Page 23 - 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

不允许, 可使用其他替代的力校准装置。 0.1 , 0.2 )。
(

( 2 )力校准装置的整体精度应占动态测量总误 ( 2 ) F amax <F max F amax ≈0.5F max ) 或 F amax <

差的 25% 以下。此外, 力校准装置还需配有最新的 的拉压试验机。平均循环力比为 0.0 ( 循环力
F max
校准证书, 并可追溯至美国国家标准与技术研究院 范围比为 0.02 , 0.05 , 0.10 )。
( NIST ) 或其他机构公认的国家标准。 试验机若不能达到规定的循环力范围时, 可将

( 3 )对 于 力 校 准 装 置 的 静 态 校 准, 不 需 要 按 循环力范围改为该平均循环力下的最大循环力范

ASTM E4 — 2021 《 试验机的力校准与验证标准规 围。此外, 对于后续校准和使用中校准的试验机, 可
程》 对力校准装置进行静态校准。只需要将力校准 以仅在一个平均循环力下进行循环力校准: 拉伸( 或
装置的指示力静态校准到力传感器指示力, 该力水 压缩) 试验机取平均循环力比为 0.5 , 拉压试验机取
平对应于所需的动态力峰谷值。 平均循环力比为 0 。
ASTM E467 — 2021 中对动态力具体的校准点

4 校准内容
无明确要求, 但标准中指出: 推荐选取试验机可设置
4.1 校准点的选择 的最大与最小动态力点。除此之外, 考虑到试验机

JJG556 — 2011 中根据试验机的类 型, 对于分 在拉压过程中振动差异的不确定性, 若试验机有在
( 试验机的 此情况下运 行的 需 求, ASTM E467 — 2021 建 议 通

档的试验机, 根据格档量程对应的 F amax
( 试验机的最大力) 的不同, 过试验机在运行的每个力值范围内施加通过零点的
最大循环力幅) 与 F max
分成以下 3 种情况。 范围循环力进行动态力校准。

( ) 的拉伸( 或 4.2 校准波形及频率的选择
( 1 ) F amax < F max F amax ≈0.5F max
压缩) 试验机。平均循环力比为 0.2 , 0.8 ( 循环力范 考虑到电磁共振式的疲劳试验机只能产生正弦
围比为 0.2 , 0.4 ); 平均循环力比为 0.4 , 0.6 ( 循环力 波形, JJG556 — 2011 中要求校准波形一般为正弦

范围比为 0.2 , 0.4 , 0.6 , 0.8 ); 平 均 循 环 力 比 为 0.5 波。对于电磁共振式的疲劳试验机, 以系统的共振
( 循环力范围比为 0.2 , 0.4 , 0.6 , 0.8 , 1.0 )。 频率为循环力的校准频率; 对于其他类型的各类试

( ) 的拉压试 验机, 若试验机仅使用几个特定的工作频率, 则循环

( 2 ) F amax < F max F amax ≈ 0.5F max
验机。平均循环力比为 ±0.5 ( 循环力范围比为 0.2 , 力仅在这几个特定的工作频率下校准; 若试验机在
0.4 , 0.6 , 0.8 , 1.0 ); 平均循环力比为 ±0.25 ( 循环力 变化的频率范围内使用, 则选取包括该频率范围的
范围比为 0.2 , 0.4 , 0.6 , 0.8 , 1.0 ); 平均循环 力比为 上下限在内的 3 个频率作为循环力的校准频率。
0.0 ( 循环力范围比为 0.2 , 0.4 , 0.6 , 0.8 , 1.0 )。 ASTM E467 — 2021 中 未 提 及 校 准 波 形 的 选

的拉压试验机。平均循环力 择, 对于试验机频率的选择, ASTM E467 — 2021 和

( 3 ) F amax = F max

比为 ±0.6 ( 循环力范围比为 0.2 , 0.4 ); 平均循环力 JJG556 — 2011 较为相似: 如果疲劳试验机仅在几
比为 ±0.4 ( 循环力范围比为 0.2 , 0.4 , 0.6 ); 平均循环 个特定分散的频率下使用, 则仅在这些频率下进行
力比为 ±0.2 ( 循环力范围比为 0.2 , 0.4 , 0.6 , 0.8 ); 平 校准。如果机器将在各种频率下使用, 必须使用完
均循环力比为 0.0 ( 循环力范围比为 0.2 , 0.4 , 0.6 , 整校准程序对最小和最大频率进行校准, 这些频率
0.8 , 1.0 )。 之间的任何工作频率都可以使用惯性力修正。
此外, 对于不分档试验机, 除了按照上述要求选 4.3 校准程序对比分析

取的平均循环力比和循环力范围比外, 还需额外按 JJG556 — 2011 的循环力校准一般遵循以下步
照以下列出的平均循环力比和循环力范围比进行校 骤: 对于循环力校准装置的测力元件, 使用合适的工
准, 将校准合格的最小循环力范围作为该试验机循 装与疲劳试验机连接, 并保证足够的连接刚度; 连接
环力范围的测量下限, 且测量下限不低于 200 倍试 后的力校准装置测力元件轴线应与试验机的加力轴
验机力指示装置分辨力。主要分为以下两种情况。 线相重合, 以减小倾斜力和偏心力对校准过程的影

( ) 的拉伸( 或 响; 待试验机与测力装置按规定使用说明要求通电

( 1 ) F amax< F max F amax ≈0.5F max

压缩) 试验机; 平均循环力比为 0.02 ( 循环力范围比 预热 30min 后方可进行校准, 再确认好循环力级、
为 0.2 , 0.4 ); 平均循环力比为 0.05 ( 循环力范围比 校准频率与校准波形后, 设置循环力校准装置的采

为 0.05 , 0.1 ); 平均循环力比为 0.1 ( 循环力范围比为 样频率, 使其采样频率至少为 50 倍的校准频率。
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