测量不确定度在链条疲劳性能试验中的应用

    1　引　言

    测量的目的是确定被测量的值或获取测量结果。测量结果的质量是科学实验成败的重要因素之一,它直接影响国家和企业的经济利益、人身的健康和安全,测量结果和由测量结果得出的结论,同时也可能成为执法和决策的重要依据。因此,当报告测量结果时,必须对其质量给出定量的说明,以确定测量结果的可信程度,即在测量结果的报告中引入测量不确定度。测量不确定度是对测量结果质量的定量表征,测量结果的可用性很大程度上取决于其不确定度的大小。所以,测量结果必须附有不确定度说明才是完整并有意义的。不确定度的概念在测量历史上相对较新,发达国家的校准实验室和检验实验室都已广泛采用,而国内只有校准实验室在校准结果中应用较多,在检验实验室的检测结果(包括链条产品检测结果)中尚未被采用。由ISO/IEC17025转化的GB/T15481—2000[1]要求,检测实验室在报告检测结果时也要提供详细的不确定度说明或报告;而且,国外用户订购国产链条产品时,也要求所提供的检测报告中附有不确定度说明。可见,不论是为满足国家标准要求还是为了与国际接轨,都必须在链条产品的检测中引入不确定度。

    本文通过大量试验和计算,给出了链条疲劳性能的测量不确定度计算方法,以便在链条行业得到广泛应用。

    2　试验样品的确定

    链条疲劳性能的试验对象是链段,而不是组成链条的零件,测得的结果可直接反映产品的疲劳强度。所以,选摩托车链中应用较广的08MC规格链条作为试验样品,将样品解体三段,每段内链节3个、外链节2个,如图1所示。

    3　试验设备的确定

    链条的疲劳性能试验是在疲劳试验机上进行的,08MC规格链条国标规定最大动载荷是S_max=4400N、最小动载荷S_min=440N^[2],那么应该选满量程20kN的试验机进行试验。这里选PLG-20C电磁谐振式高频疲劳试验机,其衰减倍数:1、2、5。负荷精度:示值的±1.0%。1倍挡的分辨率是0.01kN,2倍挡的分辨率是0.01kN,3倍挡的分辨力是0.001kN。这里1倍挡满量程是20kN,2倍挡满量程10kN,5倍挡满量程4kN,因此应选2倍挡量程进行试验。

    4　试验并记录

    将试样用专用夹具装夹在试验机上,保证不要有附加应力,缓慢加载到平均载荷,启振,调整振幅到要求数值,并将试验数据记录下来(注意:如果试样断裂发生在与夹具联接处,则此试验无效,应重新换样试验),试验数据如表1。

    5　建立数学模型、找出不确定度的影响因素

    链条疲劳性能的测得,是通过疲劳试验机施加到链段上一定的动载荷,通过对振动周次的测量,由计数器显示记录下来。因此,试验所施加载荷的大小,计数器计数是否准确是影响疲劳强度的直接原因,另外温度对它的影响也是很敏感的,所以,疲劳性能的数学模型可用下式表示,被测量: