拉压试验机同轴度的检测

　　1　引言

　　试验机的同轴度是指试验机试样夹持装置在任意位置上和施加力的过程中,上、下夹头中心线与试验机的加力轴线间同轴的程度。

　　众所周之,材料拉伸试验试样承受正应力,而由于同轴度的影响会在试样上产生弯曲应力。弯曲应力根据试验条件和材料特性对试验结果会产生不同程度的影响。如果试验系统具有对中装置或材料的塑性流动可以消除弯曲应力,影响可能不会十分明显,但对于高刚度材料或测量弹性极限的需要限制了塑性流动条件及塑性值很小的V型槽应力集中试样,很小的不同轴度就会产生各种弯曲应力,进而对试验结果产生十分显著的影响。据国外有关报告介绍,在弯曲应变增加1倍时,钢螺栓拉力疲劳寿命降低40%~60%;在同样的应力条件下,仅仅将加载部件绕纵轴旋转360°,弯曲百分比就从8%变为43%,改变了5倍多。可见同轴度对有些试验的影响是至关重要的。

　　本文利用试验和计算的方法对试验机同轴度的检测进行了介绍。

　　2　轴向力作用下不同轴的原因及影响

　　拉伸试验过程中,产生不同轴的原因可分为三种情况:①试验机上、下夹头的中心线不重合;②试样中心线与上、下夹头中心线的一致对中性较差;③试样本身机械加工造成的不对称。通常情况下,系统不重合的这三种来源经常混合起来发生作用。

　　在压力试验中产生的不同轴与拉力试验是类似的,试验机压头和试样的不同方位都将使系统发生不重合现象。在对试样施加压力时,其配合表面设置与拉力试验是完全不同的。此时,另一个影响压力试验同轴度的原因是施加压力时试验机保持刚性的能力即整机系统的水平刚度。在对压力用试样进行系统重合对中时,最终遇到的问题可能就是试验机的不良水平刚度造成的。为了解决这个问题可以在压力载荷支撑部件之间使用一些位移计分析并表征位移特性,消除不良水平刚度对机器的影响。

　　3　试验机同轴度的检测

　　3.1　常规检测方法

　　在以往检测中,检测试验机同轴度有如下几种方式。

　　(1)选用足够长度和直线度的检验棒,装夹在试验机上、下夹头间,将两只百分表安装在检验棒上,检验试验机上、下夹头的同轴度;

　　(2)用象限水平仪检测检验棒的倾斜角度,检验上下夹头的同轴度;

　　(3)将检验用试样从中部切开,分别安装在上下夹头上,检测试样两部分的同轴度;

　　(4)将重锤自上夹头中心位置吊下,检测重锤与下夹头中心位置的偏离;

　　(5)用应变引伸计式同轴度自动检测仪检测试验机同轴度。

　　上述方法(1)—( 4)检测的是试验机几何同轴度,由于各种夹头及其连接环节间隙和对中调节的影响,与实际试验条件是有差别的。方法(5)是检测受力状态下的同轴度,与前四种方法相比,更接近实际试验条件,比较合理。电子式万能试验机、液压式万能试验机等产品国家标准中规定的也是此种检测方法,对于最大试验力在5kN以下的小吨位电子式万能试验机,由于受加工检测试样和装加引伸计的限制,标准规定按方法(4)检测。