Совмещение данных для выявления среднего значения
Измерение твердости на различных участках сегментов вырезанных из отрезка трубы (кольца) по методу Роквела на твердомере ТК-2. Расчет интегрального и дифференциального распределения значений твердости Статистическая обработка данных на поверхностях.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.01.2018 |
| Размер файла | 287,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Оренбургский государственный университет
Совмещение данных для выявления среднего значения
Килов А.С., Буланкина Е.В.
При определении свойств материала, например, твердости проводят множество замеров этой величины и затем выходят на ее среднее значение, причем, точность определения средней величины зависит от числа измерений и чем их больше, тем точность выше. Однако возможность набора большего массива исходных данных часто ограничена размерами исходных образцов.
Твердость является одной из основных характеристик материала (заготовки), а ее определение относится к методам неразрушающего контроля. При выяснении возможности использования сварной трубной заготовки для изготовления детали - ролика ленточного конвейера разрабатываемой технологией - пластической деформацией необходимо знать твердость, т.к. это позволяет оценить технологические свойства материала (заготовки) на стадии изготовления деталей, а также позволяет сделать предположение о стойкости деталей. Твердость напрямую влияет на износостойкость.
Измеряли твердость на различных участках сегментов вырезанных из отрезка трубы (кольца), показанных на рисунке 1.
Рисунок 1 - Вид сегментов, вырезанных из трубы
Твердость измеряли по методу Роквела на твердомере ТК-2 и затем значения перевели в НВ на следующих образцах труб:
- на образцах из трубы в состоянии поставки и подвергнутых отжигу.
В процессе измерения твердости образцов в виде сегмента (рисунок 1) для повышения точности измеряемых значений, возникла необходимость использования струбцины и дополнительной опоры, при этом сегмент устанавливали на опору, а идентером воздействовали на поверхность части сегмента, находящегося между ним и дополнительной опорой.
Измерение твердости сегментов проводили на трех участках и в трех точках каждой из 6 поверхностей. На 4 гранях (на двух продольных боковых (условно левая и правая) и двух поперечных торцевых (условно верхней и нижней) и на наружной и внутренней поверхностях сегмента). Схемы измерения и значения твердости для образцов приведены на рисунке 2, а значения - на рисунке 3.
Рисунок 2 - Схема мест измерения твердости на поверхностях сегментов на каждой из шести граней сектора: а - на торцевых; б - на внутренней; в - на внешней (цифры показывают номер поверхности в таблицах).
Полученные значения твердости показали относительно большой разброс и были проанализированы в системе Microsoft Excel, для этого значения твердости были разделены по 8 диапазонам твердости (с шагом 5 МПа). Диапазоны значений твердости исходной трубной заготовки в состоянии поставки составили от min (120 МПа) до max (160 МПа) для наружной поверхности и от min (100 МПа) до max (130 МПа).
Рисунок 3 - Значения твердости на поверхностях сегмента заготовки в состоянии поставки крупные цифры соответствуют следующим поверхностям: 1 и 2 - продольные боковые (условно левая и правая) грани, 3 и 4 - поперечные торцевые (условно верхняя и нижняя) грани; 5 - внутренняя, 6 - наружная поверхности
В указанных диапазонах рассчитан интегральное и дифференциальное распределение значений твердости исходного сегмента (рисунок 4). Полученные значения приведены в таблице 1 и на их основании были построены гистограммы (рисунок 5), причем, распределение значений твердости рассмотрено как общее так и Парето (ранжированное по частоте повторений значений) в выделенных диапазонах.
По полученным значениям диапазонов твердости нашли и сумму значений твердости и среднее значение в каждом интервале (таблица 1).
Таблица 1 - Распределение значений твердости (общее и ранжированное) и интегральный процент в диапазонах
|
Карман |
Частота |
Интегральный % |
Сумма значений |
Среднее значение |
Карман |
Частота |
Интегральный % |
|
|
120-124 |
1 |
1,85 |
123 |
123 |
145-149 |
11 |
20,37% |
|
|
125-129 |
9 |
18,52 |
1143 |
127 |
125-129 |
9 |
37,04% |
|
|
130-134 |
5 |
27,78 |
664 |
133 |
135-139 |
9 |
53,70% |
|
|
135-139 |
9 |
44,44 |
1229 |
137 |
140-144 |
8 |
68,52% |
|
|
140-144 |
8 |
59,26 |
1136 |
142 |
150-154 |
7 |
81,48% |
|
|
145-149 |
11 |
79,63 |
1621 |
147 |
139-134 |
5 |
90,74% |
|
|
150-154 |
7 |
92,59 |
1059 |
151 |
155-160 |
4 |
98,15% |
|
|
155-160 |
4 |
100,00 |
627 |
157 |
120-124 |
1 |
100,00% |
|
|
7602 |
141 |
Из приведенных значений видно, что наибольшая частота значений (11) приходится на диапазон 145 - 149 МПа, что составляет 20 %. На диапазоны 120 - 124 и 150 - 160 МПа приходится 20 % значений. Из возрастающего ряда выпадает диапазон 125-129 МПа и на него приходится 9 значений, что составило 18,5 %.
Полученные значения были проанализированы как на общее средне значение, так и на среднее значение по поверхностям (таблицы 2 - 4).
Статистическую обработку данных на поверхностях выполнили по значениям твердости в разных точках поверхностей и с учетом значений на прилегающих гранях обращенных к соответствующей поверхности (значения твердости на самих поверхностях выделены курсивом). Также рассчитали твердость в средней (по толщине) части образца. Также была рассчитана твердость на различных участках образца (верх, низ и средняя часть).
Рисунок 4 - Интегральная и дифференциальная функция распределения твердости
Приведенные выше данные показали, что твердость на наружной поверхности примерно на 10 % выше, твердости на внутренней поверхности (150 против 134 МПа). Из данных также следует, что значение твердости на поверхностях (наружной и внутренней) близки к значениям, на участках граней, прилегающим к рассматриваемым поверхностям, а среднее значение твердости в средней (по толщине) части образца составляет примерно среднеарифметическое между значениями твердости на поверхностях и составляет 140 МПа.
Рисунок 5 - Гистограмма общая распределения значений твердости исходной трубной заготовки в состоянии поставки и интегральный процент в диапазоне на наружной (а) и внутренней (б) поверхностях
Таблица 2 - Значение твердости наружной поверхности (исходный образец) Твердость НВ, МПа
|
Место измерений |
Среднее значение |
||||||||
|
торец левый |
слева |
посередине |
справа |
торец правый |
поверхности |
грани |
общее |
||
|
Торец верхний |
149 |
156 |
152 |
152 |
|||||
|
верх |
153 |
151 |
146 |
156 |
149 |
151 |
151 |
151 |
|
|
середина |
146 |
146 |
143 |
153 |
146 |
147 |
146 |
147 |
|
|
низ |
150 |
150 |
141 |
149 |
143 |
147 |
149 |
147 |
|
|
торец нижний |
159 |
146 |
156 |
154 |
|||||
|
ср.по поверх |
149 |
143 |
153 |
148 |
|||||
|
ср.по гран |
150 |
154 |
151 |
154 |
146 |
150 |
|||
|
общее |
151 |
146 |
153 |
150 |
Таблица 3 - Значение твердости внутренней поверхности (исходный образец) Твердость НВ, МПа
|
Место измерения |
Место измерения |
|||||
|
торец левый |
слева |
посередине |
справа |
торец правый |
||
|
Торец верхний |
123 |
143 |
134 |
|||
|
верх |
128 |
140 |
131 |
128 |
127 |
|
|
середина |
126 |
150 |
137 |
136 |
146 |
|
|
низ |
134 |
143 |
134 |
126 |
143 |
|
|
торец нижний |
128 |
136 |
126 |
|||
|
Среднее |
по поверх. 136 |
по грани 133 |
общее 134 |
Таблица 4 - Значение твердости частей сектора исходного образца Твердость НВ, МПа
|
Место измерений |
Верхняя часть |
Нижняя часть |
|||||||||
|
Место измерений |
|||||||||||
|
Т. левый |
слева |
посередине |
справа |
Т. правый |
Т. левый |
слева |
посередине |
справа |
Т. правый |
||
|
Торец верхний |
151 |
146 |
156 |
143 |
134 |
126 |
|||||
|
слева |
153 |
149 |
156 |
152 |
149 |
134 |
128 |
136 |
126 |
128 |
|
|
серед. |
140 |
131 |
149 |
137 |
149 |
137 |
137 |
143 |
136 |
146 |
|
|
справ |
128 |
123 |
143 |
134 |
127 |
150 |
159 |
146 |
156 |
143 |
|
|
торец нижний |
140 |
131 |
128 |
156 |
146 |
151 |
|||||
|
Среднее |
по верх. грани 142 |
по верх. торцу 141 |
по ниж. торцу 141 |
по ниж. грани 141 |
|||||||
|
общее по верху 141 |
общее по низу 141 |
||||||||||
|
Среднее общее |
141 |
твердость роквел статистический труба
Рисунок 6- Графики истинных и средних значений твердости на каждой из шести граней рисунок 49 а, на поверхностях с окружением (б) и общее (в)
Обозначения твердости графиках: - номера рядов на рисунке 6а совпадают с номерами поверхностей рисунка 2, 7 ряд соответствует среднему значению по сегменту; - на рисунке 6б четные ряды соответствуют средним значениям, а нечетные: - 1 - на внутренней поверхности заготовки; - 3 - твердость в средней (по толщине) части образца, - 5 - наружной на поверхности заготовки; - 7 - твердость верха образца; - 9 - твердость низа образца. - на рисунке 6в 1й ряд - все истинные значения твердости, 2й - среднее.
Совмещение данных о твердости на поверхностях и гранях позволило более точно выявить среднее значение твердости всего образца.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Понятие твердости. Метод вдавливания твердого наконечника. Измерение твердости по методу Бринелля, Виккерса и Роквелла. Измерение микротвердости. Порядок выбора оборудования. Проведение механических испытаний на твердость для определения трубных свойств.
курсовая работа [532,5 K], добавлен 15.06.2013Методика определения твердости и измерения отпечатка, схемы испытания различными способами. Сопротивление материала проникновению в него более твердого тела. Расчеты определения твердости; перевод твердость по Бринелю в твердость по Раквеллу, Виккерсу.
лабораторная работа [567,3 K], добавлен 12.01.2010Методика определения твердости по Бреннелю, Роквеллу, Виккерсу. Схема испытаний на твердость различными способами. Продолжительность выдержки образца под нагрузкой. Основные методы внедрения в поверхность испытываемого металла стандартных наконечников.
лабораторная работа [6,3 M], добавлен 12.01.2010Виды твёрдых растворов. Методы измерения твердости металлов. Диаграмма состояния железо-карбид железа. Диаграмма изотермического превращения аустенита для стали У8, кривая режима изотермической обработки, обеспечивающей получение твердости 150 НВ.
контрольная работа [38,5 K], добавлен 28.08.2011Испытания на твердость металла с помощью метода измерения по Бринеллю. Устройство и принцип работы твердомера. Поиск предела прочности и текучести материала. Связь между напряжениями и деформациями. Поверхностная и объемная твердость материалов.
контрольная работа [700,4 K], добавлен 06.11.2012Измерение фокусного расстояния по методу увеличения. Измерение заднего вершинного отрезка объектива. Измерение предела разрешения объектива. Оценка качества изображения объектива по дифракционной точке. Измерение коэффициента светопропускания объектива.
реферат [640,5 K], добавлен 11.12.2008Однократное и многократное измерение физической величины. Определение среднего арифметического и среднеквадратического отклонения результатов серии измерений, их функциональные преобразования. Обработка экспериментальных данных при изучении зависимостей.
курсовая работа [159,6 K], добавлен 03.12.2010Расчет допустимого значения диагностического параметра. Определение периодичности профилактики. Расчет надежности (безотказности) заданного механизма, агрегата, системы. Расчет эмпирических характеристик распределения и его теоретических параметров.
курсовая работа [264,0 K], добавлен 11.11.2013Характеристика пластического деформирования (дробеструйная обработка) и поверхностной закалки (сильный нагрев верхнего слоя и резкое охлаждение для получения высокой твердости и прочности детали при вязкой сердцевине) как методов упрочнения стали.
лабораторная работа [199,5 K], добавлен 15.04.2010Термическая обработка чугуна: понятие и виды. Микроструктура и свойства сталей после химико-термической обработки: цементация и азотирование. Зависимость твердости от содержания углерода по глубине цементованного слоя. Распределение азота по толщине слоя.
реферат [541,9 K], добавлен 26.06.2012Расчет подшипника качения типа Р0-7308. Эпюры нормальных напряжений на посадочных поверхностях, случаи местного нагружения наружного и внутреннего кольца. Расчет сопряжения наружного кольца подшипника со стаканом. Расчёт гладких цилиндрических сопряжений.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 06.07.2011Расчет плотности и расхода газа при данном давлении и температуре. Выбор труб и определение расчетных скоростей на отдельных участках. Определение потерь напора на участках. Гидравлический расчет для конкретных данных. Построение характеристики сети.
курсовая работа [101,0 K], добавлен 20.11.2010Составление эскиза детали и характеристика средств измерений. Оценка результатов измерений и выбор устройства для контроля данной величины. Статистическая обработка результатов, построение гистограммы распределения. Изучение ГОСТов, правил измерений.
курсовая работа [263,8 K], добавлен 01.12.2015Нахождение среднего арифметического значения выходного напряжения в каждой точке входного сигнала. Построение экспериментальной статической характеристики преобразователя. Расчет погрешности гистерезиса и класса точности измерительного преобразователя.
курсовая работа [861,5 K], добавлен 06.03.2012Оценка истинного значения измеряемой величины. Доверительные интервалы для оценки среднего квадратического отклонения нормального распределения. Оценка точности измерений. Оценка вероятности (биномиального распределения) по относительной частоте.
реферат [277,7 K], добавлен 13.10.2013Сущность статических испытаний материалов. Способы их проведения. Осуществление испытания на растяжение, на кручение и изгиб и их значение в инженерной практике. Проведение измерения твердости материалов по Виккерсу, по методу Бринеля, методом Роквелла.
реферат [871,2 K], добавлен 13.12.2013Исследование структуры металла: выявление нарушения его сплошности, распределения примесей и неметаллических включений, формы и расположения кристаллитов. Понятие твердости металлов, ликвации, методической печи. Классификация металлорежущих станков.
контрольная работа [88,9 K], добавлен 15.08.2009Определение механических свойств конструкционных материалов путем испытания их на растяжение. Методы исследования качества, структуры и свойств металлов и сплавов, определение их твердости. Термическая обработка деформируемых алюминиевых сплавов.
учебное пособие [7,6 M], добавлен 29.01.2011Кинематический расчет привода. Выбор твердости, термической обработки и материала колес. Определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба. Конструирование зубчатых колес, корпусных деталей, подшипников. Расчет валов на прочность.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 12.02.2015Контрольные карты для количественных и качественных данных. Измерение значений веса материала при операции пайки для материнских плат с технологическими допусками. Построение контрольной карты Шухарта, рекомендации по данному технологическому процессу.
курсовая работа [428,9 K], добавлен 20.04.2015
