影響電子強力機測試結果的主要因素是什么？

影響電子強力機測試結果的主要因素

: E& E7 F) D6 z2 n! e$ W

1.測力機構不同心

電子強力機的測力機構通常由傳感器，方向接頭或連桿，上、下夾具組成，就其機械系統本身而言，傳感器與方向接頭或連桿，方向接頭或連桿與上夾具，上夾具與下夾具之間必然存在同心問題。在拉伸試驗中，其相互之間的中心線以及試樣中心線會發生偏離，這時測力傳感器軸線方向所受到的拉力成為試樣所受到的拉力的軸向分力。由于紡織材料的伸長一般都較大，當測力機構各部件的軸線偏離較小時，偏心所造成的誤差均在紡織材料強力機測力精度的允許范圍內，對測力結果影響并不大。但是，偏心會使傳感器的應變體受到一個徑向力的作用。應變體的等截面筒體在彎曲力矩的作用下發生彎曲變形，引起傳感器的輸出發生變化而導致測量誤差(這一誤差應該引起充分注意)。整個測力機構的偏心由各部件的偏心誤差累積而成，因此，必須統一考慮其設計、加工和安裝精度，使測力機構的偏心誤差控制在最小范圍內。日常測試時，應盡量減少傳感器和夾具的安裝和拆卸，以避免對傳感器和夾具造成意外的損傷和變形，進而引起偏心測力誤差。

2.夾具的夾持力

在拉伸過程中，夾具對樣品的夾持力不足時，樣品會發生滑移(打滑現象)，導致測量誤差。測試時，樣品的打滑現象可以很容易觀察到。因此，這樣的誤差是完全可以避免的。但是，由于夾具對樣品的夾持力過大而造成的誤差卻不易被發現，而此誤差對測試結果的影響非常大。大量試驗結果表明，由此造成的誤差可達10％，有的甚至超過20％ ，遠遠超過紡織品測試誤差允許范圍，必須引起重視。

夾具夾持樣品時，如果夾具對樣品的夾持力過大，前后夾面閉合瞬間，對鉗口處的樣品產生剪力作用，使該處樣品纖維發生斷裂或部分斷裂，必然導致拉伸強力下降，從而產生測量誤差。誤差大小是由纖維的斷裂程度決定的，而纖維的斷裂程度又由夾具的夾持力決定。因此，控制夾具的夾持力即可控制由此引起的誤差。除了ASTM D5034／5紡織品斷裂強力和斷裂伸長試驗方法(抓樣法)／(條樣法)標準外，絕大多數測試方法都沒有對夾具夾持力的具體要求。由于所測的樣品厚薄不等，組織結構不同，夾具的夾持力必然不同。因此，操作者的經驗和應變能力將在一定程度上影響測試的精度。事實上，使樣品正好在拉伸時不發生滑移的夾持力為最佳。

3.預加張力

由電子強力機的工作原理可知，測試時，試樣的伸長量等于夾具的位移量，而試樣的伸長是指由于試樣受到拉力作用而發生的長度變化。通常，試樣只有受到拉力作用時才會沿著力的方向發生伸長，伸長量的測量應該從樣品開始受力起到樣品結束受力為止。由于紡織材料的柔韌性、試樣自重、夾具的機械性能，以及操作人員的操作技能等因素，在裝樣時，樣品實際被夾持的長度大于所設定的夾距。在拉伸的最初階段，夾具的位移并未使樣品受力，只是把試樣拉直，當試樣剛好開始受力時，夾具已經發生一段位移，而這段位移會被電子強力機默認記錄為試樣的伸長，因而引起測量誤差。事實上，其測得的伸長量是由兩部分組成：一部分是把試樣拉直所產生的位移；另一部分是試樣受力而產生的位移，而這部分位移才是試樣的實際伸長量，即測量值比實際伸長量要大。要減少和避免裝樣所引起的誤差，應解決試樣夾持距離與夾距不等的問題。

為了消除裝樣產生的誤差，在很多測試方法中都有預加張力的要求。即規定，裝樣時給試樣預先施加一個較小的張力，使其既不影響力值的測量，又可以使試樣剛好被平直地夾持住，同時也不產生受力伸長，或產生的伸長量極小可以忽略不計。

對于預加張力的大小，不同測試方法有不同的規定，一般有兩種：一種為固定的，如ASTM D5034-1995《紡織品的延伸和斷裂力的試驗方法(織物抓樣強力試驗)》中規定，所有被測樣品均為1．67 N；另一種則是根據被測樣品的克重(單位面積重量)分別給出不同的預加張力，如ISO 13934-1-1999《紡織品織物拉伸特性第1部分：用條樣法測定斷裂強力和斷裂伸長率》給出了三個力值：2 N、5 N、10 N。從消除誤差的效果來看，后一種方法更科學。雖然在理論上有了消除誤差的方法和依據，但在實際操作中仍存在一定的困難。對樣品施加預加張力最通常的方法是：先固定樣品上端，然后在樣品的下端夾一個重量值等于所施張力值的夾子或掛一個砝碼，再固定樣品的下端，這樣即可認為樣品被夾持的長度和設定的夾具相等，從而可以使試樣處于比較理想的測試狀態，避免誤差的產生。事實上，由于電子強力機機械結構的原因，無法在樣品的下端夾夾子或掛砝碼，這樣也就無法實現借助此方法達到消除誤差的目的。試驗時，有些操作人員用手拽的方式對試樣施加預加張力。該方法可以在一定程度上減少誤差的產生，但穩定性較差，因為用手直接對試樣加載預加張力，試樣每個部分的受力情況不一樣，每塊試樣受力情況也不一樣，每個試樣由此產生的誤差量也各異，不便于數據的統計和分析及對誤差的研究，因此，該方法是不合適的。

為了解決這一困難，在電子強力機附帶的相關應用軟件內，加入了預加張力的控制程序，即在設定試驗參數時，要求輸入規定的預加張力值，在試驗開始最初階段，橫梁以一個極低的速度運動，隨著位移的增加，試樣受到的負載也隨之增加。當負載增加到設定的預加張力時，橫梁才開始以設定的試驗速度拉伸試樣，而試樣伸長的測量也以這一點為起點，預加張力到達之前所發生的位移量則不被計算機記錄。這樣，就從技術的角度，把裝樣所帶來的測量誤差控制在最小范圍內。

通常測試方法中規定的預加張力都很小。一般紡織服裝材料由預加張力引起的伸長極小，相對于由拉伸強力引起的伸長而言可忽略不計。但是，對于初始模量很小的樣品(即對其作用一個很小的拉力也會產生較大伸長的樣品)，在試樣開始受力到預加張力剛好到達之前的階段內，試樣會產生一定的伸長量，這個伸長量是不被計算機記錄的，這樣測量時會丟失這部分伸長量，因此，測量值會比實際伸長量小。大量試驗結果顯示，由此而引起的誤差比較明顯。對此類樣品施加預加張力的大小有待進一步研究和探討。

當然，在測試過程中，影響測試結果的因素諸多，除了來自電子強力機的因素以外，還有樣品、測試環境和測試人員的因素，以及測試方法。