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濟(jì)南永創(chuàng)測試技術(shù)有限公司
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同軸度是什么？
試驗機(jī)的同軸度是指試驗機(jī)的試樣夾持裝置在任意位置上和施加力的過程中，上下夾頭中心線與試驗機(jī)的加力軸線間同軸的程度。
為什么要做同軸度檢測？
由于試驗機(jī)的試樣夾持裝置的設(shè)計、加工及裝配等多方面因素，使其不可避免存在同軸度誤差，受到同軸度誤差的影響，在使用試驗機(jī)檢測材料力學(xué)性能過程中，會使材料承受拉力同時產(chǎn)生了附加力，影響到試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。
試驗機(jī)同軸檢測參考標(biāo)準(zhǔn)
為了保證被檢材料在檢測過程中受同軸度的影響最小，JJG 139-2014《拉力、壓力和萬能試驗機(jī)》、JJG 475-2008《電子萬能試驗機(jī)》和JJG 1063-2010《電液伺服萬能試驗機(jī)》檢定規(guī)程均對試驗機(jī)的同軸度提出了技術(shù)要求和檢測方法，文章以JJG 139-2014《拉力、壓力和萬能試驗機(jī)》檢定規(guī)程中規(guī)定的方法為例對萬能材料試驗機(jī)的同軸度檢測方法進(jìn)行分析。
試驗機(jī)同軸度的技術(shù)要求
對于1級試驗機(jī)的同軸度在檢定中需對其檢測，后續(xù)檢定不再檢測同軸度：對于0.5級試驗機(jī)的同軸度不論是檢定還是后續(xù)檢定，均要對其同軸度進(jìn)行檢測。試驗機(jī)的試樣夾持裝置在任意位置，上、下夾頭的同軸度應(yīng)滿足如下要求：
（1）當(dāng)試驗機(jī)的最大力值不大于30kN時不應(yīng)超過ф2mm/500mm；
（2）當(dāng)試驗機(jī)的最大力值大于30kN時應(yīng)符合表1的規(guī)定。
試驗機(jī)同軸度的檢測方法
應(yīng)變測量法
測量原理：將檢驗試樣放入試驗機(jī)的夾持裝置中，試驗機(jī)對其施加一定力值后通過同軸度自動檢測儀內(nèi)部的引伸計或者其他變形測量裝置測量檢驗試樣所產(chǎn)生的彈性變形從而獲得同軸度大小。
測量方法：對于最大試驗力大于30kN的試驗機(jī)，根據(jù)規(guī)程要求選擇合適的檢驗試樣，使用同軸度測試儀（或其他相應(yīng)準(zhǔn)確度的測量裝置）進(jìn)行檢定。檢定時，先將檢驗試樣夾持在夾頭上并施加試驗機(jī)的最大試驗力約1%的初始力，調(diào)整同軸度測量儀的零點，再施加試驗力至最大試驗力的4%，施加過程中應(yīng)注意使用的最大力不應(yīng)使檢驗試樣產(chǎn)生塑性變形，測量試樣相對兩側(cè)的彈性變形，在相互垂直的方向上各測量3次。同軸度按公式（1）計算，每次檢定的結(jié)果均應(yīng)滿足表1的要求。
e=加力系統(tǒng)中上、下夾頭的中心線與試驗機(jī)加力軸線的同軸度，% ；`△L在同一測量點，同一次測量中，檢驗試樣兩側(cè)變形的算術(shù)平均值，mm；△Lmax-在同一測量點，同一次測量中，檢驗試樣變形較大一側(cè)的變形值，mm。
如何選擇合適的檢驗試樣：根據(jù)檢定規(guī)程要求，針對不同量程的試驗機(jī)應(yīng)選用不同材質(zhì)、不同直徑的檢驗試樣對其進(jìn)行同軸度的測量，通過以下試驗數(shù)據(jù)具體說明下如何檢驗試樣，以45#鋼（彈性模量E=210GPa，屈服強(qiáng)度為355MPa）以及合金鋁（彈性模量E=72GPa，屈服強(qiáng)度為125MPa）這兩種材質(zhì)為例進(jìn)行分析。
（1）對于量程30kN的試驗機(jī)，在做同軸度測量時，使用材質(zhì)為45#鋼、ф10mm的檢驗試樣，按照上述的測量方法，在其受到最大力為30×4%=1.2（kN），此時檢驗試樣所受應(yīng)力為：
對于有效長度100mm的試棒，實際變形量：△l=100×72.9×10-6=7.29（μm）
若使用材質(zhì)為合金鋁、ф10mm的檢驗試樣，同理可得σ=15.3MPa），△l=21.25（μm）
（2）對于量程100kN的試驗機(jī)，在做同軸度測量時，使用材質(zhì)為45#鋼、ф10mm的檢驗試樣，按照上述的測量方法，在其受到最大力為100×4%=4（kN），此時檢驗試樣所為受應(yīng)力：
對于有效長度100mm的試棒，實際變形量：△l=100×242.9×10-6=24.29（μm）
若使用材質(zhì)為合金鋁、ф10mm的檢驗試樣，同理可得σ=51（MPa），△l=70.83（μm）
（3）對于量程600kN的試驗機(jī)，在做同軸度測量時，使用材質(zhì)為45#鋼、ф10mm的檢驗試樣，按照標(biāo)準(zhǔn)的測量方法，在其受到最大力為600×4%=24（kN），此時檢驗試樣所受應(yīng)力為：
對于有效長度100mm的試棒，實際變形量：△l=100×1455.7×110-6=145.57（μm）
若使用材質(zhì)為45#鋼、ф12mm的檢驗試樣，同理可得σ=212.3（MPa），△l=101.1（μm）
（4）對于量程1000kN的試驗機(jī)，在做同軸度測量時，使用材質(zhì)為45#鋼、ф12mm的檢驗試樣，按照標(biāo)準(zhǔn)的測量方法，在其受到最大力為1000×4%=40（kN），此時檢驗試樣所受應(yīng)力為：
對于有效長度100mm的試棒，實際變形量：△l=100×1685×10-6=168.5（μm）
因為選擇檢驗試樣需要遵循的原則是在試樣受到最大力時不超過其極限強(qiáng)度而能獲得最大應(yīng)變，所以通過以上四組試驗數(shù)據(jù)可知：試驗機(jī)的量程為30kN～100kN時應(yīng)選用材質(zhì)為合金鋁、ф10mm的檢驗試樣；試驗機(jī)的量程為100kN～600kN時應(yīng)選用材質(zhì)為45#鋼、ф10mm的檢驗試樣；試驗機(jī)的量程為600kN～1000kN時應(yīng)選用材質(zhì)為45#鋼、ф12mm的檢驗試樣；試驗機(jī)的量程不小于1000kN時應(yīng)選用材質(zhì)為45#鋼、直徑大于12mm的檢驗試樣。
