拉伸测试中5个常见的错误
与所有测试一样，只有尽可能多的注意到拉伸试验机测试时一些重要的细节部分，zui终得出的测试数据才会更好。
不断发展的材料及其制造方法
如果跟现在的年轻学者们说“塑料”一词曾经是“廉价”的代名词时，他们肯定会很惊讶。也许这也是为什么Dustin Hoffman在电影《The Graduate》（毕业生）中扮演的角色如此出名，因为在这部电影中Dustin Hoffman接受到的一条职业发展建议就是进入塑料行业。
但是今天，塑料产品以及一些其他材料正在不断的发展。这些材料的强度变得越来越大，硬度越来越高，质量却越来越轻，在大多数情况下，成本甚至变得越来越便宜。而且，材料制造、加工的方法也在迅速改变。
在许多应用领域中，3D打印技术已经成为了一种常见的加工、制造技术，根据原理的不同，3D打印技术又细分为多种不同的技术，包括熔融沉积成型，选择性激光烧结技术，立体光固化技术等。并且其所用的材料并不仅于塑料材料，还包括陶瓷材料和金属材料等。
虽然3D打印技术所用的金属材料成本较为高昂，在许多方面的应用还并不广泛，但其价格整体上一直呈现出稳步下降的趋势。随着材料和制造方法的进步，测试表征技术与质量控制同样变得比以前更加重要了。因为制造商们有很多理由去追求更小、更轻、更便宜、更环保的产品和设计。与此同时，客户对于产品的期望也在不断提高。
质量控制方法中的主要技术之一就是拉伸测试。拉伸试验机测试中，样品会受到外界对于样品施加的拉力。测试目标因应用的不同而有所不同，包括测量拉伸强度，预定伸长率下的拉伸应力，断裂伸长率，以及一些其他的科学计算（如杨氏模量等）。
设计师或质量控制工程师可以根据测试结果判断材料和样品是否设计或者制造合理。但是，与所有的测试一样，只有尽可能多的注意到拉伸测试方法中一些重要的细节部分，zui终得出的测试数据才会更好。
错误或者不合理的测试对质量控制是不利的。以下是拉伸测试中五个常见的错误，以及纠正这些错误常用的方法。
1、测力传感器能力错误
拉伸测试设备上所使用的测力传感器的精度一般可以通过两种方式进行表示：
1、满量程的百分比
2、读数百分比
在满量程的百分比中，一个百分比相当于一个固定的误差，可能存在于从零载荷到全部载荷中的任何地方。在读数百分比中，测量值通常需要乘以精度规格。有时在这个方法中还会指定一个读数下限。例如，测力传感器的额定读数只能从范围的10％到100％。
在这两种方法中，如果使用能力较小的测力传感器去测量较大的拉伸应力时，则通常会带来一个较大的误差；同时，使用能力非常大的测力传感器去测力较小的拉伸应力时，测试结果往往并不可靠，因为读数的不确定性甚至可能会与读数本身一样高。
以能力大小为1000lbF（磅力）、精度为满量程的±0.50％的测力传感器为例，其测试误差预期可以达到±5lbF。如果这个称重传感器仅用于测量5lbF的拉伸应力，则误差为100％，这显然是不可接受的。
纠正方法：
制造商们总是希望从设备中获取到zui大的经济效用，从而zui大限度地降低资本支出。但是，在尝试使用测力传感器之前，确定其公差规格并将其与预期的拉伸应力进行比较将是一个非常值得鼓励的明智之举。然后，根据比较结果确定一个可接受的公差范围，并判断是否可以在该测力传感器的能力之内对其进行测试。
2、使用错误的夹具
在一般的运动过程中，抓地力是运动员和运动界面接触的关键因素之一。许多高尔夫球手就是通过调整学生的抓球杆的方式来解决一些技术问题。
同样的，我们再回顾下“放气门”事件（指美国橄榄球比赛中的一桩丑闻；美国橄榄球运动联盟（NFL）中爱国者队被指控在2015年1月的美国橄榄球联盟决赛上故意让比赛用球里面所含的气体含量少于NFL的标准），其目的是希望球队队员通过更好地掌握、抓住橄榄球来提升球队竞争力。
拉伸测试也不例外，夹具是样品和测试设备接触的地方。选择正确的夹具与选择正确的拉伸测试仪器和测力传感器一样重要。
例如，在测量材料的断裂伸长率时，如果夹具不能正确的固定测试样品，样品则容易出现打滑现象，这就会产生错误的高应变测量。这种测量结果没有任何参考价值，而且如果研发人员希望依赖于这些测试结果做出一些产品设计决策，那么毫无疑问这种测试还将会带来巨大的经济损失。
从另一个角度出发，我们还需要考虑到的一个问题是：夹具是否可以被测试人员在测试前、测试过程中以及测试后对其进行很好的视觉检查，以判断测试样品是否被夹具固定良好。例如，如果样品是不透明的，所使用的夹具又不能根据视觉进行很好的检查判断，那么测试人员就难以确保该样品是否被正确的固定在夹具上。
纠正方法：
对于一些比较常见的拉伸测试模式，现在已经有很多标准夹具可供选择。对于那些特殊的测试要求，可以与拉伸测试专家们一起研究、讨论这些测试应用，并提交样品以供实验室或拉伸测试设备制造商先进行测试，这有助于确定zui佳的夹具类型。如果没有找到标准的解决方案，则可能需要根据具体需求定制一些特殊夹具。
3、测量较小应力时忽略夹具重量
在一些测量较大拉伸应力的情况下，夹具的重量通常是无关紧要的，因为这个数值只占测力传感器读数中的很小一部分。但是，如果测量的拉伸应力较小，那么这就很可能会成为一个问题了。
例如，一个重量为1磅的楔形夹具将使量程为2磅力的测力传感器的适用范围减少一半。尽管大多数拉伸测试设备都允许操作人员对力的读数进行重置（归零），但考虑到夹具的重量后，“0磅”的读数事实上意味着的是“1磅力”。不了解这些将可能导致过载条件的出现，以及对测力传感器带来一些潜在的损害。
纠正方法：
为了减小夹具重量对拉伸应力测量的累积影响，请把夹具重量的因素考虑到zui终的测试结果中去。如果夹具重量接近测力传感器的zui大测量能力，则应考虑使用更轻的夹具或者更换能力更大的测力传感器。然而，在考虑更换更高能力的测力传感器前，请权衡一下增加的测力能力和测量度之间的关系。
4、轴向偏差
一般情况下，单轴拉伸测试设备主要是用于沿着某一直轴方向对样品进行拉伸。如果夹具和样品装载正确、并严格固定好，保持其他条件不变的情况下，样品会被轴向拉出，所得出的测试结果对于材料的性能研究以及产品设计有很大的指导意义。
如果样品装载时候有所偏离，则这些力矩和偏移量都可能会影响到测试，例如使测试样品变形，或者造成外界的拉伸应力仅部分有效的施加在样品上，并且如果力矩足够大，甚至可能会损坏测试设备。
纠正方法：
根据测试具体需求，选择合适的夹具。如果可能，尽量选择宽度与样品宽度相匹配的夹具，这有助于样品放置及固定。拉伸测试设备通常都包含可以在x方向和y方向上进行调节的基板。如果没有，采用x-y工作台也可以帮助将下部夹具与上部夹具对齐。此外，旋转接头也可以帮助上部夹具在负载下与下部夹具自动对齐。
5、无补偿系统偏差
在应力-应变曲线、伸长率和大多数其他拉伸测试中所需的测量应变值由于系统偏差会受到误差的影响。这些偏差可能来自测力传感器和测试设备的整体框架等。
基于应变计的测力传感器，由于它们的性质，在施加负载时会稍微发生偏转。典型的范围大约是0.010”（0.25毫米）左右。测试设备框架本身也将在负载下有所偏转。根据测力传感器的几何形状和测试框架，偏转可能是也可能不是线性的。
从某种角度来看，如果一个样本偏移了0.100”，并且存在一个未补偿的偏移量0.030”，那么所得到的应变测量结果将会有将近30％的误差，对拉伸应力结果的影响可能会更大。但是随着更多的弹性材料不断投入应用，0.030”的偏差将不再和以前一样备受关注。
纠正方法：
一些拉伸测试设备具有内置补偿程序，能够自动校正应变测量。对于没有自动补偿的测试设备，操作人员应该进行手动调整。
然而，没有任何校正会是无瑕的，这意味着对于非常低应变的材料，例如陶瓷材料，则需要寻找更好的解决方案。
现在，伸长计有助于测量非常小的应变量。此外，伸长计还可以测量样品本身的拉伸程度，并为用户提供接触和非接触测量选项。由于它与框架和测力传感器是隔开的，因此这些测量将不再受到系统偏差的影响。
