Технологические свойства

Технологические свойства отражают способность материала к восприятию технологических операций (переделов), выполняемых с целью изменения его формы, размеров, характера поверхности, плотности и др. Эти свойства определяются измерениями или визуальным осмотром с оценкой способности материала к формуемости (жесткие, пластичные и литые смеси), раскалываемости, шлифуемости, полируемости, дро- бимости, гвоздимости (удерживанию гвоздя при силовых воздействиях) и других показателей технологических качеств. Для оценки этих специфических свойств разработаны и, как правило, стандартизированы методы и приборы, определены температурные параметры и режимы для испытаний, скорости нагружения образцов и т.п.

Оценка свойств материалов производится на основе нормативных документов с использованием определенных оценочных критериев, связанных с математической обработкой результатов испытаний. К наиболее распространенным критериям относятся: среднее арифметическое значение, среднее квадратичное отклонение и коэффициент вариации.

Математическая обработка результатов испытаний

При определении какого-либо показателя свойства материала часто приходится сталкиваться с тем, что значения, получаемые при измерении этого показателя, неодинаковы. Например, прочность контрольных кубов одного замеса бетона почти всегда неодинакова. Эти отклонения могут быть обусловлены разными причинами:

  • ? неточностью измерительных приборов или неправильностью методики измерений;
  • ? ошибками работника, производящего измерения;
  • ? неизбежными отклонениями свойств самого материала.

Первые две причины, так называемые систематические

ошибки, могут быть устранены или учтены. Третья причина — случайные ошибки, которые складываются из множества неконтролируемых причин: неоднородности материала, различий в его технологической обработке и т.п. Полностью исключить влияние случайных ошибок невозможно. Такие ошибки вызывают отклонения при измерении в обе стороны от истинного значения, обычно подчиняющиеся нормальному закону распределения. Суть его состоит в следующем:

  • ? отклонения не могут иметь один и тот же знак, т.е. измеряемые значения бывают и больше, и меньше среднего значения;
  • ? абсолютные значения отклонений ограничены какими- либо пределами для большинства результатов измерений;
  • ? чем больше значение отклонения, тем реже оно встречается;
  • ? если число измерений достаточно велико, то сумма положительных отклонений приблизительно равна сумме отрицательных.

Простейший способ оценки какого-либо свойства заключается в определении средних значений.

Среднее арифметическое значение — статистическая характеристика, описывающая одним числом результаты некоторого ряда измерений. Среднее арифметическое значение вычисляют по формуле

где xt — результат измерения какого-либо свойства материала; п — число измерений.

Среднее арифметическое дает представление о среднем значении измеряемой величины, но ее изменчивости, т.е. пределов колебания (варьирования) этой величины, не выражает. Чтобы судить об изменчивости измеряемой величины необходимо использовать другую характеристику — среднее квадратичное отклонение о. Его выражают в тех же единицах, что и среднее арифметическое значение, и вычисляют по формуле

где — сумма квадратов отклонений всех измерений от среднего арифметического; п — число измерений.

Знак «плюс» или «минус» в формуле показывает, что отклонение может быть как в одну, так и в другую сторону от среднего арифметического.

Среднее квадратичное отклонение — одна из наиболее важных статистических характеристик. Однако его абсолютное значение не позволяет сравнить степень изменчивости изучаемого свойства у нескольких групп материалов.

Квадрат среднего квадратичного отклонения о2 называется дисперсией.

На практике для характеристики разброса измерений часто используют понятие размах (варьирование) R, который представляет собой разность между максимальным и минимальным значениями в ряду измерений:

Размах используют главным образом при анализе результатов небольшого числа измерений (до 10), чтобы облегчить вычисление среднего квадратичного отклонения по формуле

где d — коэффициент, зависящий от числа измерений (табл .2.5).

Таблица 2.5

Значения коэффицента d

п

2

3

4

5

6

7

8

9

10

d

1,13

1,69

2,06

2,33

2,53

2,70

2,85

2,97

3,08

Показатель относительной изменчивости Кв (%), называемый коэффициентом вариации, вычисляют по формуле

Достоверность измерений показывает степень доверия к результатам измерений, т.е. вероятность отклонений измерений от действительных значений. Применительно к стандартным средствам измерения количество измерений заданной погрешности обусловливается нормативными документами.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >