(高清版)GB∕T 25917.1-2019 單軸疲勞試驗系統(tǒng) 第1部分：動態(tài)力校準

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準化管理委員會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動態(tài)試驗系統(tǒng) 34.2.1靜態(tài)校準 34.2.2頻率的校準 34.2.3動態(tài)力范圍 34.2.4加載鏈 44.2.5DCD的安裝 44.2.6動態(tài)試驗系統(tǒng) 4 4 45.1初始檢查 45.1.1系統(tǒng)的帶寬 45.1.2加力的重復性 55.2校準程序 65.2.1DCD的靜態(tài)校準 65.2.2試驗系統(tǒng)力示值的動態(tài)校準 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動態(tài)力校準的結(jié)果 97.3再校準 9附錄A(規(guī)范性附錄)用戶再校準指南 附錄B(資料性附錄)試驗系統(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《軸向加力疲勞試驗機動態(tài)力校準》,與GB/T25917—2010相比主——增加了方法A、方法B兩種校準方法(見第1章);——修改了術(shù)語、定義和符號(見第3章，2010年版的第3章);——增加了靜態(tài)力校準、頻率校準等要求(見第4章);——增加了方法A、方法B試驗和計算方法(見第5章、第6章);——刪除了校準棒及其標定(見2010年版的第5章、第8章);——刪除了試驗機性能評定和校準曲線(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的動態(tài)力校準第1部與本部分中規(guī)范性引用的國際文件有一致性對應(yīng)關(guān)系的我國文——GB/T16825.1—2008靜力單軸試驗機的檢驗第1部分：拉力和(或)壓力試驗機測力系統(tǒng)的檢驗與校準(ISO7500-1:2004,IDT);——GB/T25917.2—2019單軸疲勞試驗系統(tǒng)第2部分：動態(tài)校準裝置用儀器(ISO4965-2:2012,IDT)。本部分由全國試驗機標準化技術(shù)委員會(SAC/TC122)歸口。趙宏偉。 GB/T25917—2010。IVGB/T25917.1—2019/ISO4965-1:2012在動態(tài)試驗時，試樣上的試驗力(F?)與試驗系統(tǒng)的示值力(F?)有著顯著的差異。動態(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)備的動態(tài)誤差。慣性力等于夾具的質(zhì)量(安裝在測a)運動振幅；c)夾具質(zhì)量。持柔度很大試樣的夾具也許會向著相同夾具夾持剛性很大試樣運動方向相反的方向運動(反相)]。算得出的修正因子，可以在施加力的1%范圍內(nèi)對力測量系統(tǒng)進行動態(tài)標定。利用方法B和兩種具有不同柔度的動態(tài)校準裝置(DCD),可以在施加力的1%范圍內(nèi)對力測量系統(tǒng)進行動態(tài)標定，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)是利用具有計算生成的修正因子的DCD來對動態(tài)試驗系統(tǒng)進行校準，在顯示力的范圍內(nèi)，允許修正后的誤差達到10%。DCD與被測試樣具有相同的柔度和質(zhì)量，而且整個加載鏈試驗力范圍(△F?)有關(guān)的修正因子。這個因子可以用來對試驗結(jié)果進行修正，也可以用來對試驗力進行調(diào)整，將動態(tài)誤差減小到1%以下。這個修正因子依賴于測試頻率，因此，要預(yù)先確定整個測試頻率方法B(柔度包絡(luò)線法)使用兩個具有不同柔度的DCD,來標定使用多種形式試樣的試驗系統(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。試驗系統(tǒng)獲得一個被測試樣的關(guān)于柔度-頻率的工作包絡(luò)線，動態(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單軸疲勞試驗系統(tǒng)第1部分：動態(tài)力校準范圍預(yù)計超過1%的試驗系統(tǒng)。試樣動態(tài)力測量誤差減小至動態(tài)力范圍的1%以下的程度。方法B(柔度包絡(luò)線方法)的動態(tài)校準適用于柔度在兩套DCD之間的試樣的有效頻率范方法B不允許動態(tài)力測量誤差超過動態(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動態(tài)力校準第2部分：動態(tài)校準裝置(DCD)[Metallicmaterials—Dynamicforcecalibrationforuniaxialfatiguetesting—Part2:Dynamiccalibrationdevice(DCD)instrumentation]ISO7500-1金屬材料靜態(tài)單軸試驗機的檢驗第1部分：拉力和(或)壓力試驗機測力系統(tǒng)的檢驗與校準(Metallicmaterials—Verificationofstaticuniaxialtestingmachines—Part1:Tension/compressiontestingmachines—Verificationandcalibrationoftheforce-measuringsystem)下列術(shù)語、定義和符號適用于本文件。圖1給出了校準過程的示意圖。2第2部分的第2部分的校準力傳感器力顯示器DCD儀器激勵電壓(或標稱值)第1部分的校準動態(tài)電壓參考標準激勵電壓校準信號圖1GB/T25917校準方法示意圖C在同一頻率下，通過DCD(△Fpcp)確定的動態(tài)力范圍與試驗系統(tǒng)(△F,)顯示的動態(tài)力范圍的比。包括有應(yīng)變計電橋的輸出調(diào)制電路和顯示器，用于連接動態(tài)校準裝置的儀器。動態(tài)試驗系統(tǒng)dynamictestingsystem由作動器、承載框架、加載鏈和用來進行循環(huán)試驗的儀器所組成，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溫度對單軸疲勞試驗機動態(tài)力校準時的環(huán)境溫度進行記錄。宜在恒定的環(huán)境溫度下進行校準，在校準4.2動態(tài)試驗系統(tǒng)動態(tài)試驗系統(tǒng)應(yīng)按ISO7500-1進行靜態(tài)力校準，達到1級或優(yōu)于1級。除了那些由于系統(tǒng)共振而影響測量精度的頻率點，動態(tài)試驗系統(tǒng)要在試驗所涉及的所有頻率范圍內(nèi)進行動態(tài)校準，詳細規(guī)定見5.1.1。宜保持振幅的誤差小于0.2%,對于雙極型濾波器，最大試驗頻率不應(yīng)超過試驗系統(tǒng)儀器帶寬(參見附錄B)的25%,或?qū)τ趩螛O型濾波器，最大試驗頻率不應(yīng)超過6%。對被測力的信號進行濾波會直接影響被測力的動態(tài)測量精度。因此，任何濾波操作都要在動態(tài)校如果使用方法B,每一個DCD都要使用相同的頻率范圍。系統(tǒng)共振頻率會導致局部區(qū)域的誤差增加。對于雙DCD系統(tǒng)，要特別注意識別這種區(qū)域，為了避免產(chǎn)生過大的誤差，在這些區(qū)域內(nèi)不要進行試驗。動態(tài)校準過程中的最高力示值不要超出動態(tài)試驗系統(tǒng)靜態(tài)標定的力范圍，并且保持在試樣預(yù)期力的動態(tài)力范圍的10%至100%之間。動態(tài)力范圍，每一個試驗頻率在加力方式和作動器位移之間有一個線性關(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)。如果施加力和作動器的位移之間沒有一個線性關(guān)系，在對試驗系統(tǒng)動態(tài)力校準之前應(yīng)對多個動態(tài)波峰值和波谷值應(yīng)在校準裝置的工作范圍內(nèi)。對于方法B,雖然兩個DCD的動態(tài)力范圍可以是不同的，但要使對于方法A,加載鏈要使用與實際動態(tài)試驗中相同的固定裝置和配件，DCD應(yīng)與試驗用的試樣有誤差最大化。負載鏈柔度的顯著變化也會影響這個動態(tài)誤差?！_定最小柔度DCD的柔度(C?)(這個值應(yīng)從制造商獲得); 動器的位移獲得);——如果△C>C?/10,要使用雙DCD對試驗機在加載鏈最大柔度和最小柔度校準范圍內(nèi)對試驗4.2.5DCD的安裝或外接式的波形發(fā)生器用來向試驗系統(tǒng)提供試驗用循環(huán)波形。測量并記錄所獲得的試驗力的范圍或最高水平。動態(tài)試驗系統(tǒng)要能夠在整個試驗過程中，穩(wěn)定地提供重復的最高試驗力水平。在整個試驗過程中，動態(tài)試驗系統(tǒng)所顯示的波峰值和波谷值的重復性在每一循環(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的要求進行校準。儀器校準時，標稱激勵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檢驗試驗系統(tǒng)的頻率范圍。一種可以用來檢查整個測量系統(tǒng)(機械的和電5GB/T25917.1—2019/ISO4965-1:2012子的影響)動態(tài)特性的技術(shù)，即使用脆性試樣進行斷裂測試(在位移控制下),記錄下力值信號的突變。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，這有助于識別那些由于顯著共振驗頻率，使循環(huán)力范圍保持在一個中等的幅值水平，用連續(xù)的方式或用小步幅方式，從最小至最大增加校準范圍的試驗頻率。讀取并記錄每個試驗頻率下的波峰和/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，可以通過減小試驗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——輸出的標稱值。圖2避免共振行為的示例圖5.1.2加力的重復性利用自身的力測量系統(tǒng)獲得動態(tài)試驗系統(tǒng)加載力的重復性。動態(tài)試驗系統(tǒng)在每一個檢驗頻率至少循環(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平在所有的檢驗頻率下不應(yīng)超過施加力范圍的1%。5.2校準程序5.2.1DCD的靜態(tài)校準按照4.2.3所確定的力值范圍，用與動態(tài)試驗系統(tǒng)顯示器對比的方法來靜態(tài)校準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，然后保持試驗系統(tǒng)力值恒定時讀取DCD示值。在如下四個靜態(tài)力值時讀取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])。當動態(tài)力范圍過零時[例如，拉伸(正)和壓縮(負)],使用上列的最高等級。當動態(tài)力范圍僅是拉伸并且[力范圍一5%的谷值]低于零時，應(yīng)使用零力值。當動態(tài)力范圍僅是壓縮并且[力范圍+5%的峰值]高于零時，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)重復兩次生成三組讀數(shù)，然后計算出三次讀數(shù)的平均值。如果使用方法B,第二個DCD按照和重復操作。示值與動態(tài)試驗系統(tǒng)顯示值之間的靜態(tài)力學關(guān)系，計算直線系數(shù)。對峰值力：Fpcp(p)=mp·ir?p+cp………………(1)對谷值力：5.2.2試驗系統(tǒng)力示值的動態(tài)校準出這些頻率點之間4個(每兩個的)近似中間的、遞減的試驗頻率點，在這9個點上依次讀取動態(tài)試驗系統(tǒng)的力顯示值的峰值讀數(shù)和谷值讀數(shù)(F?),同時測量這9個點上的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)校準的頻率范圍不止一個，每個校準范圍上要有3個遞增的頻率點和2個遞減的頻率點。檢測應(yīng)按照4.2.3的要求確定力的幅值。應(yīng)等到試驗系統(tǒng)在每個新頻率點上穩(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DCD重復的過程。6.1計算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)，計算DCD的峰、谷力值[Fxp(p/v)]。然后，按照式(3)計算DCD力值范圍(△Fxp),按照式(4)計算顯示力值范圍(△F?)。△Fpcp=Fpcp(p)—Fpp(v) (3) (4)6.2等同試樣——方法A按照式(5)計算每一個頻率下的修正因子(C)?！趧討B(tài)力誤差小于施加力范圍的1%(即動態(tài)修正因子在0.99至1.01之間)的工作條件下，動態(tài)力范圍是不需要修正的。在動態(tài)力誤差大于施加力范圍的1%且小于10%(即動態(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，要用修正因子進行修正。在動態(tài)力誤差超過10%(即動態(tài)修正因子低于0.90,大于1.10)的工作條件下，認為動態(tài)試驗系統(tǒng)的校準是失敗的，并且不應(yīng)用于試驗。一旦應(yīng)用修正因子，試樣的實際動態(tài)力誤差將減小到小于動態(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給出一個理想的范例),或者表示為校準頻率范圍內(nèi)最佳擬合函數(shù)，避免5.1.2所確認的任何臨界系統(tǒng)共振頻率。x——頻率：y——修正因子。圖3方法A校準結(jié)果示例6.3柔度包絡(luò)線——方法B按照式(6)計算每一個頻率的示值誤差(e?)。8GB/T25917.1—2019/ISO4965-1:2012………………方法B使用兩個DCD,畫出顯示誤差-頻率曲線，以便確定動態(tài)試驗系統(tǒng)的校準范圍(見圖4和圖5)。試驗系統(tǒng)的校準范圍內(nèi)動態(tài)力誤差不允許超過施加力范圍的1%。如果兩個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DCD的誤差會同時增加或減小。如果兩個DCD之間的柔度相差較大，一個DCD可能誤差隨著頻率的增加而增加，另一個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。實際試驗頻率極限是按照不超過動態(tài)力范圍的1%來確定的。實際的試驗不允許任何一個DCD的誤差超過動態(tài)力x——頻率； 圖-1.5- 圖5兩個DCD之間柔度差別很大時的典型校準包絡(luò)線9GB/T25917.1—2019/ISO4965-1:2012a)力顯示裝置和校準顯示范圍；b)預(yù)置的校準頻率范圍；d)力傳感器和試樣之間的加載鏈零部件的質(zhì)量；f)試驗系統(tǒng)靜態(tài)校準所使用的標準(例如ISO7500-1:2004),所達到的級別和靜態(tài)校準的日期；g)校準時的環(huán)境溫度；h)校準機構(gòu)的名稱；i)校準的日期；j)提及本部分即GB/T25917.1。7.2動態(tài)力校準的結(jié)果a)對于方法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)對于方法B,所有的動態(tài)誤差小于力范圍的1%的頻率范圍；7.3再校準GB/T25917.1—2019/ISO4965-1:2012(規(guī)范性附錄)用戶再校準指南a)動態(tài)校準周期不應(yīng)超過12個月；梁位置的改變都會對試驗機的動態(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。出于校準的目的，試驗系統(tǒng)在安裝時，要充分考慮試驗系統(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)試驗系統(tǒng)儀器帶寬的估算指南估算試驗系統(tǒng)儀器的工作帶寬，可由輸入階躍變化的信號時儀器的響應(yīng)測量得出。階躍變化的信號是這樣產(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))一個分流繼電器，對繼電器進行開、