CN104458415B - 一种检测钢丝材质性能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测钢丝材质性能的方法，步骤包括：步骤1、定义判定指标为期望偏离度S_Q；步骤2、取不同材质、并符合检验标准的多个样本；步骤3、按照钢丝执行标准检验得到钢丝的拉力、扭转、弯曲性能数据；步骤4、计算每个样本的拉力、扭转、弯曲性能的标准偏差S；步骤5、引入变异系数C_v，建立样本拉力、扭转、弯曲性能标准偏差变异系数和期望偏离度的关系；步骤6、计算出每种材质钢丝的期望偏离度S_Q，并根据S_Q值选择理想的材质，即成。本发明的方法，借助变异系数，消除了量纲的影响，引入了期望偏离度的概念及计算方法，可迅速选择性能最理想的材质。

Description

一种检测钢丝材质性能的方法

技术领域

本发明属于线材制品评价技术领域，涉及一种检测钢丝材质性能的方法。

背景技术

钢丝绳是线材制品中种类最多，线材用量最大的产品。为了改善钢丝绳的使用性能或节约成本，较多钢丝绳生产企业拟尝试或正在进行原料替代，但在众多的钢丝原料之中，如何选择适合、理想的原料显得相当重要，目前尚无定型的理论，仅通过经验，并对试验数据进行简单对比，做出选择，这种方法理论支撑性较弱，因此如何评价钢丝材质性能优劣显得十分重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测钢丝材质性能的方法，解决了现有技术中只能通过经验方式对试验数据进行简单对比做出选择，准确性不够，适当性不强的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种检测钢丝材质性能的方法，其特点在于，按照以下步骤实施：

步骤1、定义判定指标为期望偏离度S_Q，S_Q理想状况应为0，S_Q值越接近0，代表材质性能离期望值越近，S_Q值越小，材质选择越理想；

步骤2、取不同材质、并符合检验标准的多个样本；

步骤3、按照钢丝执行标准检验得到钢丝的拉力、扭转、弯曲性能数据；

步骤4、计算每个样本的拉力、扭转、弯曲性能的标准偏差S；

步骤5、为判定钢丝的综合力学性能，消除测量尺度和量纲的影响，引入变异系数C_v，变异系数C_v的计算式为式(1)：

其中，s^*表示样本标准差，表示样本均值；

建立样本拉力、扭转、弯曲性能标准偏差变异系数和期望偏离度的关系，该关系表达式为式(2)：

S_Q＝k·C_v,R·C_v,T·C_v,B， (2)

其中，k表示材料系数(钢丝材质均为碳钢，可忽略该值影响)，

C_V,_R表示拉力变异系数，

C_V,T表示扭转变异系数，

C_V,B表示弯曲变异系数；

步骤6、通过式(2)计算出每种材质钢丝的期望偏离度S_Q，并根据S_Q值选择理想的材质，即成。

本发明的有益效果是，借助变异系数，消除了量纲的影响，引入了期望偏离度的概念及计算方法，利用该方法可迅速选择性能最理想的材质，此外该法亦可用于钢丝材质性能的优劣的评价。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明方法通过数学方法计算得出性能数据的标准偏差，引入材质期望偏离度S_Q的概念，并给出期望偏离度的计算公式，通过比较不同材质钢丝期望偏离度的数值来确定材质性能的优劣。

本发明检测钢丝材质性能的方法，按照以下步骤具体实施：

步骤1、定义判定指标为期望偏离度S_Q，S_Q理想状况应为0，S_Q值越接近0，代表材质性能离期望值越近，S_Q值越小，材质选择越理想；

步骤2、取不同材质、并符合检验标准的多个样本(例如样本A和样本B为材质代号)，样本量不低于50个；

步骤3、按照钢丝执行标准检验得到钢丝的拉力、扭转、弯曲性能数据；

步骤4、计算每个样本的拉力、扭转、弯曲性能的标准偏差S；

步骤5、为判定钢丝的综合力学性能，消除测量尺度和量纲的影响，引入变异系数C_v，变异系数C_v的计算式为式(1)：

其中，s^*表示样本标准差，表示样本均值；

建立样本拉力、扭转、弯曲性能标准偏差变异系数和期望偏离度的关系，该关系表达式为式(2)：

S_Q＝k·C_v,R·C_v,T·C_v,B， (2)

其中，k表示材料系数(钢丝材质均为碳钢，可忽略该值影响)，

C_V,_R表示拉力变异系数，

C_V,T表示扭转变异系数，

C_V,B表示弯曲变异系数；

步骤6、通过式(2)计算出每种材质钢丝的期望偏离度S_Q，并根据S_Q值选择理想的材质，即成。

实施例

执行标准为YB/T 5343 1770MPa，如何选择72钢和82钢两种材质来生产Φ3.40mm钢丝。

首先，分别利用72钢和82钢分别生产Φ3.40mm钢丝，再取符合检验标准的72钢和82钢丝样本各80个(样本可多于80个，然后从中随机抽取80个)。

对两种钢丝按照执行标准检验钢丝拉力、扭转、弯曲性能数据。

对两种钢丝得到的样本拉力、扭转、弯曲性能计算标准偏差S和均值，见表1和表2。

表1、72钢Φ3.40mm钢丝性能

项目	破断拉力/kN	扭转/N	弯曲/N
				均值	16.282	34	16
标准差	0.283	4.528	1.228

表2、82钢Φ3.40mm钢丝性能(82)

项目	破断拉力/kN	扭转/N	弯曲/N
				均值	16.776	32	18
.标准差	1.538	2.795	1.968

根据公式(1)，计算每种材质钢丝性能的变异系数，结果如表3所列。

表3、72钢丝和82钢丝性能的变异系数

材质,项目	破断拉力CV,R	扭转CV,T	弯曲CV,B
				72钢丝	0.017381	0.133176	0.07675
82钢丝	0.091679	0.087344	0.109333

因材质均为钢，k值忽略不计，将表3数据代入式(2)可得：

S_Q72＝0.017381×0.133176×0.07675＝0.000178，

S_Q82＝0.091679×0.087344×0.10933＝0.000875，

由上述计算结果可知，S_Q72＜S_Q82，说明72钢材质期望偏离度小，接近理想值0，而82钢材质期望偏离度差异大，因此可选用72钢材质生产的Φ3.40mm制绳丝，该绳丝性能比较理想。

Claims (1)

1.一种检测钢丝材质性能的方法，其特征在于，按照以下步骤实施：

步骤1、定义判定指标为期望偏离度S_Q，S_Q理想状况应为0，S_Q值越接近0，代表材质性能离期望值越近，S_Q值越小，材质选择越理想；

步骤2、取不同材质、并符合检验标准的多个样本，每种样本量不低于50个；

步骤3、按照钢丝执行标准检验得到钢丝的拉力、扭转、弯曲性能数据；

步骤4、计算每个样本的拉力、扭转、弯曲性能的标准偏差S；

步骤5、为判定钢丝的综合力学性能，消除测量尺度和量纲的影响，引入变异系数C_v，变异系数C_v的计算式为式(1)：

$C_v=\frac{s^{*}}{\stackrel{\‾}{x}},---\left(1\right)$

其中，s^*表示样本标准差，表示样本均值；

建立样本拉力、扭转、弯曲性能标准偏差变异系数和期望偏离度的关系，该关系表达式为式(2)：

S_Q＝k·C_v,R·C_v,T·C_v,B， (2)

其中，k表示材料系数，

C_V,R表示拉力变异系数，

C_V,T表示扭转变异系数，

C_V,B表示弯曲变异系数；

步骤6、通过式(2)计算出每种材质钢丝的期望偏离度S_Q，并根据S_Q值选择理想的材质，即成。