第jiu期 J443规范关yu喷wan强度测试方法祄u改吸/div>
发布时间:2016/9/26 11:13:27

引 言                                                                                                        

    关yu规定标准喷wan测试试片使yong方法的J443规范最早是在1952年1月fen面shi的。J443规范作为SAE(美国汽che工程师学会)tuijian的实yong文jian,其中已经feng为经典的ge种准则已guang泛地应yongyu喷wan工业领域。随zhou喷wan实践以及技术的不断进步,J443规范也历经了几次升ban的历程。升ban的时间fen别为1961、1984、2003以及2010年。mu前最新的banben还在zhi定过程中。J443规范是一个重要且有zhou明确定义的喷wan强度测试的指南。

    ben篇文章尝试zhou把J443规范的升ban历程对喷wan强度测试的ying响,zhe个历史过程还原出来。J443规范未来的发誫ua欢ㄒ悸切录际跻约案冉姆椒ǖ纫蛩亍Ⅻ/span>

J443 1952

    J443规范的最早banben产生yu和现在完全不同的时代。在那个时代,ren们所掌握的知识是bi较有限祄o蚁喙氐膅ai念还zhi是tingliu在最初形成祄u锥巍T谀歉鍪焙颍瑉hi能使yong尺zi和对数表,yong印shuamo板的方法刻zi和绘图。采yongfei常feili的手工处理方法进行tongjifen析,因此相关的实际应yongfei常少。

    该标准中tuijian羢i貀u喷wan强度测试的两个可选的方法-“基yu弧gao謉ao团鐆an时间关系的喷wan强度测试方法”以及“基yufugai率测试的喷wan强度测试方法”。

基yu弧gao謉ao团鐆an时间关系的喷wan强度测试方法

    zhe个大jiabi较熟悉的方法是基yu阿尔门弧gao謉ao团鐆an时间的关系图。ru图1所示。

    1952年banben中的图示(图1)现在看起来有点奇怪。那时已经可以yong平滑的quxian把fen段的quxian较hao地lian成一个整体。quxian襤ua闶莥ong铅笔进行蕑hi嫒缓髖ong墨水在描图zhi上进行复印。图1显示出的quxian形zhuang和yong真实数juni合出的quxian形zhuang明显不同,不同zhi处主要是该quxian的前段部fen斜率太gao了太秅ai土恕M?中liu个点对应的喷wan时间fen别是1、2.5、5、20、60和220。在实际应yong中,喷wan时间范wei从1到220hao像不太可能。图1上的liu个“实际点”hao像是jia在事先画hao的quxian上,liu个点对应的弧gao值不太可能为真实的阿尔门试片数ju。ru果在quxianni合时考虑真实数值的bian化性,那么图1不再使yong。当时zhi所以yong图1表蔶iu赡苁莋u意地把图示简化,避mian因为数ju点bian化以及相应的修正而把问题bian得更jia复杂。

 

    在图1中出现了“喷wan强度”和点“A”。“喷wan强度en褪莙uxian上liu个真实点中的第四个点。zhe个第四个点正hao是当喷wan时间增紋ou槐妒保ao值的增jia量正hao等yu或小yu10%的第一个点,you此可见10%法则最早出现在1952年。点“A”是quxian上的一个点(不蕅ia罢媸档恪保玫悴⒚挥忻魅返奈恢茫裁挥邢嘤Φ乃得鳎虼烁玫愕木咛逡庖逑衷诤躰an去pan断。

    在1952banJ443标准的文中有zhe么一段籥i骸ba雚uxian中点A相对应的测具读数通常被ren为喷wan强度的测试值。在某些应yong中该点很nan找出,因此需要进行xizhi的pan断”。然而在图1中的喷wan强度值que蕅ia罢媸di怠保瑉he个“真蔰i怠痹谖恼轮胁⑽磘i及。zhe种图文不一zhi的qing况对喷wan强度的定义有点mo棱两可。

    1952banJ443标准中的图2ruben文的图2所示。在图2中,数ju的bian化性有所体现,但在文章中并未ti糰n薭ian化性。该图的作yong就是jie释ru何调整喷wancan数以获得所需要的喷wan强度。zhe三个quxian中fen别包含9、8和7个点。每个quxian和图1中的quxian一样,喷wan时间的范wei都fei常的大。

 

另外一种方法:基yufugai率测试的喷wan强度测试方法

    喷wan强度测试的另外一种方法表明喷wan强度的定义可以采yong不同的方式。zhe种方法设定喷wan强度可以yong以下三个条jian进行定义:试片类衪ingao謉ao蚮ugai率百fenbi,例ru“0.010,A-2和98%fugai率”。

tuijian的方法可以gai况ru下:

    (1)把一个阿尔门试片的表面进行抛光,然后yong已知较duan的喷wan时间秠uan檬云信鐆an,然后对试片表面的fugai率进行测试。fugai率的测试方法是把试片fang入金相显微jing中,把透明的zhifang在试片zhi上,然后yongbi较尖的铅笔在该透明的zhi上把喷wan产生的凹坑圈出来。yong面积仪把凹坑的尺cun测算出来并最謟han扑愠霭伎yong婊齴han试片zong面积的百fenbi。

    (2)ji算出来的fugai率和相对应的喷wan时间yong来确定fugai聅hi欠翊锏揭蟮闹担╞iru98%)。

    (3)yongyou步骤(2)确定的喷wan时间在一个没有抛光的阿尔门试片进行喷wan,观察喷wan后的弧gao值是否满足要求。

    (4)ru果测量出来的弧gao值不满足要求,那么需要调整设眆u问⒅馗矗?)~(4)的步骤。

    fugai率和喷wan时间的关系可yong下式表达:

C2=1-(1-C1n

    其中C1为一个zhou期喷wan时间后的fugai率百fenbi,%

    C2为n个zhou期喷wan时间后的fugai率百fenbi,%

    n为喷wanzhou期数

    图3显示了喷wan时间和fugai率zhi间的关系。

 

    图3中的quxian满足下面的表达式:

C%=100(1-0.756n)

    在1952banJ443标准中的第7段关yu图3进行了相应的jie蕋ing杭偕杷枰奶鮦ian为0.010,A-2和98%fugai率。进一步假设在第一个zhou期喷wan后的fugai率为76%。ru果以图3的数ju为准,那么一个zhou期相当yuT=5。当T=14时,可以达到98%的fugai率,也就是说喷wanzhou期需要增jia到14/5=2.8倍时,fugai率为98%。zhe就是后续jue定弧gao值大小的所需时间。

    zhe种方法虽然看起来不太shiyongyuche间批产的场合,但是其确实也有zhou独特的优势,ji喷wan强度是唯一祄o皇且觔ao和quxian图中选择一个点出来(zhe个点相对来说不是唯一祄o琤i较mo糊)。

J443 1961

    1961banJ443标譲ia?952ban相bi,zhi在两个介绍性的秝en渲衪i到了喷wan强度单位可fen为N、A和C型三种类衪ing曜贾械钠渌黱a容秊ia谎R虼烁胋an眏ing谋曜疾籸en为是1952ban眏ing奶娲?952年到1961年间,图jie和ji算方法祄u胶苄。诖黬i算器那时还没有出现。

J443 1984

    benban的规范已在sheng明中指出就是要替代1952ban的规范。

    benban规范从na容上有了bi较大的kuo充,从1952/1961banben中的2页kuo展到了6页。另外,在benban规范中也引yong羢i渌墓娣叮渲邪⊿AE J442,SAE J784a和SAE J808a。还有一个规范SP181作为仅供can考,并不作为benban规范的一部fen。

    zhi前banben规范中的图示zhi是进行简单的复zhi,但是在1961年以后,ji算方法已经有了很大祄u剑齬u在Xshexian衍she测试中,yong最佳ni合的quxian来精确地找到衍she峰。所采yong的设备(例ruji算机和可bian程祄u诖黬i算器)可以消除手工方法的繁琐。年龄稍微大一些的读者可能还记得Commodore64位电脑在当时最为萺enⅫ/span>

    在1984ban的J443标准中的图1,在ben文ru图4所示。从图4可以看出,quxian上同样有liu个点,且形zhuang和zhi前的banben一样。在liu个点zhi后有一秝o閤ian代表了quxian后续的趋势。所有liu个点均落在蕑hi娴膓uxian上,但是ru上所说,对yu真实的数ju点是不可能的。喷wan强度和点“Ai匀槐4媪讼吕础Ⅻ/span>

 

    在1984ban的J443标准中的图1中(ben文中的图4)增jia了“当喷wan时间增紋ou槐妒被ao值增jia小yu等yu10%”和“对yufei关键零jian,可以yong20%法则”zhe两句hua。对yu点“A”进行了明确了定义,ji点“A”不是liu个“真实点”的一个点,是quxian上选出的一个点。但benban眏ing谋曜贾忻挥衪i到ji算quxianni合的方法,虽然zhe种方法在其它的技术中得到羢i毡橛ong。

    在1984ban的J443标准中对“强度”进行了描述和定义:

    喷wan强度(例ru,12A)是通过绘zhibao和quxian的方法获得的一个弧gao值,jie释ru下:

    一系列的弧gao謉ao退杂Φ呐鐆an时间可以yong来绘zhibao和quxian。采yong相同的喷wancan数,不同的喷wan时间,对一组的阿尔门试片进行喷wan,然后以时间为横坐标、弧gao值为纵坐标绘zhi一条quxian。一组喷wan后的阿尔门试片的数ju点可以绘zhi出类siyuru图4的quxian。当quxian上的“膝点”过后并且喷wan时间再有相应祅an觕hang(相应的弧gao值也会有一定的增chang),bao和点就会出现。图4中膝点的位置,ji点“A”可以定义为当喷wan时间增紋ou槐妒保ao值的增jia不超过一个特定的百fenbi(X%)的点。

    在上述的mu的性很强的定义中少了一个关键的词,就是在最后一句hua中少了一个“第一个”。ru果紋ou虾螅琻a容就bian成了:“图4中膝点的位置,ji点‘A’可以定义为当喷wan时间增紋ou槐妒保ao值的增jia不超过一个特定的百fenbi(X%)的第一个点”。ru果紋ou狭恕暗谝桓觥保敲唇岜躮ian后来的种种误jie。紋ou狭恕暗谝桓觥保得鱞ao和点(喷wan强度)是唯一的值。ru果没有“第一个”,那么bao和点(喷wan强度)就不是一个唯一的值,而是一个区间范wei。

    在benban标准中,yong“bao和”来定义喷wan强度,然后yong“bao和quxian”来描述图4中quxian的形zhuang。yong“bao和”zhe个磗hi幢泶锶菀滓鹌缫澹瑉he是因为大jia所普遍理jie的“bao和”的含义并没有出现。“bao和enong来描述达到极限的qing况,然而zhe种极限qing况并没有出现喷wan的任何一个阶段。也许,yong“强度jue定quxian” 会bi“bao和quxian”更hao。

 

    在1984ban的J443标准中的图2,图5仍然使yong的是以前的banben,但是也稍作了一些修竚oㄈサ袅艘恍┑蛓u喷wan强度的数ju点,quxian显得更jia的平滑一些,并增jia了“弧gao值小yu等yu10%”等一些文zi的说明。关yuru何调整束流的喷wan强度的jie释说明和zhi前ban眏ing膎a容也是相si的。

    benban标准对通过表面fugai率确定喷wan强度的方法进行了一定祅anyou欤遣⒚挥泄娑ㄆ涫qia盎鵼ufugai率测试的确定喷wan强度的另一种方法”。gong介绍了wu种通过表面fugai率确定喷wan强度的方法,其中的一种和1961ban眏ing姆椒ㄊ窍嗤摹Ⅻ/span>

J443 2003

    该banbensheng明是替代了1997banJ443标准,但是zhe是不正确祄o蛭?997banJ443标譲iyou凑椒⑿泄虼舜庸俜缴侠唇财溆Ω檬谴媪?984ban眏ing腏443标准。修订后的标准仅有四页,关yufugai率测试的方法合并到了“J2277喷wanfugai率”的标准中并在该标准中进行了引yong。另外一个引yong的标准是J442。

    该标准中的图1与zhi前的banben相bi(ben文中的图6)发生了bian化(zhe在过去的超过50年中是第一次),从形zhuang上来看与zhi前的banbenfei常不一样,倒和1952banJ443的图3fugai率quxianshifen的相si。该图的ming名为“bao和quxian”而不蕅ia芭鐆an强度jue定quxian”。该图在SAE关yu喷wan的手ceHS-84中也出现过。

 

    在图6中可以看到zonggong有6个点,所有的liu个点都fei常接近quxian。从坐到youliu个点与quxian的差异为“quxian下,quxian上,quxian中,quxian下,quxian中,quxian上”。zhe个顺序在tongji学中来看是不太可能出现的。

    关yu喷wan强度的定义ru下na容所示:

    “当quxian上的‘膝点’过后并且喷wan时间再有相应祅an觕hang(相应的弧gao值也会有一定的增chang),bao和点就会出现。图6中膝点和bao和点可以定义为当喷wan时间增紋ou槐妒保ao值的增jia不超过10%的第一个点。”

    fei常幸运地,“第一个”zhe个词终yu出现了,但是在zhe个定义中其它的问题又出现了,主要是:(1)该简单指数函数形zhuang的quxian并未有“膝点”;(2)“quxian上的第一个点”的描述是含糊不清的。在图6中“bao和点”qiahao出现在“真实点”上,zhe和zhi前的banben是不一样祄o锌赡芑岬紌hi对喷wan强度的定义有不同的jie读。例ru,选择liu个真实数ju点中的第一个当喷wan时间增紋ou槐妒保ao值的增jia小yu等yu10%的“真实数ju点”作为喷wan强度。在图6中T和2T对应的点也刚hao为真实数ju点。

    在zhi前banben中出现的图2(ji显示设眆u问齬u何ying响喷wan强度)并没有出现在该banben中。可能是ren为标准使yong者并不需要了jie通过ru何调整设眆u问磞ing响喷wan强度方面的na容。

    J443 2010

    该banbensheng明是替代了2003banJ443标准,gong有liu页且有三个引yong的规范,包括:

    SAE J442 喷wanyong的测试试片、夹硓hi骱筒饩撸狐/span>

    SAE J2277 喷wanfugai率的测试方法;

    SAE J2597 ji算机生成喷wanbao和quxian。

    benban标譲ia雤hi前banben相bi主要有以下三个bian化:

    (1)该标准图1—去掉了“等yu或小yu10%”中的“小yu”,zhe样磞ou桓龈ǖ腷ao和quxian中就zhi能得到唯一的一个喷wan强度值;

    (2)该标准图2-该图为bao和quxian的另一种特殊qing况,就是不存在时间增紋ou槐叮ao值增jia大yu10%的点,那么ru果出现该qing况,喷wan强度定义为该quxian上的第一个数ju点;

    (3)秝en?.3—在喷wan强度测试中经常yong到多个阿尔门gu定器。在每个gu定器位置的喷wan强度必须满足相应的要求。而每个gu定器位置的bao和时间不是唯一的…...。

    J443 2010中的图1

    J443 2010中的图1在ben文中ru图7所示。该图中的quxian是kao贝2003banJ443图1祄o莙ue消除了在2003banJ443中出现的容易令ren产生误jie的问题。图7去掉了zhi前的两个点(ji喷wan时间1T和2T对应的点),zhi剩下四个点,zhe消除了喷wan强度必须是真实数ju点的误jie。“增jia10%”yongyu确定quxian上的唯一的一个点,通过zhe个点来确ren喷wan强秗en健he也就消除了第二个误jie。图7中的特征quxian定义为“类型1”,zhe是为了与新的特征quxian“类型2”进行区fen。在benban标准中蕑huang蝨i到了ji算机方法:tuijianyongji算机an照SAE J2597标准生成bao和quxian的方法。



 

    J443 2010中的图2

    另外一种形zhuang与图7相bi完全不同的bao和quxianru图8(J443 2010中的图2)所示。图8也是一个理想的形zhuang,因为图中的“真实”数ju没有任何bian化性。zhi所以使yong“类型2”bao和quxian,zhe是因为在实約hi匝楣讨谢嵊龅降鄙瓒ㄗ钚〉呐鐆an时间/zhou期时,所得到的弧gao值仍然gaoyu喷wan强度点,那么就yong最小的喷wan时间/zhou期所对应的弧gao值作为喷wan强度。在该类型的quxian中,没有任何点当时间增紋ou槐妒保ao值的增jia量超过10%。

    采yongzhe种特殊的bao和quxian(“类型2”)ji算出来的喷wan强度可能bi正常的bao和quxian(“类型1”)ji算出来的喷wan强度要gao,但是benban标准并未给出形ying的“修正”的方法。

    第7.3节—当yong多个gu定器时喷wan强度的确ren

    ben节蘻hi鄣氖橇硗庖桓鲋魈猓琷i当使yong多个gu定器时在过程检验中ru何确ren喷wan强度。每个gu定器对应的bao和时间T都是不同的。在喷wan强度的过程检测中,每个gu定器zhi能gu定一个试片,因此ben规范tuijianyong唯一的一个喷wan时间来确定喷wan强度,应该选取youbao和quxian确定的bao和时间中的最chang的那个,或者其它客户ren可的时间。使yong唯一的喷wan时间在每个试片上进行喷wan,所得的弧gao值应该满足要求的范wei,ji每个喷wan后的试片的弧gao值与原shi喷wan强秗en郻i应在±0.038mm(±0.0015yingcun)的范wei以na。

 

蘻hi酆蚸ie论

    J443标准在可控喷wan中起到了核xin的作yong。J443标譲i?952年到现在祄u衵hou很多令ren欣慰的方面。以现在祅an酃馀篮tui兰踷hi前的标准是容易祄o虼嗽赽en篇文章中出现的任何的批评的na容都不是gu意的。在任何领域中的wei员会都会遇到意见不tong一的问题,然而J443wei员que能够成功的不断ti炼和竚u鐆an强度的测试方法并能筯ua研碌膄en析技术融入其中,是fei常值得肯定的。