à taxa de deformação, desde que a velocidade de teste apropriada seja selecionada, o controle de velocidade pode ser compatível com os requisitos de característica de controle dos dois estágios ao longo do processo. No entanto, para máquinas de teste com apenas um modo de controle de força, se a máquina de teste responder muito rapidamente (esse é o objetivo que o esforço de controle automático deseja alcançar), o tempo de processo para o rendimento será muito curto. Se a velocidade de aquisição de dados não for alta o suficiente, o valor do rendimento será perdido (o motivo 2 foi explicado) e o excelente desempenho de controle se tornará a causa dos erros. Portanto, não selecione um único modo de controle de carga ao selecionar a máquina de teste e o método de controle.
3. Efeito do software de processamento de resultados. A maioria das máquinas de teste de produção atual está equipada com diferentes tipos de computadores (como PCs, microcontroladores etc.) para concluir vários tipos de testes de dados definidos pelo padrão ou pelo usuário. Houve um grande progresso em comparação com o método gráfico amplamente adotado no passado. No entanto, devido ao atraso dos padrões, a definição parcial original parece não estar clara. Conforme definido pelo ponto de rendimento, o HY-20080 explica, sem explicação quantitativa, ele não é adequado para as necessidades do processamento automático do computador. Isso causa:
1. As respectivas configurações das condições de julgamento são definidas em termos de ponto de rendimento (tomando GB/T2228-2002 como exemplo) padrão: "Força de nível: quando o material metálico exibe um fenômeno de rendimento, o ponto de tensão em que a deformação plástica ocorre sem o aumento da força durante o período de teste deve ser distinguida entre a força de rendimento superior e a menor resistência.
Força de escoamento superior: a tensão antes que a amostra seja rendida e a força cai pela primeira vez.
Menor resistência ao escoamento: durante o período de rendimento, a tensão no efeito instantâneo inicial é ignorado. ”
Essa definição geralmente não era questionável ao usar métodos gráficos no passado, mas hoje causou problemas ao usar computadores para processar dados.
* Pergunta sobre a força de escoamento: como entender "a deformação plástica ocorre sem aumentar a força (mantenha constante)"? Devido à existência de várias fontes de interferência, mesmo que o valor da força do material seja realmente constante durante o estágio de rendimento (isso é impossível), os dados coletados pelo computador não permanecerão constantes. Isso requer um intervalo de flutuação de dados permitido. Como o padrão nacional não é definido, cada fabricante da máquina de teste deve defini -lo por si só. Devido à inconsistência das condições, os resultados obtidos diferirão naturalmente.
＊ Pergunta sobre a força de escoamento superior e inferior: se o material tiver um ponto de rendimento superior e inferior, haverá inevitavelmente as flutuações para cima e para baixo no valor da força, mas qual é a amplitude dessa flutuação? O padrão nacional não foi explicado. Se a escolha for muito pequena, a interferência pode ser perdida como pontos de rendimento superior e inferior. Se o resultado for muito grande, alguns pontos de rendimento superior e inferior podem ser perdidos. Atualmente, para resolver esse problema, todos os fabricantes pensaram em muitas soluções, como classificar a "banda de erro" e a "amplitude da volatilidade" de acordo com os materiais, que podem resolver a maioria dos problemas de uso. No entanto, pesquisas sobre materiais incomuns e materiais novos ainda não podem resolver o problema. Para esse fim, alguns fabricantes projetam "banda de erro" e "amplitude de volatilidade" como parâmetros definidos pelo usuário, que teoricamente resolvem o problema, mas apresenta requisitos extremamente altos para os usuários.
2. Qual é o mal -entendido do "efeito instantâneo inicial" na definição do ponto de rendimento abaixo? Como aconteceu e todos os experimentos existiram? Os padrões nacionais para essas questões não foram explicados. Portanto, ao perseguir a força de escoamento, a maioria dos casos é perdida. Depois de revisar as informações de várias fontes, o autor aprendeu que o "efeito instantâneo inicial" é um fenômeno exclusivo da produção precoce de máquinas de teste que medem a força através dos pêndulos, e o motivo é a influência do efeito da "inércia". Como nem todas as máquinas de teste têm um efeito instantâneo inicial, você não pode perder todos os pontos de pico mais baixos ao obter os resultados. Mas, de fato, os procedimentos de processamento de máquina de teste da maioria dos fabricantes perderam um ponto de pico.
4. O impacto do pessoal do teste Quando o equipamento de teste foi determinado, a qualidade dos resultados dos testes depende inteiramente da qualidade abrangente do pessoal do teste. Atualmente, a qualidade abrangente dos operadores de máquinas de teste de materiais em meu país geralmente não é alta, e seu conhecimento profissional e nível teórico geralmente faltam. Além disso, o surgimento contínuo de novos conceitos e novos termos dificulta a adaptação às necessidades dos testes de material. Os seguintes problemas geralmente ocorrem na determinação da força de escoamento do material:
1. Confundem o estresse e o rendimento não proporcionais. Embora o estresse e o rendimento não proporcionais sejam indicadores do estado de transição do estágio elástico e do estágio plástico do material de reação, os dois são essencialmente diferentes. O rendimento é as propriedades inerentes ao material e o estresse não proporcional é calculado por condições especificadas artificialmente. Quando há um ponto de rendimento no material, não há necessidade de obter estresse não proporcional. Somente quando o material não possui um ponto de rendimento claro é o estresse não proporcional. Alguns testadores não entenderam isso profundamente, pensando que o ponto de rendimento, o rendimento superior, o menor rendimento e o estresse não proporcional existem para cada teste, e todos eles precisam ser obtidos.
2. Tomando a tendência do rendimento descontínuo como padrão nacional com um ponto de rendimento, ressalta que, quando a deformação continua a ocorrer, enquanto a força permanece inalterada ou flutua, é chamado de rendimento. No entanto, esse fenômeno ocorre em alguns materiais. Embora a deformação continue a ocorrer e o valor da força continue aumentando, o aumento do valor da força ocorre de grande a pequeno e depois para grande. De uma curva, é um pouco como uma tendência a ceder e não atende à definição de valor de força constante durante o rendimento. Como mencionado na terceira categoria de influências, como não há regulação quantitativa do índice sobre a condição de "valor de força constante", geralmente surgem debates sobre se esse fenômeno está cedendo e como obter valor de rendimento.http://www.hssdtest.com/