试验机与变形测量（转）

对于静态试验机，从其产生到今天始终在解决两个问题：试验力的准确测量；试样变形的准确测量。相对于金属试验，试验力的测量现在基本解决。然而变形的测量仍然受制于很多环节。

国内早期的度盘式试验机（无论是机械式还是液压式）对试验力的测量虽然存在着分辩力差、精度不高、量程窄，但是基本上还是满足部分金属材料的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率的测量。但是机械传动绘制曲线的方式对于金属材料弹性段的记录是不可能准确的，所以对于杨氏模量、规定非比例延伸强度、最大力伸长率、残余延伸率、屈服点延伸率等系列的值求取是不准确或不可能的。

那么，变形的准确测量究竟有何重要意义？影响变形的测量有哪些主要因素呢？

检验、试验的工作是为生产需要服务的，当我们在了解实际生产需要后，就会对GB/T 228－2002中定义的一些参数有着深刻的理解，而恰恰这些参数基本上都对试样变形的测量有着明确的要求。汽车车身的成型需要多次的冲压，那么如何确定汽车薄钢板经过多次冲压后仍能具备相应的强度？如何确定冲压过程中平面和弧面部位不开裂、而且强度符合要求呢？标准中规定的n值、r值试验方法明确地给予了回答。而n、r值的准确求取依赖于试样的轴向变形和径向变形的准确测量。在工程上诸如钢结构桥梁、高层建筑对安全有非常严格的要求，因此涉及到钢材、岩石地基材料等对承载下的材料和结构变形有着明确的规定。具体到万能试验机试验领域，对钢材强度、规定非比例延伸强度、规定总延伸强度；对岩石的抗压强度、抗压弹性模量都是必须定量测试的参数，而这些参数的求取对试样变形的测量都有着特定的要求。

思考上述应用的实例我们可以分析到：对于很多领域使用的金属、非金属材料，由于安全使用或运行的需求，考察这些材料性能主要集中在微变形阶段，也就是我们所说的弹性阶段内的一系列参数求取。而这些材料的考察变形通常都在0.01mm以内，甚至更小。于是就回到我们说的第二个问题：影响变形测量有那些因素？或者说如何能保证微变形测量的可*和准确呢？

毫无疑问：试验机移动横梁的结构间隙、试样的夹持受力变形相对需要测量的变形值而言简直百倍千倍的会系统误差，电子引伸计、应变片的使用排除试验机结构间隙和夹持变形的干扰，直接测试试样的局部变形，极大提高了测量的真实有效性。但是相应的测量控制技术同样很大程度影响变形的测量。负荷加载的均匀性、加载的时间控制、测控系统的分辩力水平、采样频率的高低都与变形的准确材料密不可分。这里始终要注意的是：材料这段性能的分析需要试验力加载控制、变形测量（或控制）所一一对应的相关数据，并不是有非常合适的变形测量装置或仪器就会测得精准的结果。

变形测量的准确性还与相关环境互为制约。比如：测量碳纤维变形、测量玻纤丝的变形等因试样的特点不得不选用高分辨率的非接触式引伸计；高温试样环境下的拉伸、压缩变形测量需要专门的装置。实际应用中涉及变形测量的环节很多，有很多微观的，也有部分宏观大变形的。在这里只是抛砖引玉地发表一点自己的体会，希望能引来大家对材料变形测试的共同探讨。