(高清版)GB∕T 25917.1-2019 單軸疲勞試驗(yàn)系統(tǒng) 第1部分：動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)

N71GB/T25917.1—2019/ISO4965-1:2012(ISO4965-1:2012,Metallicuniaxialfatiguetesting—Part1:Testingsystem,IDT)國家市場監(jiān)督管理總局中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)IGB/T25917.1—2019/ISO4965-1:2012 Ⅲ N 12規(guī)范性引用文件 1 1 34.1溫度 34.2動(dòng)態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng) 34.2.1靜態(tài)校準(zhǔn) 34.2.2頻率的校準(zhǔn) 34.2.3動(dòng)態(tài)力范圍 34.2.4加載鏈 44.2.5DCD的安裝 44.2.6動(dòng)態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng) 4 4 45.1初始檢查 45.1.1系統(tǒng)的帶寬 45.1.2加力的重復(fù)性 55.2校準(zhǔn)程序 65.2.1DCD的靜態(tài)校準(zhǔn) 65.2.2試驗(yàn)系統(tǒng)力示值的動(dòng)態(tài)校準(zhǔn) 6 7 76.2等同試樣——方法A 76.3柔度包絡(luò)線——方法B 7 97.1一般信息 97.2動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)的結(jié)果 97.3再校準(zhǔn) 9附錄A(規(guī)范性附錄)用戶再校準(zhǔn)指南 附錄B(資料性附錄)試驗(yàn)系統(tǒng)儀器帶寬的估算指南 ⅢGB/T25917.1—2019/ISO4965-1:2012本部分為GB/T25917的第1部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本部分代替GB/T25917—2010《軸向加力疲勞試驗(yàn)機(jī)動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)》,與GB/T25917—2010相比主——增加了方法A、方法B兩種校準(zhǔn)方法(見第1章);——修改了術(shù)語、定義和符號(hào)(見第3章，2010年版的第3章);——增加了靜態(tài)力校準(zhǔn)、頻率校準(zhǔn)等要求(見第4章);——增加了方法A、方法B試驗(yàn)和計(jì)算方法(見第5章、第6章);——?jiǎng)h除了校準(zhǔn)棒及其標(biāo)定(見2010年版的第5章、第8章);——?jiǎng)h除了試驗(yàn)機(jī)性能評(píng)定和校準(zhǔn)曲線(見2010年版的第10章、第11章);附錄A、附錄B)。本部分使用翻譯法等同采用ISO4965-1:2012《金屬材料單軸疲勞試驗(yàn)的動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)第1部與本部分中規(guī)范性引用的國際文件有一致性對(duì)應(yīng)關(guān)系的我國文——GB/T16825.1—2008靜力單軸試驗(yàn)機(jī)的檢驗(yàn)第1部分：拉力和(或)壓力試驗(yàn)機(jī)測力系統(tǒng)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)(ISO7500-1:2004,IDT);——GB/T25917.2—2019單軸疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)第2部分：動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置用儀器(ISO4965-2:2012,IDT)。本部分由全國試驗(yàn)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC122)歸口。趙宏偉。 GB/T25917—2010。IVGB/T25917.1—2019/ISO4965-1:2012在動(dòng)態(tài)試驗(yàn)時(shí)，試樣上的試驗(yàn)力(F?)與試驗(yàn)系統(tǒng)的示值力(F?)有著顯著的差異。動(dòng)態(tài)誤差來源于作用于力傳感器上的慣性力和力顯示系統(tǒng)中電子設(shè)備的動(dòng)態(tài)誤差。慣性力等于夾具的質(zhì)量(安裝在測a)運(yùn)動(dòng)振幅；c)夾具質(zhì)量。持柔度很大試樣的夾具也許會(huì)向著相同夾具夾持剛性很大試樣運(yùn)動(dòng)方向相反的方向運(yùn)動(dòng)(反相)]。算得出的修正因子，可以在施加力的1%范圍內(nèi)對(duì)力測量系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)標(biāo)定。利用方法B和兩種具有不同柔度的動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置(DCD),可以在施加力的1%范圍內(nèi)對(duì)力測量系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)標(biāo)定，但條件是被測試樣的柔度在這兩種DCD的柔度之間。方法A(等同試樣法)是利用具有計(jì)算生成的修正因子的DCD來對(duì)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，在顯示力的范圍內(nèi)，允許修正后的誤差達(dá)到10%。DCD與被測試樣具有相同的柔度和質(zhì)量，而且整個(gè)加載鏈試驗(yàn)力范圍(△F?)有關(guān)的修正因子。這個(gè)因子可以用來對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行修正，也可以用來對(duì)試驗(yàn)力進(jìn)行調(diào)整，將動(dòng)態(tài)誤差減小到1%以下。這個(gè)修正因子依賴于測試頻率，因此，要預(yù)先確定整個(gè)測試頻率方法B(柔度包絡(luò)線法)使用兩個(gè)具有不同柔度的DCD,來標(biāo)定使用多種形式試樣的試驗(yàn)系統(tǒng)。低柔度DCD要具有低于被測試樣的柔度，而高柔度DCD要具有高于被測試樣的柔度。試驗(yàn)系統(tǒng)獲得一個(gè)被測試樣的關(guān)于柔度-頻率的工作包絡(luò)線，動(dòng)態(tài)誤差保持在施加力范圍的1%以內(nèi)。這里假設(shè)與任何1GB/T25917.1—2019/ISO4965-1:2012單軸疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)第1部分：動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)范圍預(yù)計(jì)超過1%的試驗(yàn)系統(tǒng)。試樣動(dòng)態(tài)力測量誤差減小至動(dòng)態(tài)力范圍的1%以下的程度。方法B(柔度包絡(luò)線方法)的動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)適用于柔度在兩套DCD之間的試樣的有效頻率范方法B不允許動(dòng)態(tài)力測量誤差超過動(dòng)態(tài)力范圍的1%,所以方法B沒有應(yīng)用修正因子。ISO4965-2金屬材料單軸疲勞試驗(yàn)動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)第2部分：動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置(DCD)[Metallicmaterials—Dynamicforcecalibrationforuniaxialfatiguetesting—Part2:Dynamiccalibrationdevice(DCD)instrumentation]ISO7500-1金屬材料靜態(tài)單軸試驗(yàn)機(jī)的檢驗(yàn)第1部分：拉力和(或)壓力試驗(yàn)機(jī)測力系統(tǒng)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)(Metallicmaterials—Verificationofstaticuniaxialtestingmachines—Part1:Tension/compressiontestingmachines—Verificationandcalibrationoftheforce-measuringsystem)下列術(shù)語、定義和符號(hào)適用于本文件。圖1給出了校準(zhǔn)過程的示意圖。2第2部分的第2部分的校準(zhǔn)力傳感器力顯示器DCD儀器激勵(lì)電壓(或標(biāo)稱值)第1部分的校準(zhǔn)動(dòng)態(tài)電壓參考標(biāo)準(zhǔn)激勵(lì)電壓校準(zhǔn)信號(hào)圖1GB/T25917校準(zhǔn)方法示意圖C在同一頻率下，通過DCD(△Fpcp)確定的動(dòng)態(tài)力范圍與試驗(yàn)系統(tǒng)(△F,)顯示的動(dòng)態(tài)力范圍的比。包括有應(yīng)變計(jì)電橋的輸出調(diào)制電路和顯示器，用于連接動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置的儀器。動(dòng)態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)dynamictestingsystem由作動(dòng)器、承載框架、加載鏈和用來進(jìn)行循環(huán)試驗(yàn)的儀器所組成，可以顯示所施加的力的波峰值和3GB/T25917.1—2019/ISO4965-1:20123.8力的顯示值indicatedforceF示值誤差indicationerror3.10加載鏈loadtrain4一般要求4.1溫度對(duì)單軸疲勞試驗(yàn)機(jī)動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)時(shí)的環(huán)境溫度進(jìn)行記錄。宜在恒定的環(huán)境溫度下進(jìn)行校準(zhǔn)，在校準(zhǔn)4.2動(dòng)態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)按ISO7500-1進(jìn)行靜態(tài)力校準(zhǔn)，達(dá)到1級(jí)或優(yōu)于1級(jí)。除了那些由于系統(tǒng)共振而影響測量精度的頻率點(diǎn)，動(dòng)態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)要在試驗(yàn)所涉及的所有頻率范圍內(nèi)進(jìn)行動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)，詳細(xì)規(guī)定見5.1.1。宜保持振幅的誤差小于0.2%,對(duì)于雙極型濾波器，最大試驗(yàn)頻率不應(yīng)超過試驗(yàn)系統(tǒng)儀器帶寬(參見附錄B)的25%,或?qū)τ趩螛O型濾波器，最大試驗(yàn)頻率不應(yīng)超過6%。對(duì)被測力的信號(hào)進(jìn)行濾波會(huì)直接影響被測力的動(dòng)態(tài)測量精度。因此，任何濾波操作都要在動(dòng)態(tài)校如果使用方法B,每一個(gè)DCD都要使用相同的頻率范圍。系統(tǒng)共振頻率會(huì)導(dǎo)致局部區(qū)域的誤差增加。對(duì)于雙DCD系統(tǒng)，要特別注意識(shí)別這種區(qū)域，為了避免產(chǎn)生過大的誤差，在這些區(qū)域內(nèi)不要進(jìn)行試驗(yàn)。動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)過程中的最高力示值不要超出動(dòng)態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)靜態(tài)標(biāo)定的力范圍，并且保持在試樣預(yù)期力的動(dòng)態(tài)力范圍的10%至100%之間。動(dòng)態(tài)力范圍，每一個(gè)試驗(yàn)頻率在加力方式和作動(dòng)器位移之間有一個(gè)線性關(guān)系(盡管可能不同)——證明這一4GB/T25917.1—2019/ISO4965-1:2012施加力的函數(shù)。如果施加力和作動(dòng)器的位移之間沒有一個(gè)線性關(guān)系，在對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)之前應(yīng)對(duì)多個(gè)動(dòng)態(tài)波峰值和波谷值應(yīng)在校準(zhǔn)裝置的工作范圍內(nèi)。對(duì)于方法B,雖然兩個(gè)DCD的動(dòng)態(tài)力范圍可以是不同的，但要使對(duì)于方法A,加載鏈要使用與實(shí)際動(dòng)態(tài)試驗(yàn)中相同的固定裝置和配件，DCD應(yīng)與試驗(yàn)用的試樣有誤差最大化。負(fù)載鏈柔度的顯著變化也會(huì)影響這個(gè)動(dòng)態(tài)誤差?！_定最小柔度DCD的柔度(C?)(這個(gè)值應(yīng)從制造商獲得); 動(dòng)器的位移獲得);——如果△C>C?/10,要使用雙DCD對(duì)試驗(yàn)機(jī)在加載鏈最大柔度和最小柔度校準(zhǔn)范圍內(nèi)對(duì)試驗(yàn)4.2.5DCD的安裝或外接式的波形發(fā)生器用來向試驗(yàn)系統(tǒng)提供試驗(yàn)用循環(huán)波形。測量并記錄所獲得的試驗(yàn)力的范圍或最高水平。動(dòng)態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)要能夠在整個(gè)試驗(yàn)過程中，穩(wěn)定地提供重復(fù)的最高試驗(yàn)力水平。在整個(gè)試驗(yàn)過程中，動(dòng)態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)所顯示的波峰值和波谷值的重復(fù)性在每一循環(huán)要保持在施加力的范圍1%以內(nèi)。4.2.7DCD儀器DCD儀器應(yīng)按照ISO4965-2的要求進(jìn)行校準(zhǔn)。儀器校準(zhǔn)時(shí)，標(biāo)稱激勵(lì)電壓和顯示值要使用電壓相同。5程序5.1初始檢查檢查的目的是確定整個(gè)檢驗(yàn)試驗(yàn)系統(tǒng)的頻率范圍。一種可以用來檢查整個(gè)測量系統(tǒng)(機(jī)械的和電5GB/T25917.1—2019/ISO4965-1:2012子的影響)動(dòng)態(tài)特性的技術(shù)，即使用脆性試樣進(jìn)行斷裂測試(在位移控制下),記錄下力值信號(hào)的突變。另一種能夠用來確定有效頻率范圍的技術(shù)是完成一次頻率掃描，這有助于識(shí)別那些由于顯著共振驗(yàn)頻率，使循環(huán)力范圍保持在一個(gè)中等的幅值水平，用連續(xù)的方式或用小步幅方式，從最小至最大增加校準(zhǔn)范圍的試驗(yàn)頻率。讀取并記錄每個(gè)試驗(yàn)頻率下的波峰和/或波谷DCD輸出值，或者是安裝在加載本趨勢超過5%的單獨(dú)的數(shù)值——這些瞬態(tài)的變化值可以表示系統(tǒng)的共振。如果發(fā)現(xiàn)任何瞬變值點(diǎn)，可以通過減小試驗(yàn)頻率的方法避開系統(tǒng)共振頻率。頻率范圍的測試結(jié)果不要包含任何系統(tǒng)共振頻率。xy——輸出的標(biāo)稱值。圖2避免共振行為的示例圖5.1.2加力的重復(fù)性利用自身的力測量系統(tǒng)獲得動(dòng)態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)加載力的重復(fù)性。動(dòng)態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)在每一個(gè)檢驗(yàn)頻率至少循環(huán)50次，利用力值測量系統(tǒng)，記錄每一循環(huán)相應(yīng)的波峰值和波谷值的最高水平。這些力值的最高水6GB/T25917.1—2019/ISO49平在所有的檢驗(yàn)頻率下不應(yīng)超過施加力范圍的1%。5.2校準(zhǔn)程序5.2.1DCD的靜態(tài)校準(zhǔn)按照4.2.3所確定的力值范圍，用與動(dòng)態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)顯示器對(duì)比的方法來靜態(tài)校準(zhǔn)DCD,選擇力值的上限和下限，緩慢地在上下限之間循環(huán)加載至少三次，然后保持試驗(yàn)系統(tǒng)力值恒定時(shí)讀取DCD示值。在如下四個(gè)靜態(tài)力值時(shí)讀取DCD示值：a)+5%力值范圍的峰值力(=[p+5]);b)-5%力值范圍的峰值力(=[p-5]);d)-5%力值范圍的谷值力(=[v-5])。當(dāng)動(dòng)態(tài)力范圍過零時(shí)[例如，拉伸(正)和壓縮(負(fù))],使用上列的最高等級(jí)。當(dāng)動(dòng)態(tài)力范圍僅是拉伸并且[力范圍一5%的谷值]低于零時(shí)，應(yīng)使用零力值。當(dāng)動(dòng)態(tài)力范圍僅是壓縮并且[力范圍+5%的峰值]高于零時(shí)，應(yīng)使用零力值。力顯示值F?[p+5](+5%力值范圍的峰值力)F?[p-5](一5%力值范圍的峰值力)F?[v+5](+5%力值范圍的谷值力)F?[v-5](一5%力值范圍的谷值力)重復(fù)兩次生成三組讀數(shù)，然后計(jì)算出三次讀數(shù)的平均值。如果使用方法B,第二個(gè)DCD按照和重復(fù)操作。示值與動(dòng)態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)顯示值之間的靜態(tài)力學(xué)關(guān)系，計(jì)算直線系數(shù)。對(duì)峰值力：Fpcp(p)=mp·ir?p+cp………………(1)對(duì)谷值力：5.2.2試驗(yàn)系統(tǒng)力示值的動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)出這些頻率點(diǎn)之間4個(gè)(每兩個(gè)的)近似中間的、遞減的試驗(yàn)頻率點(diǎn)，在這9個(gè)點(diǎn)上依次讀取動(dòng)態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)的力顯示值的峰值讀數(shù)和谷值讀數(shù)(F?),同時(shí)測量這9個(gè)點(diǎn)上的DCD示值的峰值讀數(shù)和谷值讀數(shù)(ipep)。由于系統(tǒng)共振頻率的存在，系統(tǒng)校準(zhǔn)的頻率范圍不止一個(gè)，每個(gè)校準(zhǔn)范圍上要有3個(gè)遞增的頻率點(diǎn)和2個(gè)遞減的頻率點(diǎn)。檢測應(yīng)按照4.2.3的要求確定力的幅值。應(yīng)等到試驗(yàn)系統(tǒng)在每個(gè)新頻率點(diǎn)上穩(wěn)定后，再讀取峰值和谷值。7GB/T25917.1—2019/ISO4965-1:2012如果使用方法B,使用第二個(gè)DCD重復(fù)的過程。6.1計(jì)算DCD力和測量力的范圍利用DCD示值(ixp)和所確定的直線系數(shù)，計(jì)算DCD的峰、谷力值[Fxp(p/v)]。然后，按照式(3)計(jì)算DCD力值范圍(△Fxp),按照式(4)計(jì)算顯示力值范圍(△F?)?！鱂pcp=Fpcp(p)—Fpp(v) (3) (4)6.2等同試樣——方法A按照式(5)計(jì)算每一個(gè)頻率下的修正因子(C)?！趧?dòng)態(tài)力誤差小于施加力范圍的1%(即動(dòng)態(tài)修正因子在0.99至1.01之間)的工作條件下，動(dòng)態(tài)力范圍是不需要修正的。在動(dòng)態(tài)力誤差大于施加力范圍的1%且小于10%(即動(dòng)態(tài)修正因子在0.90至0.99或1.01至1.10之間)的工作條件下，要用修正因子進(jìn)行修正。在動(dòng)態(tài)力誤差超過10%(即動(dòng)態(tài)修正因子低于0.90,大于1.10)的工作條件下，認(rèn)為動(dòng)態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)的校準(zhǔn)是失敗的，并且不應(yīng)用于試驗(yàn)。一旦應(yīng)用修正因子，試樣的實(shí)際動(dòng)態(tài)力誤差將減小到小于動(dòng)態(tài)力范圍的1%。修正因子可以表示為一條修正因子-頻率的曲線(圖3給出一個(gè)理想的范例),或者表示為校準(zhǔn)頻率范圍內(nèi)最佳擬合函數(shù)，避免5.1.2所確認(rèn)的任何臨界系統(tǒng)共振頻率。x——頻率：y——修正因子。圖3方法A校準(zhǔn)結(jié)果示例6.3柔度包絡(luò)線——方法B按照式(6)計(jì)算每一個(gè)頻率的示值誤差(e?)。8GB/T25917.1—2019/ISO4965-1:2012………………方法B使用兩個(gè)DCD,畫出顯示誤差-頻率曲線，以便確定動(dòng)態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)的校準(zhǔn)范圍(見圖4和圖5)。試驗(yàn)系統(tǒng)的校準(zhǔn)范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)力誤差不允許超過施加力范圍的1%。如果兩個(gè)DCD之間的柔度相差較小，它們很可能具有如圖4(一條理想化曲線)所示的形狀相似的曲線，隨著頻率的增加，兩個(gè)DCD的誤差會(huì)同時(shí)增加或減小。如果兩個(gè)DCD之間的柔度相差較大，一個(gè)DCD可能誤差隨著頻率的增加而增加，另一個(gè)DCD誤差隨著頻率的增加而減少，如圖5(一條理想化曲線)所示。實(shí)際試驗(yàn)頻率極限是按照不超過動(dòng)態(tài)力范圍的1%來確定的。實(shí)際的試驗(yàn)不允許任何一個(gè)DCD的誤差超過動(dòng)態(tài)力x——頻率； 圖-1.5- 圖5兩個(gè)DCD之間柔度差別很大時(shí)的典型校準(zhǔn)包絡(luò)線9GB/T25917.1—2019/ISO4965-1:2012a)力顯示裝置和校準(zhǔn)顯示范圍；b)預(yù)置的校準(zhǔn)頻率范圍；d)力傳感器和試樣之間的加載鏈零部件的質(zhì)量；f)試驗(yàn)系統(tǒng)靜態(tài)校準(zhǔn)所使用的標(biāo)準(zhǔn)(例如ISO7500-1:2004),所達(dá)到的級(jí)別和靜態(tài)校準(zhǔn)的日期；g)校準(zhǔn)時(shí)的環(huán)境溫度；h)校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的名稱；i)校準(zhǔn)的日期；j)提及本部分即GB/T25917.1。7.2動(dòng)態(tài)力校準(zhǔn)的結(jié)果a)對(duì)于方法A,不使用修正因子的有效頻率范圍，如果使用，應(yīng)給出修正因子的來源和有效頻率b)對(duì)于方法B,所有的動(dòng)態(tài)誤差小于力范圍的1%的頻率范圍；7.3再校準(zhǔn)GB/T25917.1—2019/ISO4965-1:2012(規(guī)范性附錄)用戶再校準(zhǔn)指南a)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)周期不應(yīng)超過12個(gè)月；梁位置的改變都會(huì)對(duì)試驗(yàn)機(jī)的動(dòng)態(tài)工作特性產(chǎn)生影響。如果無法證明橫梁位置的變化帶來的注：已經(jīng)證明試驗(yàn)系統(tǒng)的安裝是系統(tǒng)慣性誤差的主要來源，例如，地面基礎(chǔ)的材質(zhì)、厚度尺寸和柔度都有顯著的影響。出于校準(zhǔn)的目的，試驗(yàn)系統(tǒng)在安裝時(shí)，要充分考慮試驗(yàn)系統(tǒng)所安裝的地面以及地面與地腳的連接結(jié)構(gòu)(例GB/T25917.1—2019/ISO4965-1:2012(資料性附錄)試驗(yàn)系統(tǒng)儀器帶寬的估算指南估算試驗(yàn)系統(tǒng)儀器的工作帶寬，可由輸入階躍變化的信號(hào)時(shí)儀器的響應(yīng)測量得出。階躍變化的信號(hào)是這樣產(chǎn)生的(無試樣條件下):在測力傳感器電橋的兩端跨接(并聯(lián))一個(gè)分流繼電器，對(duì)繼電器進(jìn)行開、