影響電子強(qiáng)力機(jī)測試結(jié)果的主要因素

　　影響電子強(qiáng)力機(jī)測試結(jié)果的主要因素：

　　1.測力機(jī)構(gòu)不同心

　　電子強(qiáng)力機(jī)的測力機(jī)構(gòu)通常由傳感器，方向接頭或連桿，上、下夾具組成，就其機(jī)械系統(tǒng)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(yàn)中，其相互之間的中心線以及試樣中心線會發(fā)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(dāng)測力機(jī)構(gòu)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(qiáng)力機(jī)測力精度的允許范圍內(nèi)，對測力結(jié)果影響并不大。但是，偏心會使傳感器的應(yīng)變體受到一個徑向力的作用。應(yīng)變體的等截面筒體在彎曲力矩的作用下發(fā)生彎曲變形，引起傳感器的輸出發(fā)生變化而導(dǎo)致測量誤差(這一誤差應(yīng)該引起充分注意)。整個測力機(jī)構(gòu)的偏心由各部件的偏心誤差累積而成，因此，必須統(tǒng)一考慮其設(shè)計(jì)、加工和安裝精度，使測力機(jī)構(gòu)的偏心誤差控制在最小范圍內(nèi)。日常測試時，應(yīng)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(jìn)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(fā)生滑移(打滑現(xiàn)象)，導(dǎo)致測量誤差。測試時，樣品的打滑現(xiàn)象可以很容易觀察到。因此，這樣的誤差是*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(fā)現(xiàn)，而此誤差對測試結(jié)果的影響非常大。大量試驗(yàn)結(jié)果表明，由此造成的誤差可達(dá)10％，有的甚至超過20％ ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(chǎn)生剪力作用，使該處樣品纖維發(fā)生斷裂或部分?jǐn)嗔?，必然?dǎo)致拉伸強(qiáng)力下降，從而產(chǎn)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(qiáng)力和斷裂伸長試驗(yàn)方法(抓樣法)／(條樣法)標(biāo)準(zhǔn)外，絕大多數(shù)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(jié)構(gòu)不同，夾具的夾持力必然不同。因此，操作者的經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)變能力將在一定程度上影響測試的精度。事實(shí)上，使樣品正好在拉伸時不發(fā)生滑移的夾持力為最佳。

　　3.預(yù)加張力

　　由電子強(qiáng)力機(jī)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(fā)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(fā)生伸長，伸長量的測量應(yīng)該從樣品開始受力起到樣品結(jié)束受力為止。由于紡織材料的柔韌性、試樣自重、夾具的機(jī)械性能，以及操作人員的操作技能等因素，在裝樣時，樣品實(shí)際被夾持的長度大于所設(shè)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(dāng)試樣剛好開始受力時，夾具已經(jīng)發(fā)生一段位移，而這段位移會被電子強(qiáng)力機(jī)默認(rèn)記錄為試樣的伸長，因而引起測量誤差。事實(shí)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(chǎn)生的位移；另一部分是試樣受力而產(chǎn)生的位移，而這部分位移才是試樣的實(shí)際伸長量，即測量值比實(shí)際伸長量要大。要減少和避免裝樣所引起的誤差，應(yīng)解決試樣夾持距離與夾距不等的問題。

　　為了消除裝樣產(chǎn)生的誤差，在很多測試方法中都有預(yù)加張力的要求。即規(guī)定，裝樣時給試樣預(yù)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(chǎn)生受力伸長，或產(chǎn)生的伸長量極小可以忽略不計(jì)。

　　對于預(yù)加張力的大小，不同測試方法有不同的規(guī)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(yàn)方法(織物抓樣強(qiáng)力試驗(yàn))》中規(guī)定，所有被測樣品均為1．67 N；另一種則是根據(jù)被測樣品的克重(單位面積重量)分別給出不同的預(yù)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(qiáng)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(xué)。雖然在理論上有了消除誤差的方法和依據(jù)，但在實(shí)際操作中仍存在一定的困難。對樣品施加預(yù)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(rèn)為樣品被夾持的長度和設(shè)定的夾具相等，從而可以使試樣處于比較理想的測試狀態(tài)，避免誤差的產(chǎn)生。事實(shí)上，由于電子強(qiáng)力機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)借助此方法達(dá)到消除誤差的目的。試驗(yàn)時，有些操作人員用手拽的方式對試樣施加預(yù)加張力。該方法可以在一定程度上減少誤差的產(chǎn)生，但穩(wěn)定性較差，因?yàn)橛檬种苯訉υ嚇蛹虞d預(yù)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(chǎn)生的誤差量也各異，不便于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)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(qiáng)力機(jī)附帶的相關(guān)應(yīng)用軟件內(nèi)，加入了預(yù)加張力的控制程序，即在設(shè)定試驗(yàn)參數(shù)時，要求輸入規(guī)定的預(yù)加張力值，在試驗(yàn)開始最初階段，橫梁以一個極低的速度運(yùn)動，隨著位移的增加，試樣受到的負(fù)載也隨之增加。當(dāng)負(fù)載增加到設(shè)定的預(yù)加張力時，橫梁才開始以設(shè)定的試驗(yàn)速度拉伸試樣，而試樣伸長的測量也以這一點(diǎn)為起點(diǎn)，預(yù)加張力到達(dá)之前所發(fā)生的位移量則不被計(jì)算機(jī)記錄。這樣，就從技術(shù)的角度，把裝樣所帶來的測量誤差控制在最小范圍內(nèi)。

　　通常測試方法中規(guī)定的預(yù)加張力都很小。一般紡織服裝材料由預(yù)加張力引起的伸長極小，相對于由拉伸強(qiáng)力引起的伸長而言可忽略不計(jì)。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(chǎn)生較大伸長的樣品)，在試樣開始受力到預(yù)加張力剛好到達(dá)之前的階段內(nèi)，試樣會產(chǎn)生一定的伸長量，這個伸長量是不被計(jì)算機(jī)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(shí)際伸長量小。大量試驗(yàn)結(jié)果顯示，由此而引起的誤差比較明顯。對此類樣品施加預(yù)加張力的大小有待進(jìn)一步研究和探討。

　　當(dāng)然，在測試過程中，影響測試結(jié)果的因素諸多，除了來自電子強(qiáng)力機(jī)的因素以外，還有樣品、測試環(huán)境和測試人員的因素，以及測試方法。