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        金屬材料力學(xué)性能測試不確定度評定分析

        2020-08-13 16:32:21桑傳飛
        數(shù)碼世界 2020年6期
        關(guān)鍵詞:不確定度金屬材料

        桑傳飛

        摘要:金屬材料的力學(xué)性能測試對明確金屬材料的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用范圍具有重要影響,同時(shí)對提高金屬材料的強(qiáng)化性能也具有積極影響。而本文就將在金屬材料力學(xué)性能測試的基礎(chǔ)上,對金屬材料的力學(xué)性能測試的不確定度進(jìn)行詳細(xì)分析,然后對金屬材料的分類以評定方法進(jìn)行深入分析,最后對金屬材料力學(xué)性能測試的評估誤差進(jìn)行系統(tǒng)論述。

        關(guān)鍵詞:金屬材料 力學(xué)性能測試 不確定度 評定方法

        在金屬材料的力學(xué)性能測試不確定度評定中,各類研究方法被提出并應(yīng)用,其中,在金屬材料的不確定度測試中被普遍應(yīng)用的測試方式有金屬硬度試驗(yàn)方法和金屬室溫拉伸試驗(yàn)方法。并且根據(jù)這兩種測試方法,我國還出臺了與此相關(guān)的關(guān)于金屬材料硬度與拉伸試驗(yàn)的具體標(biāo)準(zhǔn)和方法。針對金屬材料的不確定度評定接下來筆者將通過實(shí)例的形式一一為大家講解,然后通過對評定過程中的金屬材料力學(xué)性能的不確定度進(jìn)行具體分類,然后再在此基礎(chǔ)上對不確定度的評定方法進(jìn)行深入分析探討,同時(shí)還會對其評定誤差進(jìn)行明確分析,以期為當(dāng)前的金屬材料力學(xué)性能不確定度的測試方法提供參考依據(jù)。

        1 金屬材料不確定度評定對象類型分析

        關(guān)于金屬材料力學(xué)性能不確定度的評定主要有兩種類型,一是通過傳感器或測量工具對其進(jìn)行直接測量,在專業(yè)領(lǐng)域中被稱為“直量”或“直接量”。如通過傳感器取得的位移曲線可以直接測出最大試驗(yàn)力值即Fm,另外通過直接測量的形式還能夠?qū)⒃嚇訑嗔训淖钚≈睆絛u以及斷后標(biāo)距Lu測試出來;另一種建立在直量基礎(chǔ)上的評定方法是通過對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和分析最終得出的量,被稱為“間接量”。通俗的說,間接量是建立在直量基礎(chǔ)上的運(yùn)算合成,如A、Z、Rp0.2、Rm等所代表的就是間接量。布氏硬度(HB)和維氏硬度(HV)的最終硬度值可以通過壓痕尺寸取值的測量方式進(jìn)行測量,然后再在測量值的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行計(jì)算,壓痕尺寸的測量取值僅代表這兩種硬度的公式變量,而其余的數(shù)值都是普通常數(shù),因此在具體的測算中,以上兩種硬度值就可以直接表示為直接量。在此基礎(chǔ)上,就能夠根據(jù)統(tǒng)一的不確定評定標(biāo)準(zhǔn)對HB值、HV值進(jìn)行統(tǒng)一評定。具體來說可以將來表示。

        2 金屬材料力學(xué)性能不確定度的評定方法

        不確定度的評價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)一般分為A、B兩種,A類評標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)是通過對觀測列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析來確定金屬材料的不確定度,在理化檢測中普遍應(yīng)用賽爾公式、最小乘二法、極差法以及合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差這幾種公式;B類不確定度評定方法與A類大不相同,它主要是對現(xiàn)有的大量信息進(jìn)行評定,以此來明確金屬材料的力學(xué)性能不確定度,如技術(shù)說明報(bào)告、校準(zhǔn)證書、檢定證書以及準(zhǔn)確度等級等,或者純粹依靠工作經(jīng)驗(yàn)和測量數(shù)據(jù)進(jìn)行評定。通過對以往檢測數(shù)據(jù)的摸索,筆者總結(jié)出一套新型的不確定度檢測方案,其評定原理是在量值變化規(guī)律的基礎(chǔ)上對其不確定度進(jìn)行測定。

        2.1直量方法

        從不確定度直量評定方法的組成原理來說,直量的不確定度構(gòu)成主要以自身系統(tǒng)、量值溯源、測量過程這三部分組成,具體如下圖。

        2.2間接量方法

        間接量的應(yīng)用通常是由專業(yè)的測試人員通過對直接量取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的公式運(yùn)算進(jìn)而得出的評定結(jié)果。一般情況下,要想對間接量進(jìn)行評定,需要從其基本情況評定和公式運(yùn)算評定兩個(gè)方面進(jìn)行。其主要結(jié)構(gòu)為首先對間接量和直接量的影響因素進(jìn)行全面了解,然后進(jìn)行必要的測量,然后在此基礎(chǔ)上再利用相關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算,所得出的計(jì)算結(jié)果就是不確定度。

        有數(shù)據(jù)表明,四項(xiàng)力學(xué)性能構(gòu)成了間接量,通過對試樣圓形截面進(jìn)行計(jì)算就可以得到結(jié)果,但是如果截面處于矩形的狀態(tài),那么將就可以得到不確定度測定結(jié)果,具體如下圖。

        3 誤差分析

        金屬材料的力學(xué)性能不確定度評定一般由直量和間接量共同組成,其中直量是進(jìn)行間接量的基礎(chǔ),對金屬材料的不確定度測定結(jié)果會產(chǎn)生直接的影響,因而在具體的測量中,加強(qiáng)直量的可靠性防護(hù)極為重要。在測定直接量時(shí),力學(xué)往往會從標(biāo)定工具測量基準(zhǔn)、工具基準(zhǔn)測量以及測量工具這三個(gè)方面著手。其中標(biāo)定工具精準(zhǔn)測量是這三者中測量精度最高的基準(zhǔn),其對金屬材料的不確定度測量的精準(zhǔn)性影響也最大。另外測量工具的精度會明顯低于基準(zhǔn),這是在具體測量評定中需要關(guān)注的事情。在采用測量標(biāo)定工具基準(zhǔn)對測量工具進(jìn)行檢測時(shí),檢測人員在不注意的狀態(tài)下會將測量基準(zhǔn)值作為真值,然后再在相同條件下對這兩種參數(shù)值進(jìn)行比較,得出其差值,如果差值大小在規(guī)定范圍內(nèi),則說明測量工具精度有效。當(dāng)采用測量工具測試測量樣品時(shí),測量到的值會存在一定的誤差,如果在測試過程中將設(shè)備的分辨誤差也考慮在內(nèi),那么會使實(shí)際測量值的誤差更大。因此在具體的測試當(dāng)中,評定人員要合理選擇測試方法和手段,避免誤差過大影響最終評定結(jié)果。

        4 總結(jié)

        綜上,將金屬材料的力學(xué)性能呢個(gè)分為直量和間接量,然后對其量值進(jìn)行分析,之后再在直量不確定度的基礎(chǔ)上獲取其他不確定度,最后再將其利用間接公式算法合成間接不確定度,最終就能夠得到金屬材料力學(xué)性能不確定度的測定結(jié)果。

        參考文獻(xiàn)

        [1]王學(xué)鵬.探討金屬材料力學(xué)性能測試的不確定度評定[J].山東工業(yè)技術(shù),2016,(4):240,299.

        [2]李合美,趙亞謀,張軍強(qiáng).淺析金屬材料力學(xué)性能測試中存在的不確定度[J].科學(xué)與信息化,2018,(35):64.

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