试验数据的统计处理和误差分析第七讲 对比试验结果的统计处理

1　前言在力学性能试验中 ,往往会碰到两种工艺、两种配方和两种设计方案对比的问题 ,这时就需要做对比试验。例如 ,将欲对比的两组试样 (一组经过喷丸处理 ,另一组未经喷丸处理 ) ,在同一加载条件下进行疲劳试验 ,根据疲劳寿命 (或强度 )的观测值 ,判断它们的疲劳性能 (或抗力 )是否相同 ,或者是其中的一组优于另一组。由于疲劳试验结果的分散性比较大 (其实 ,材料的断裂韧性和常规的冲击韧性均具有一定的分散性 ) ,因此 ,即使完全相同的两组试样 (材料牌号、成分和热处理状态均一样 ) ,在同一台试验机 ,同一加载条件下进行试验 ,也会发现…     

测量误差的综合问题

过去在进行测量设备精密度及准确度的综合估算时,均将子样均值及子样方差作为母体均值及母体方差。这样做往往把精确度估计过高,造成虚假精确度。近年来,国内外的一些作者都在其文章中引入了置信度、不确定度、极限误差等概念。但不确定度和极限误差都与自由度有关,而不同误差源的自由度并不一定相同。故“平方相加开方求综合极限误差”的方法只适用于各误差源的自由度都相同的情况。本文提出了不同自由度极限误差及不确定度的综合公式。如果测量设备经过了校准,则其系统误差是可以大大减小的,但还有校准剩余称为“修正残余”(对一次校准是常值,对多次校准是随机变量)。本文也提出了修正残余的综合公式,并以液体火箭发动机测试系统的数字例来进行说明。这就提供了一种较完整的在给定置信度下综合测量设备误差的公式及方法。     

让孩子健康成长

远离“学习疲劳”不少同学反映,“学习疲劳”现象时有发生,致使精神恍惚,学习受阻,成绩下降。下面列举的是“学习疲劳”的一些表现,你不妨“对号入座”。如果有其中的一、两种,说明存在着轻微的“学习疲劳”;倘若有三、四种,则表示己经是中等程度的“学习疲劳”;在有五种以上时,表明你的“学习疲劳”情况十分严重。     

GC-11钢裂纹扩展速率(da/dN)试验

一、室温拉伸疲劳裂纹扩展速率(da/dN)试俭试验状况与条件1.原材料与工艺状态表GC一11原材料化学成分与规格的检验结果、产厂…告亡…一业『’…二二二二三二三一粤牛三二口二一,件科煲肾书畔广黔一巴一!一”抚{2一3033‘{:‘’5毫术.{。;“”…“6‘:…1‘2。‘_。.5。’。。工_‘{。‘26:l。‘。0。“J“’“‘5_:!。‘2表230CrMnsiA热处理状态及室温静力试验结果热处理口bab平…“‘平{乙,平a比断平状态公斤/毫米,公斤/毫米,{肠肠公斤术/厘米2公斤米/厘米名s000C空冷390‘C等温1 19。21 32。5130.3216 .46127。31819516。571874890 O…     

汽车发动机曲轴弯曲疲劳试验方法研究

目的研究两种常用的疲劳试验加载原理对疲劳试验结果的影响,为曲轴选材、设计和制造的各阶段开展弯曲疲劳试验提供技术支持。方法在两种加载方式下采用同批次曲轴进行弯曲疲劳试验,利用成组法得到疲劳试验结果,针对试验加载原理和试验数据开展分析和讨论。结果电液伺服加载方法的试验精度更准确,而电磁谐振加载方法可以大幅度缩短试验周期。电液伺服加载和电磁谐振加载试验的疲劳极限分别为1140.4 N·m和1189.4 N·m。两种加载方法下,曲轴的失效情况均为连杆颈辊压槽处断裂。结论两种加载方法对曲轴弯矩的加载效果相同,试验结果的相对误差为4.3%。在曲轴的仲裁试验中或有争议的情况下使用,推荐使用电液伺服加载方法。在使用电磁谐振加载方法时须严格控制标定误差。曲轴连杆颈辊压槽是曲轴的薄弱环节,应严格控制辊压槽的机加工质量。     

两种近似评定平面度误差方法的比较

在评定平面度误差的方法中,“对角线法”和“最小二乘法”都是比较接近“最小条件”的方法。这两种方法哪个更接近最小条件呢?“用最小二乘法评定平面度误差”一文称:“最小二乘法与对角线法……相比较精确度要高得多”。我认为某些类型的平面,最小二乘法比对角线法更接近最小条件,而另一些类型则恰好相反。现以文献中的几个例子和我们测量工件时的两个实例(例5和例6)作对比,就可以说明这个问题。对比结果见下表。     

基于力电响应的压电悬臂梁疲劳寿命预测EI北大核心CSCD

针对压电振动能量收集器的疲劳问题,旨在研究基于力电响应的压电悬臂梁振动疲劳寿命预测方法。结合压电悬臂梁振动疲劳试验测得的试验结果,以剩余刚度理论和“两段式”疲劳寿命分析模型为基础提出一种基于谐振频率的压电悬臂梁疲劳寿命预测方法;进一步分析振动疲劳过程中谐振频率变化与负载功率变化的关系模型,提出一种基于负载功率的压电悬臂梁疲劳寿命预测方法。结果表明:基于谐振频率的压电悬臂梁疲劳寿命预测方法的平均误差在10%~20%之间,其误差范围控制在1.5倍误差线以内;而基于负载功率的压电悬臂梁疲劳寿命预测方法的平均误差集中于25%左右,误差范围均控制在2倍误差线以内且属于偏安全的预测效果。     

金属材料疲劳试验与数据处理方法

疲劳是金属材料机械构件常见的一种失效形式,疲劳试验方法与数据处理方法一直是研究学者们关注的热点。该文从疲劳寿命和规定寿命下的疲劳强度两个方面介绍了疲劳试验和数据处理方法的主要研究成果,并说明了几种典型的疲劳寿命试验方法与疲劳寿命概率分布参数的统计方法,以及规定寿命下的疲劳强度试验方法与规定寿命下的疲劳强度概率分布参数的统计方法;并通过算例,对比了不同方法之间的差异。     

材料疲劳试验数据中可疑观测值的计算及程序处理

介绍了材料疲劳试验数据中可疑观测值的判断原理,并设计了一种用于计算材料试验数据中可疑观测值的软件。该软件使用Visual C#语言编写,可以从试验数据中挑选出可疑观测值,并能计算出平均值和标准差等数据,计算完成后输出显示可疑观测值及其在数据组中的具体位置,最后用实际测试数据对软件的功能和计算准确性进行了验证。结果表明：该软件计算结果准确,使用方便、灵活,提高了材料疲劳试验数据的处理效率;该软件也可用于材料其他试验数据中可疑观测值的计算。     

高应力水平下滚动轴承疲劳寿命试验研究

通过在三种不同的强化负荷下进行深沟球轴承疲劳寿命试验，并与常规试验一组结果对比。结果表明，适当地加大滚动轴承疲劳寿命试验负荷，可以大大缩短试验时间，而疲劳寿命依然服从Ｗｅｉｂｕｌ分布，且与常规试验结果基本一致，同时疲劳破坏的形式仍是表面下萌生裂纹，然后扩展至表面形成剥落。     

SRC组合加固铰缝疲劳性能试验

针对装配式板梁桥铰缝,提出一种型钢混凝土组合(SRC)对铰缝进行加固的技术方法。为了研究SRC组合铰缝加固方法的加固效果,进行了不同加固方式的静力及疲劳试验。试验研究发现:SRC加固后的铰缝在强度、整体受力性能及疲劳性能等方面优于其他加固方式的铰缝;同时,根据不同加固方式后铰缝的破坏现象、以及铰缝的力-变形关系曲线识别了加固后铰缝的两种典型破坏形态,即结合面弯剪破坏和结合面弯曲破坏,并分别建立了两种破坏形态下铰缝的强度预测模型。误差分析表明两个模型计算结果精确、可靠,可为铰缝的工程设计计算提供参考。     

高应力水平下滚动轴承疲劳寿命试验研究

通过在三种不同的强化负荷下进行深沟球轴承疲劳寿命试验，并与常规试验一组结果对比。结果表明，适当地加大滚动轴承疲劳寿命试验负荷，可以大大缩短试验时间，而疲劳寿命依然服从Ｗｅｉｂｕｌｌ分布，且与常规试验结果基本一致，同时疲劳破坏的形式仍是表面下萌生裂纹，然后扩展至表面形成剥落。     

疲劳裂纹扩展试验载荷谱加重方法研究

为探索缩短疲劳裂纹扩展试验周期的载荷谱处理方法,对多种裂纹扩展模型进行了综述,概括出一种通用的裂纹扩展预测模型表达式。提出了一种将峰谷值同时等比例放大的载荷谱加重方法,并推导出加重前后裂纹扩展寿命的转换关系。用一种随机谱和两种块谱的基准谱及对应四种比例加重谱进行了LY12CZ中心裂纹板裂纹扩展试验,用常幅载荷谱及其1.1倍加重谱进行了典型机身壁板结构裂纹扩展试验。试验结果表明载荷谱等比例加重方法可以有效缩短疲劳裂纹扩展试验周期而不改变结构破坏模式,而分析结果表明由该方法预测的裂纹扩展寿命与试验结果的误差在15%以内,满足工程精度要求。     

GC-4钢焊接圆筒弯曲及程序控制疲劳试验的研究

一、前言 飞机起落架选用的GC-4(40CrMnSiMoA)钢,在生产中经常产生焊接缺陷,为了保证飞行安全,运用断裂力学方法对GC-4钢焊接起落架进行了寿命计算。 本文为补充GC-4钢焊接起落架的疲劳分析工作,提供GC-4钢焊接起落架寿命计算中所需的疲劳试验数据。给出焊接圆筒弯曲条件下的S-N曲线,对试验结果采用了两种方法进     

试验数据的统计处理和误差分析 第六讲 误差分析（续）

4　可疑观测值的取舍在处理力学性能试验结果时 ,特别是处理疲劳寿命试验结果时 ,常常会发现在一组数据中 ,某一观测值特别偏高或特别偏低的情况 ,这时我们对它产生了怀疑 ,称它为“可疑观测值”。对可疑观测值的取舍 ,不能采取主观、随意的态度 ,而应该是科学地、严格地加以分析、判别 ,然后再决定取舍。对可疑观测值的分析和鉴别可以从两个方面来进行 :一是从问题的物理本质方面 ,另一则是从概率统计的数学处理方面。例如 ,对于试验中发现某一疲劳寿命偏低 ,就应检查一下试样的断口是否有夹杂、气孔 ,特别是在疲劳源附近是否有表面划伤、…     

高阻尼GZ50铜合金盐雾腐蚀旋转弯曲疲劳试验研究

针对高阻尼GZ50铜合金的应用背景，结合PWC-6型旋转弯曲疲劳试验机，设计制作了一套盐雾腐蚀疲劳试验用装置，同时改良了另外一台同类型的旋转弯曲疲劳试验机。采用升降法，在盐雾腐蚀和空气环境下，分别在两台试验机上完成了两组不同试样尺寸的GZ50铜合金旋转弯曲疲劳试验，并对试验结果进行了比较和分析。试验结果为GZ50铜合金的具体应用提供了依据。     

热拌沥青混合料四点弯曲梁疲劳试验结果的不一致性及修正

设计了室内试验,对相同频率、相同应变、相同温度条件下的HMA试件在ASTM D7460和AASHTO T321两种规范下的四点弯曲梁疲劳试验结果进行了对比,发现存在较大的不一致性;从HMA的粘弹特性以及两种规范下的输入应变和输入荷载在试验中的实际响应出发,分析了实验结果出现不一致性的原因,即输入应变和实际应变的不一致导致了试验结果的不一致;提出了一种简便而有效的修正方法并进行了验证。研究结果有助于缩小在ASTM D7460和AASHTO T321两种规范下,同种HMA、相同试验条件得出的疲劳结果的不一致性,为路面设计、施工提供更加客观、准确的数据支撑。     

对休哈特控制图中平均值控制界限的商讨

采用休哈特控制图的方法可以对测量过程是否处于统计控制状态进行控制.但是,对于平均值控制界限的确定则认为不妥,根本原因是,平均值控制界限依据重复性条件下所得数据的标准偏差来设置,用它来控制复现性条件下子组的平均值的波动性,由于条件不同,因此,前者不能来控制后者.依据计量保证方案(MAP)提出的控制界限的确定,是用在复现性条件下各子组的平均值的组间标准差来设置控制界限,也就是用组内平均值的分散性来控制组内平均值.通过对二等电阻、直流电压和电能表标准装置同一组试验数据进行上述两种控制图的制作比较,以及对确定控制界限的理论分析,证明了休哈特控制图平均值控制界限的确定不妥.     

高强度结构钢系列的疲劳裂纹扩展速率试验研究

为研究高强度结构钢的疲劳性能,对Q460C、Q550D、Q690D和Q960D四种国产高强钢母材进行了疲劳裂纹扩展速率试验。每种钢材均取3个10 mm厚的C(T)紧凑拉伸试样,在应力比R=0.1的条件下施加恒幅疲劳荷载,利用显微镜目测记录每个试样的裂纹扩展长度a和对应的循环次数N。对每个试样的试验结果,分别采用七点递增多项式法、Smith法和割线法进行处理,计算裂纹扩展速率和应力强度因子幅值数据组,得到对应于Paris公式中的参数,比较不同方法拟合结果的优劣性并分析原因。再将同种钢材三个试样的数据合成一组,同样采用三种方法计算,并与单试样数据的结果作对比。最后给出了四种钢材Pairs公式中的疲劳裂纹扩展速率参数,并与其他文献中各种结构钢疲劳裂纹扩展速率的参数值进行对比评价。研究表明该文高强度结构钢的疲劳裂纹扩展速率会随着强度的提高而降低,并且这四种高强钢的疲劳裂纹扩展速率都比BS7910中针对普通强度结构钢推荐的疲劳裂纹扩展速率要低。     

整流电路中交流电的有效值与平均值

在学习电子技术整流电路一章中：公式中同时出现有效值和平均值两个概念，即桥式整流中UL=0．9U2，则需要弄清楚平均值与有效值的概念。交流电的有效值可以用与它热效应相同的直流电的值来表示，该直流电称为交流电的有效值，数值上有效值等于它的最大值的倍。而平均值就是交流电在一个周期内“平均”量值的大小。交流电的平均值只反应了它能提供直流电能的本领，而有效值则反应了它能提供直流与交流两种形式电能的本领。