試驗機(jī)剛度對試驗結(jié)果的影響

目前國內(nèi)廠家生產(chǎn)的試驗機(jī)質(zhì)量參差不齊，價格相差很大，使消費(fèi)者選購時感到很迷茫，無從分辨其質(zhì)量的好壞，本文通過對材料剛度方面分析，探討一下如何選用高質(zhì)量的試驗機(jī)。
剛度指某種構(gòu)件或結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力，即引起單位變形時所需要的應(yīng)力。一般是針對構(gòu)件或結(jié)構(gòu)而言的。它的大小不僅與材料本身的性質(zhì)有關(guān)，而且與構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的截面和形狀有關(guān)。
不同類型的剛度其表達(dá)式也是不同的：
截面剛度是指截面抵抗變形的能力，表達(dá)式為材料彈性模量或剪切模量和相應(yīng)的截面慣性矩或截面面積的乘積。其中截面拉伸（壓縮）剛度的表達(dá)式為材料彈性模量和截面面積的乘積；截面彎曲剛度為材料彈性模量和截面慣性矩的乘積等等。
構(gòu)件剛度是指構(gòu)件抵抗變形的能力，其表達(dá)式為施加于構(gòu)件上的作用所引起的內(nèi)力與其相應(yīng)的構(gòu)件變形的比值。其中構(gòu)件抗彎剛度其表達(dá)式為施加在受彎構(gòu)件上的彎矩與其引起變形的曲率變化量的比值；構(gòu)件抗剪剛度為施加在受剪構(gòu)件上的剪力與其引起變形的正交夾角變化量的比值。而結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度則指結(jié)構(gòu)抵抗側(cè)向變形的能力，為施加于結(jié)構(gòu)上的水平力與其引起的水平位移的比值等等。
我們以沖擊試驗為例說明試驗機(jī)剛度對試驗結(jié)果的影響。
首先我們認(rèn)為試驗機(jī)擺桿在沖擊試驗過程中受一定的橫向力作用，該力為試樣彎曲變形產(chǎn)生的，當(dāng)力大于某規(guī)定值時，擺錘在其作用下可能發(fā)生沿橫向力方向的位移。這是由于擺錘設(shè)計及其整體結(jié)構(gòu)的剛性所決定。
在進(jìn)行沖擊試驗時，試樣在斷裂過程中將對擺錘施加一對橫向力。當(dāng)其大小相等，方向相反，則合力為零。這種狀態(tài)主要取決于裂紋起裂時的位置，為理想狀態(tài)。當(dāng)裂紋起裂點偏于垂直打擊中心線時，該對橫向力矢量之和不為零時，則產(chǎn)生一使擺錘側(cè)移的力。該力隨裂紋路徑而變，當(dāng)其在沖擊過程中方向發(fā)生改變時，這使擺錘產(chǎn)生震動，這就是人們時有看到的在沖擊過程中擺錘的抖動；當(dāng)在沖擊過程中，擺錘所受的測向力只有大小的變動，沒有方向的改變，則出現(xiàn)試樣扭轉(zhuǎn)。
然而，無論是發(fā)生擺錘的震動還是試樣的扭轉(zhuǎn)都需要擺錘做功。而這時試驗機(jī)所顯示的沖擊吸收功為：