Page 22 - 理化检验-物理分册2022年第八期

卢 奇, 等: 轴向加力疲劳试验机动态力国标和美标校准方法的技术比较

定义》 中对于动态力的描述: 动态力是指随时间变化 态终值误差( 峰值或谷值) 要求为±1.0% 。
的力, 包括随机力、 冲击力和循环力。因为疲劳试验 相比之下, JJG556 — 2011 中对于动态力的校

机所 施 加 力 是 随 时 间 呈 周 期 性 变 化 的, 所 以 JJG 准 项 目 要 多 于 ASTM E467 — 2021 ,但 ASTM

556 — 2011 在校准对象的描述中使用了更加准确的 E467 — 2021 中的技 术 要 求 要 比 JJG556 — 2011 中

循环力代替了动态力 [ 4 ] 。 ASTM E467 — 2021 虽然 的更加严格。考虑到动态力误差还应与疲劳试验检
也指出其规程涵盖了在轴向疲劳测试系统中, 恒定 测标准中对设备的计量技术要求相匹配, 其中: ①

振幅测试时对循环力振幅控制或测量精度进行动态 GB / T3075 — 2008 《 金属材料 疲劳试验 轴向力控
验证的程序, 但在通篇规程中, 仍然多次使用动态力 制方法》 要求动态力测量误差不超过所需测力范围

作为其校准对象的描述。 的 ±1% ; ② GB / T15248 — 2008 《 金属材料轴向等
1.3 术语表示方法的差异 幅低循环疲劳试验方法》 中要求试验机相继两循环
由于JJG556 — 2011 的校准项目较多, 因此通 的重复性应在所试应力或应变范围的 1% 以内或平

( 试 均范围的 0.5% 以内, 整个试验过程中应稳定在 2%
篇使用了大量的符号来定义各类术语, 如: F max

( 惯性力) 等。使用符号 代替文 以内; ③ ASTM E466 — 2021 《 金属材料力控制恒定
验机的最大力)、 F i

字可以显著缩短标准内容的篇幅, 但使用者需要花 振幅轴向疲劳试验方法》 与 ASTM E606 / E606M —

费一定的时间去对照表格理解各类符号所代表的含 2021 《 应变控制疲劳试验标准试验方法》 中均提到

义。 ASTM E467 — 2021 正文中直接使用术语而非 动态力要满足 ASTM E467 — 2021 中的计量要求。

符号, 仅在附录 A1 中的计算公式中使用了符号来 由此可见, ASTM E467 — 2021 的 动 态 力 计 量 性 能

代替部分参数。 要求要比 JJG556 — 2011 更 符 合 日 常 疲 劳 试 验 需

对比两个标准的术语差异不难发现, 两个标准 求。此外, JJG556 — 2011 中并没 有 动 态 力 谷 值 误

在校准术语的选择中各有侧重: JJG556 — 2011 中 差的要求, 这是考虑到当试验机动态力谷值越接近
术语多为动态力检定要求相关参数, 且使用了大量 零时, 会接近力传感器的测量范围下限, 导致谷值示

的符号, 这间接提高了标准的学习成本; 而 ASTM 值误差的近零测量点是不准确的, 所以 JJG556 —
E467 — 2021 中对术 语 的 选 择 面 更 广、 解 释 更 为 详 2011 采用了动态力范围误差与峰值误差, 以避开该

细, 对于初次接触标准的使用者更加友好。 类情况的发生。
2 计量性能要求 3 计量器具的技术要求

JJG556 — 2011 中 对 于 动 态 力 的 校 准 项 目 有 JJG556 — 2011 中对循环力校准中使用的力校

6 条: ① 循 环 力 范 围 示 值 相 对 误 差 要 求 为 ±2% 准装置要求如下所述。

( A ), ±3% ( B ); ② 循环力范围示值重复性要求为 ( 1 )力校准装置应由标准测力仪或电阻应变计

2% ( A ), 3% ( B ); ③ 循环力峰值范围示值相对误差 式的校验棒组成 [ 5 ] 。

要求为 ±2% ( A ), ±3% ( B ); ④ 循环力峰值范围示 ( 2 )准确度等级应不低于 0.3 级( 当使用电阻

值重复性要求为 2% ( A ), 3% ( B ); ⑤ 10 min 循环 应变计式的校验棒时, 应符合相应准确度等级的标

力范 围 示 值 变 动 性 要 求 为 2% ( A ), 3% ( B ); ⑥ 准测力仪的技术指标要求)。

10min循环力峰值示值变动性要求为 2% ( A ), 3% ( 3 ) 工 作 范 围 内 的 频 率 响 应 变 化 不 超 过
( B )。其中项目 ⑥ 为后续校准中的非必须项目, 可 ±0.1dB ; 或固有频率不低于被检试验机最高工作

见首次校准与后续校准的检定项目并不相同, 且对 频率 15 倍的力校准系统。
于不同种类疲劳试验机的计量要求也不尽相同。其 ( 4 )采样频率不低于校准频率的 50 倍。

中, A 适用于电液伺服疲劳试验机, B 适用于液压脉 ( 5 )在给定静态力的条件下, 校准装置峰值显

动疲劳试验机、 机械式疲劳试验机、 电磁共振型疲劳 示与静态显示的示值差在相同条件下应在装置量程
试验机及其他形式的试验机。 的 ±0.02% 以内。

ASTME467 — 2021中仅对循环力范围允许误差 ASTM E467 — 2021 中对力校准装置的要求如

与动态力终值误差提出要求, 其中: ① 动态力范围允 下所述。

许误差要求为±1.0%× 最大静态力跨度; ② 最大动 ( 1 )建议使用电阻应变计式的校验棒, 若条件
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