拉力試驗(yàn)機(jī)是材料力學(xué)性能測(cè)試的基礎(chǔ)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于金屬、塑料、橡膠、復(fù)合材料等材料的拉伸、壓縮、彎曲等力學(xué)性能檢測(cè)。在拉伸測(cè)試中，試樣軸線與上下夾具中心線之間的同軸度是影響測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性的重要因素之一。當(dāng)同軸度偏差較大時(shí)，試樣在受力過(guò)程中除承受軸向拉伸外，還會(huì)產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力，導(dǎo)致測(cè)得的拉伸強(qiáng)度低于材料的實(shí)際值，斷裂伸長(zhǎng)率也可能出現(xiàn)偏差。GB/T 16491標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定，0.5級(jí)試驗(yàn)機(jī)的同軸度應(yīng)不超過(guò)12%，1級(jí)試驗(yàn)機(jī)應(yīng)不超過(guò)15%。本文將系統(tǒng)介紹拉力試驗(yàn)機(jī)同軸度的檢測(cè)方法、校準(zhǔn)流程及常見(jiàn)的偏差處理措施。

一、同軸度偏差的產(chǎn)生原因

同軸度偏差的產(chǎn)生原因主要包括兩個(gè)方面。一是機(jī)械結(jié)構(gòu)方面的原因，例如上下夾具在長(zhǎng)期使用過(guò)程中因碰撞或磨損導(dǎo)致的錯(cuò)位，傳動(dòng)絲杠長(zhǎng)期使用后的間隙增大導(dǎo)致橫梁移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生偏擺，以及夾具安裝時(shí)未進(jìn)行準(zhǔn)確對(duì)中。二是使用方面的原因，例如試樣裝夾時(shí)未沿軸向拉直，導(dǎo)致試樣在夾持時(shí)已經(jīng)存在初始彎曲，或者夾具鉗口磨損不均勻造成試樣兩側(cè)夾緊力不等，在受力初期即產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。對(duì)于長(zhǎng)期未進(jìn)行同軸度校準(zhǔn)的設(shè)備，偏差會(huì)隨使用時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸積累。

二、同軸度的檢測(cè)方法

同軸度檢測(cè)通常采用應(yīng)變式同軸度校準(zhǔn)棒或雙引伸計(jì)法兩種方式進(jìn)行。使用應(yīng)變式校準(zhǔn)棒時(shí)，將校準(zhǔn)棒兩端分別裝入上下夾具中，在施加較小預(yù)負(fù)荷（約為量程的1%至2%）后，讀取校準(zhǔn)棒表面四個(gè)方向（0°、90°、180°、270°）的彎曲應(yīng)變值。通過(guò)計(jì)算各方向彎曲應(yīng)變的極值差，可以得出同軸度偏差的數(shù)值和方向。雙引伸計(jì)法是在試樣兩側(cè)對(duì)稱安裝兩只引伸計(jì)，在彈性范圍內(nèi)均勻加載，比較兩側(cè)的應(yīng)變值差異，若兩側(cè)應(yīng)變差超過(guò)規(guī)定范圍，則表明存在彎曲應(yīng)力。該方法適用于對(duì)已安裝試樣的測(cè)試過(guò)程進(jìn)行同軸度驗(yàn)證，但精度相對(duì)較低。

三、同軸度偏差對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響程度

同軸度偏差對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響隨材料延伸率的不同而變化。對(duì)于脆性材料，同軸度偏差造成的附加彎曲應(yīng)力可能導(dǎo)致試樣在遠(yuǎn)低于真實(shí)強(qiáng)度的應(yīng)力水平下斷裂，測(cè)得的抗拉強(qiáng)度偏低15%至30%。對(duì)于延性材料，附加彎曲應(yīng)力會(huì)加速試樣表面的頸縮和裂紋萌生，導(dǎo)致斷裂伸長(zhǎng)率偏小。研究表明，同軸度偏差每增加5%，測(cè)得的拉伸強(qiáng)度約降低2%至5%。

四、同軸度的校準(zhǔn)方法

對(duì)于具有機(jī)械調(diào)校機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)機(jī)，可通過(guò)調(diào)節(jié)下夾具的位置調(diào)整螺母或墊片來(lái)修正偏差?，F(xiàn)代電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)可在軟件中進(jìn)行傳感器偏心修正，但物理對(duì)中仍是最根本的解決方式。校準(zhǔn)完成后需重新進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)試，確認(rèn)偏差已降至可接受范圍。同軸度校準(zhǔn)應(yīng)至少每年進(jìn)行一次，更換夾具或發(fā)生碰撞后也應(yīng)立即校準(zhǔn)。