材料力學(xué)性能測(cè)試中，關(guān)于材料變形的測(cè)量，使用的最多的傳感元件就是應(yīng)變片式引伸計(jì)。這種引伸計(jì)的規(guī)格也很多，一般按其標(biāo)距和測(cè)量范圍來(lái)區(qū)分。例如，北京鋼鐵研究總院生產(chǎn)的2510引伸計(jì)，其標(biāo)距是25mm，測(cè)量范圍是10%（2.5mm）。Kor熱處理技術(shù)網(wǎng) — 熱處理行業(yè)的超級(jí)智庫(kù) CHTE 最全的熱處理技術(shù)信息網(wǎng)站 熱處理技術(shù)網(wǎng) CHTE
對(duì)于不同的試驗(yàn)對(duì)象，不僅應(yīng)選用不同規(guī)格的引伸計(jì)，也還有一些相應(yīng)的使用技巧。這主要是針對(duì)目前大量使用的低檔試驗(yàn)機(jī)總結(jié)出來(lái)的。
1.材料非比例屈服強(qiáng)度的測(cè)量
一般金屬材料這兩個(gè)參數(shù)的測(cè)量都在1%左右變形下完成。為了提高測(cè)量精度，就應(yīng)選取較小（例如2%）變形測(cè)量范圍的引伸計(jì)。如果沒(méi)有這么小規(guī)格的引伸計(jì)也沒(méi)有關(guān)系，使用5%或10%變形范圍的引伸計(jì)只要以其2%的變形范圍作為滿量程進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)定，確定其精度滿足使用要求就可以使用。事實(shí)上，一些相關(guān)測(cè)試軟件就是把一個(gè)引伸計(jì)分成大、小幾個(gè)變形測(cè)量范圍，經(jīng)標(biāo)定后當(dāng)成幾個(gè)不同規(guī)格引伸計(jì)來(lái)使用的。
2.材料彈性模量的測(cè)量
引伸計(jì)的選用與測(cè)量材料的非比例屈服強(qiáng)度基本相同。只是在標(biāo)定和使用時(shí)更要仔細(xì)。其一，標(biāo)距必須準(zhǔn)確。標(biāo)定時(shí)和使用時(shí)的標(biāo)距誤差將直接對(duì)應(yīng)造成測(cè)量的誤差。其二，引伸計(jì)的穩(wěn)定性必須良好。有些引伸計(jì)在正常標(biāo)定時(shí)完全滿足精度要求，但停留在測(cè)量范圍內(nèi)某一點(diǎn)時(shí)就會(huì)有漂移，嚴(yán)重影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度（當(dāng)然這其中也可能是放大電路的穩(wěn)定性不好）。其三，環(huán)境溫度必須穩(wěn)定，不要用工作臺(tái)燈近距離照射試棒，熱變形絕對(duì)不可忽視。其四，不可有彎曲應(yīng)變混雜其中，否則將嚴(yán)重影響測(cè)試結(jié)果，必要時(shí)需要使用平均應(yīng)變測(cè)量引伸計(jì)。其五，試棒的加工質(zhì)量不可忽視。如果測(cè)量標(biāo)距內(nèi)材料有加工殘余應(yīng)力，那么本應(yīng)是線彈性的力——變形曲線，就會(huì)由于存在殘余拉應(yīng)力的部分材料先期進(jìn)入屈服狀態(tài)，從而就會(huì)改變測(cè)試曲線的斜率，這也就影響了彈性模量的準(zhǔn)確測(cè)量。其六，引伸計(jì)的刀口是易損件，它的磨損、尤其是卷刃，會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)試結(jié)果。總之，彈性模量的測(cè)量不僅要求要有高精度的測(cè)試設(shè)備，還必須要有高精度的試棒。
3.應(yīng)變硬化指數(shù)n的測(cè)量
應(yīng)變硬化指數(shù)n的測(cè)量需要使用引伸計(jì)繪制拉伸曲線直到最大力Fm附近，這就要求所使用的引伸計(jì)必須有足夠大的測(cè)量范圍，對(duì)于黑色金屬，一般應(yīng)該使用50%測(cè)量工作范圍的引伸計(jì)。這一測(cè)試過(guò)程，對(duì)于塑性比較好的材料而言，只要稍加注意，能夠在拉伸接近最大力點(diǎn)時(shí)適時(shí)卸下引伸計(jì)，就是安全的。但是，如果被測(cè)材料的塑性稍差，就要非常小心，必須保證在拉伸即將達(dá)到最大力時(shí)立即卸下引伸計(jì)，以保證不會(huì)因試棒斷裂而打壞引伸計(jì)。對(duì)于使用橡皮筋固定引伸計(jì)者，可以使用鋒利的小刀割斷橡皮筋，以提高操作速度。
4.使用引伸計(jì)繪制全曲線自動(dòng)測(cè)量延伸率
實(shí)施中，是以記錄下的斷裂總伸長(zhǎng)率At來(lái)確定其斷后伸長(zhǎng)率A。所以要選用與試棒測(cè)量標(biāo)距相同標(biāo)距的引伸計(jì)。此種用法因?yàn)橐褂靡煊?jì)一直到試棒被拉斷，所以，如不采取特殊措施將極易損壞引伸計(jì)。為此，試棒的穩(wěn)固夾持至關(guān)重要。其一，必須使用液壓夾頭或螺紋犟緊連接，以保證試棒在斷裂時(shí)不會(huì)沿軸向跳動(dòng)，從而不會(huì)使引伸計(jì)過(guò)量張開(kāi)和受到?jīng)_擊。其二，試驗(yàn)機(jī)機(jī)架剛度要大（用大噸位試驗(yàn)機(jī)做小試棒），最好使用絲杠驅(qū)動(dòng)或電液伺服式試驗(yàn)機(jī)，以保證試棒斷裂時(shí)機(jī)架的彈性恢復(fù)變形盡量小，其移動(dòng)夾頭（橫梁）的跳動(dòng)也盡量的小，這同樣是為了保證試棒在斷裂時(shí)不會(huì)沿軸向跳動(dòng)，從而不會(huì)使引伸計(jì)過(guò)量張開(kāi)和受到?jīng)_擊。其三，試棒不要太長(zhǎng)。較長(zhǎng)的試棒在斷裂時(shí)彈性恢復(fù)的長(zhǎng)度也大（注意：高強(qiáng)度和低彈性模量的材料也如此），同樣在試棒斷裂時(shí)會(huì)對(duì)引伸計(jì)產(chǎn)生沖擊。需要說(shuō)明的是，上述曲線的繪制現(xiàn)在多采用引伸計(jì)和位移計(jì)（編碼器或直線電阻）接力測(cè)量的方式進(jìn)行，這種方式對(duì)保護(hù)傳感器很安全，也能滿足一般測(cè)試的精度要求。但是使用位移計(jì)測(cè)量的那部分曲線現(xiàn)在采用由位移量除以試棒的平行長(zhǎng)度來(lái)折算其相應(yīng)的應(yīng)變值。這一計(jì)算方法是建立在拉伸力不再增加，因而機(jī)架的變形也不再增加，和試棒也僅僅是其平行長(zhǎng)度內(nèi)在不斷伸長(zhǎng)，而平行長(zhǎng)度外則完全不伸長(zhǎng)的假設(shè)條件下的。這一假設(shè)顯然帶有一定的正向誤差。在這里，如果計(jì)算時(shí)的Lo不是采用試棒的平行長(zhǎng)度，而是將過(guò)渡圓弧部分也包括進(jìn)來(lái)，或許會(huì)適當(dāng)減小其折算誤差。
5.引伸計(jì)的安裝固定
現(xiàn)在通常的引伸計(jì)安裝固定方法是使用橡皮筋，使用橡皮筋在試棒上固定引伸計(jì)也有很多技巧，最主要的有以下四點(diǎn)。其一，松緊適度。一般是在把橡皮筋拉長(zhǎng)到最大長(zhǎng)度的60~80%左右或原始長(zhǎng)度的4倍左右下使用。其二，纏繞圈數(shù)適度，纏繞過(guò)少則纏繞力不夠，刀口固定不牢；纏繞過(guò)多則可能在試棒產(chǎn)生較大變形時(shí)，刀口在橡皮筋與試棒的相對(duì)錯(cuò)動(dòng)時(shí)被迫移位，使測(cè)試曲線產(chǎn)生跳動(dòng)。經(jīng)驗(yàn)表明以“Z”形路徑纏繞（6個(gè)單根）效果較好。如果橡皮圈的長(zhǎng)度不合適，可以在其適當(dāng)位置打結(jié)。其三，纏繞端正。纏繞的合力應(yīng)與試棒垂直、與刀口在一條線上，否則會(huì)有分力拉動(dòng)引伸計(jì)的臂產(chǎn)生不應(yīng)有的轉(zhuǎn)動(dòng)，直接影響測(cè)試曲線的走向。其四，標(biāo)距準(zhǔn)確。一般靜態(tài)引伸計(jì)都有標(biāo)距長(zhǎng)度定位桿，安裝時(shí)只要是引伸計(jì)的兩個(gè)臂張開(kāi)到定位桿不受壓、留有一定間隙即可，通常是留出0.5mm左右間隙。如果沒(méi)有留出這一間隙，使引伸計(jì)的兩臂受到壓迫，則拉伸曲線的開(kāi)始階段必然是應(yīng)變訊號(hào)先向負(fù)向增加，直到兩臂不再受壓才會(huì)恢復(fù)正常。
6.壓縮試驗(yàn)的變形曲線繪制
壓縮實(shí)驗(yàn)時(shí)引伸計(jì)的安裝位置對(duì)測(cè)量值影響很大。此時(shí)其測(cè)量標(biāo)距應(yīng)該就是試樣的高度，而引伸計(jì)的刀口又只能在上、下壓板（壓頭）上的引出桿上得到固定。如此測(cè)量出的變形就不僅有試樣本身的變形，它還包括上、下壓板（壓頭）的變形和上、下壓板（壓頭）與試樣間結(jié)合間隙的消除。實(shí)踐表明，有時(shí)后者的變形量比試樣本身的變形量還要大，絕對(duì)不可忽視。消除的辦法是：首先在不裝試樣（僅僅不裝試樣，其它應(yīng)有盡有）的情況下加載到可能達(dá)到的試驗(yàn)力，實(shí)測(cè)出這一加載系統(tǒng)的力——變形曲線。而后加裝試樣進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)所測(cè)得的曲線用加載系統(tǒng)的力——變形曲線進(jìn)行修正，即可得到被測(cè)試樣的力——變形曲線。這里還需要強(qiáng)調(diào)的是，上、下壓板（壓頭）必須有足夠的剛度，它絕不能在加載過(guò)程中產(chǎn)生翹曲，因?yàn)樯稀⑾聣喊澹▔侯^）上的引出桿對(duì)這一翹曲會(huì)有極大的放大作用。另外，在壓縮變形測(cè)量中，偏載對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響也是非常大的，所以通常采用平均應(yīng)變引伸計(jì)進(jìn)行測(cè)量。
7.變標(biāo)距引伸計(jì)
有些實(shí)驗(yàn)室在測(cè)試中會(huì)根據(jù)需要不斷的變換引伸計(jì)的標(biāo)距長(zhǎng)度，而配備過(guò)多的不同標(biāo)距的引伸計(jì)是不現(xiàn)實(shí)的，此時(shí)只能使用變標(biāo)距引伸計(jì)。變標(biāo)距引伸計(jì)可以用普通引伸計(jì)經(jīng)加裝標(biāo)距接長(zhǎng)桿和可移動(dòng)刀口來(lái)實(shí)現(xiàn)。需要注意的是：多數(shù)情況下，移動(dòng)刀口較大范圍改變標(biāo)距后，需要對(duì)引伸計(jì)重新進(jìn)行標(biāo)定，以保證引伸計(jì)的準(zhǔn)確度。
8.橫向變形引伸計(jì)
對(duì)于偶爾使用橫向引伸計(jì)者，可以使用適當(dāng)標(biāo)距的普通軸向引伸計(jì)臨時(shí)改制，方法視引伸計(jì)具體結(jié)構(gòu)而定。對(duì)于英斯特朗的引伸計(jì)，可以通過(guò)卸下其刀口，利用固定其刀口的孔安裝兩個(gè)相對(duì)的頂尖來(lái)實(shí)現(xiàn)。頂尖可以用十字頭M3螺釘磨尖制成，頂尖間距可用M3螺母調(diào)整。另外還需用一段兩頭磨尖的自行車(chē)條彎成一個(gè)“C”形卡子，用其兩尖夾住M3螺釘?shù)氖诸^，即可以將引伸計(jì)固定在試樣上。其引伸計(jì)的自重下垂，可以用橡皮筋懸吊來(lái)解決。
力學(xué)測(cè)試是一門(mén)多學(xué)科的綜合技術(shù)，需要我們開(kāi)闊思路、充分利用現(xiàn)有設(shè)備條件，不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，才能較好應(yīng)對(duì)各種各樣的相關(guān)檢測(cè)任務(wù)。這些年來(lái)，我們的實(shí)驗(yàn)室就是在不斷的探索中，使用單軸加載電液伺服試驗(yàn)機(jī)，創(chuàng)造性的完成了諸如載重汽車(chē)鋼板彈簧橡膠襯套在施加徑向衡載條件下的扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)；研究成功了預(yù)制疲勞裂紋的復(fù)合加載裝置，它即可以有效阻止脆性材料預(yù)制疲勞裂紋的失穩(wěn)擴(kuò)展，在脆性材料上自動(dòng)預(yù)制出預(yù)定長(zhǎng)度的疲勞裂紋，又可以非常有效的解決某些材料預(yù)制疲勞裂紋時(shí)，其裂紋前緣線不夠平直的難題。除此之外，我們還自行設(shè)計(jì)制造了多種專(zhuān)用試驗(yàn)工裝夾具，以滿足特殊試驗(yàn)工作的需要。
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