di十ba期 合格的喷丸强度曲线
发布时间:2017/6/26 13:37:40

引 言                                                                                                        

    获de合格的喷丸强度曲线shi开发喷丸工yi最基本的tiao件。令人满意的喷丸强度曲线可襶un迪忠韵履勘辏裹/span>

    1.计算chu在合格范围na的喷丸强度;

    2.帮助xunzhaoling件达dao要qiu覆盖lv所需的时间;

    3.通过规ding的时间dechu的弧高值的wendingxing表征喷丸强度的wendingxing。

    要shi现以蓌ian瞿勘辏枰私夂细竦呐缤枨慷惹叩淖閏heng因su。guan于di一个目标的记录比较多,danshi其它两个jing常hui被忽蕐in>僖桓霰冉蟡i端的例子,如图1所示。这个例子可以pubian地被认为shi不合格的喷丸强度曲线。chu现这种数据并不shi不可能。图1的曲线包含了一个“yu弯曲”值为25μm的未喷丸的数据(di一个数据)以糱a母鲇杉本缦陆档目掌沽ε鏲hu来的四个试片的数据。

    图1zhong的曲线为“最佳ni合”曲线。竚en遱hi通过规huaqiu解的程xu获de的,同时竚en咭瞫hi有理函数。danshi竚en遱hi不合格的,因为它的xing状和由wending的丸流喷丸dechu来的喷丸强度曲线差yi较da。如果想使用这种数据dechu来xing状更为合蕇hi那撸话鉸ingkuang下都hui襶unО芨嬷铡Ⅻ/span>

有一点shi非常清楚的,就shi:

数据应该被ni合cheng合蕇hi那摺Ⅻ/span>

图1. 不合格的喷丸强度曲线,表明喷丸束流不wending

1.计算chu在合格范围的喷丸强度。

有ji个因su影响了一个喷丸强度曲线shi否合格。这xie因su包kuoyu弯曲、曲线xing状以ji曲线ni合程xu。

yu弯曲

并不shi每一个阿尔门试片的平面度都为ling。在喷丸之qian测试阿尔门试片平面度的fang法为“yu弯曲”的fang法。一般qingkuang下,喷丸工程师在huizhi喷丸强度曲线时都不hui忽略yu弯曲值。使用yu弯曲值与否,同一组阿尔门试片,huidedao两个不同的饱和曲线(即喷丸强度曲线,下同)。一种曲线表示“测试后的弧高值随喷丸时间的变huaao硪恢智弑硎尽盎「咧档谋鋒ua随喷丸时间的变hua”。两者的差yi如图2所示。

图2. 采用SAEzhongNo.2的数据huizhi的饱和强度曲线-忽视yu弯曲值以ji考虑了

0.001”的yu弯曲值

    为了薲e骱土縣uayu弯曲值对huizhi饱和强度曲线的影响,假设图2zhong的yu弯曲值为0.001英寸。假设上面的喷丸。强度曲线的每个弧高值的yu弯曲值都为ling。采用EXPP2P的规huaqiu解ruan件,通过上面的曲线dechu的喷丸强秗en?.94,对应的饱和时间T=5.48。而通过蟣v娴那遜echu的喷丸强秗en?.09,对应的饱和时间T=7.19。通过上例可以dechu“yu弯曲值”对喷丸强度计算的影响。在一xie规范zhong,比如J443,就要qiu一ding要使用yu弯曲的fang法。

    目qianpubian被da家接受的shi假设每一个喷丸强度曲线均通过原shi的ling点(0,0)。这种假设shi非常有用的,因为这可以为huizhi曲线多增加一个点,更有利于huizhichu合蕇hi呐缤枨慷惹摺Ⅻ/span>

    在shi际zhong,当面对yu弯曲问题时可能hui采用以下ji种fang法:

    1.完quan忽视yu弯曲值并假设其为ling。

    2.在喷丸qian测试每个阿尔门试片的yu弯曲值,并用喷丸后的弧高值减去yu弯曲值。

    3.阿尔门试片zhi造shangyijing测试了试片的yu弯曲值,用喷丸后的弧高值减去该yu弯曲值。

    4.采用高质量的阿尔门试片,阿尔门试片zhi造shang承nuo其试片的yu弯曲值非常的小,可以忽略不计,即假设yu弯曲值为ling。

    以上ji种fang法在一ding程度蓌ian【鲇谂缤韫uo的要qiu的yan格程度(低标zhun或高标zhun)以ji喷丸工程师的tai度。

    ni簒i呐缤枨慷惹叩暮细駒ing状

    每个曲线都有xiang应的公式来ding义其xing状。喷丸强度曲线的合格xing状ji其对应的公式应满足以下要qiu:

    C1 曲线应该通过图zhong的(0,0)点;

    C2 曲线蓌i幕「咧翟诔鮯hijie段的增chang速度非常快,糵u鮯hi线xing的。随着时间的推移,弧高值的增chang速度yue来yue慢;

    C3 在da量的喷丸后,弧高值的增changlvhui变小;

    C4 对于J2597标zhun的十组数据,合蕇hi那呒扑鉩hu的喷丸强度应该与标zhunzhonggeichu喷丸强度xiang同。

    一个guan键的问题就shizhaochu能够表征合格曲线xing状的公式。法国标zhun委员hui采用一个双参数公式来表征曲线,当然qian提shi要使用他men的规范。SAEguan于电脑曲线ni簒i男∽槲県ui采用了另外一种fang法。无论采用ren何公式对曲线进行ni合,代入SAE J2597zhongren意一组的数据(如表1所示)dechu的喷丸强度与标zhunzhong的进行对比在±0.001英寸以na,那me这种ni簒i膄ang法就shi縮hang械摹AE J2597标zhunzhong表1的数据广泛代表了喷丸yudao的da部分qingkuang。表zhong的强度值shi四个不同的曲线ni合程xudedao的强度值xiang紋ing?。

    读者可以登录EI公司的网站www.shotpeener.com/learning/solver.php,下zai饱和曲线huizhiruan件。该网站提供了不同lei型的ruan件,其zhong包kuo:

    1.如果原shi数据zhi有四个的籥iú话黭uo0,0原点),那me应该选择两参数的等式;

    2.如果原shi数据为6个或6个以上,那me应该选择三参数的等式,因为其能够huizhichu更为完美的曲线。同样该等式也适用于5个原shi数据的qingkuang,dan蕅ie枰桓龆钔獾膖iao件,即丸流量需要wending,这样才能ni合chu比较好的曲线。

表1 SAE J2597标zhunzhong用于喷丸强度曲线计算的数据


    计算喷丸强度值的程xu选择

    除了必须遵shou法国标zhun外,喷丸工程师有hen多的饱和曲线huizhiruan件可以选择。zhi有少数的公司具有其自己na部的ruan件,也有其使用的薲e鳌;褂幸粁ie免费的ruan件(例如qiu解器蘻hun┖蛃hang业的ruan件可供选择。qiu解器蘻hun黴ing向于培训,其hui有xiangguan指导薲e魇褂没ue习曲线shi如何ni合chu来的以ji喷丸强度和饱和时间Tshi如何qiu解chu来的。除此之外,qiu解器蘻hun簿哂衕en广的工程应用。

    那me一个重要问题来了,“不同的程xu使用同样的一组数据dechu来的喷丸强度shi不shi有差yi?ao鸢竤hi“hui有差yi,danshi差yi非常的小,shi可以忽略不计的”。

    表1zhong的喷丸强度shi采用四个ruan件(表2zhong的A、B、C和D)计算dedao的结果平均chu来的。表2zhong还包含了采用qiu解器蘻hun﨓XP2P,2PF和shang业ruan件“COM1”代入SAE  J2597表1zhong的十组数据计算chu来的喷丸强度。对于十组数据来说,所有七个ruan件均满足SAE的喷丸强度计算zhun则。对于每组数据,采用七种ruan件计算chu来的七个强度值de数据量yijing比较chong分了,这样可襶un褂胻ong计xue蓌i谋陑hun差来进行分析了,标zhun差的数据见表2zhong的标zhun差一lan。

    表2zhong的数据shi非常令人鼓舞的,因为zhi要遵shou喷丸强度的计算fang法,即使使用不同的程xu,计算chu来的喷丸强度的差yi非常的小。标zhun差的平均bai分比zhi有1.78(“%偏差”为100*标zhun差/平均值)。需要注意的shi,所有十组的SAE数据均可以称之为“好的数据”。

表2采用不同的程xu对SAE标zhunzhong数据进行计算dedao的喷丸强度汇总


2 饱和时间T的计算

    另外一个比较重要的问题shi:“当输入同一组数据,不同的ruan件计算chu来的饱和时间shixiang同的吗?ao鸢竤hi“不太xiang同,虽然差yi不da,dan差yi也shi比较明显的”。

    饱和时间Tshi喷丸强度对应的喷丸时间,能够间接地反yingchu来阿尔门试片蓌i母哺莑v。因此就对不同的ruan件guan于饱和时间的计算fang法比较感兴趣了。表3shi采用表2zhong的七种ruan件对SAE十组数据计算chu来的饱和时间T的结果。从表3zhong可以看chu来,饱和时间T比表2zhong喷丸强度的波动更da。饱和时间T的平均标zhun差bai分眗en?1.27%,与喷丸强度的1.78%xiang比要dahen多。可以推断,不同程xu计算饱和时间T的fang法shi互不xiang同的。

表3 采用不同的程xu对SAE标zhunzhong数据进行计算dedao的饱和时间T

 

    可以推断表2和表3用dao的七个程xu包含了双参数公式且其指数能够达dao一个最da值,EXP2P和2PF程xuzhong的等式shi弧高值h随着喷丸时间t的变hua:

    EXP2PF                         h=a[1-exp(-b*t)]

    2PF                             h=a[t/(1-b*t)]

    这两个公式在kuo号外均有一个字母“a”。kuo号zhong包含了di二个参数“bao梢詚uo为喷丸时间“t”的参数。喷丸强度对应的弧高值H和饱和时间T通过以上两等式可以dedao以下guanxi:

    EXP2PF                         H=9*a/10@T=2.303/b

    2PF                             H=9*a/11@T=4.5*b

    把SAE J2597规范的di二组数据代入以蓌i仁娇梢詃edao图3。使用EXP2P程xu对4个数据点进行ni合,可以dedaoa=4.38,b=0.42。使用2PF程xu对4个数据点进行ni合,可以dedaoa=4.86,b=1.57。把这xie数据重新代入EXP2P程xu公式zhong可以dedaoH=3.94,T=5.48,代入2PF程xu公式zhong可以dedaoH=3.98,T=7.05。两种程xudedao的喷丸强度差yi(0.04×10-3inch)与饱和时间Txiang比显de非常的微小。

te殊qingkuang

    SAE J443的蟴hong斜陑hunshiyun许“te殊qingkuang”chu现的。这种qingkuang一般chu现在当使用最少的时间喷丸蔮ao⒍攀云瑈ijing饱和的状tai,即饱和时间小于了最小喷丸时间。图4蟳un玖薙AE J443zhonglei型Ⅱ的饱和曲线。danshi这个曲线并不能令人满意,guan于其强度值shi否为唯一以ji饱和曲线T的描述比较模糊。

图4. 在te殊qingkuang蟣v褂玫膁i二lei型饱和曲线

    饱和曲线的chuantongxing状也可襶un视糜趖e殊qingkuang。这就需要对SAE J442zhong的阿尔门固ding器的要qiu进行xiang应的修改。修改的范围可以从简单dao复詙in<虻サ男薷木蛃hi把钻有不同chi寸孔洞的硬hua钢zhi遮蔽物分布在阿尔门试kuai的表面上。不同遮蔽物的将使试片分为不同的区域接受喷丸。复杂的修改就shi使阿尔门固ding器装在可调jie速度的移动装zhi上,装zhi受dao喷丸后机hui移动。该装zhi的移动fang向shi与喷丸束流xiang反的,速度da小可以shi喷丸束流流动速度的不同bai分比。通过这种fang法可襶ue档蚸ing喷丸束流所击打的时间。不管采用na种fang法,阿尔门试片jing受的喷丸量都hui减少。

    3 通过规ding的时间dechu的弧高值的wendingxing表征喷丸强度的wendingxing。

    弧高值的wendingxing可以采用“ni合度”分析的fang法进行ding量分析。“ni合度”指的shishi测数据和理论曲线值的接近程度。如果shi测数据均落在曲线上,那me这种ni合shi完美的。shi际上,shi测数据和理论曲线值都shi有一ding的差yi的。这种差yi采用“剩余误差”进行表示,即shi测数据和理论曲线值的差值。例如,如果shi测弧高值为10.8,而理论曲线值为10.881,那me该“剩余误差”为0.081.表4shi根据SAE J2597规范zhongdiba组数据采用2PF程xuni合后的xiangguan数值。其zhong在“修正值”一lan进行了高亮处理,蟳un玖苏騠u的“剩余误差”分布qingkuang

表4shi测值与采用2PFfang法ni簒i那呃砺壑抵涞牟顈i

    估算shi际数据点和曲线理论值差yi的最常见的参数jiao做“决dingxi数”。该参数shi非常有用的,ding义如下:

    R-Square=1-SSE/SST

    其zhongR-Square为决dingxi数,SSE为误差平fang和,SST为总平fang和。

    误差平fang和zuo为总和chu现在所有的qiu解程xuzhong。其为“剩余误差”值的平fang之和。对于表4的例子zhong,“总和”=0.04912。总平fang和又shi平fang值之和。每个值都shi测试值和测试平均值之差。例如,表4zhongliu个修正值的平均值为10.02,那medi一个差值的平fang为(8.1-10.02)2。那meliu个平fang值xiang加可以de礿ie芷絝ang和=6.1884。因此决dingxi数为:

    1-0.04912/6.1884,可de决dingxi数为0.9921.

    0.9921表示了有99.21%决dingxi数的最da值(1.0000)的可能xing。因此可以从dingxing和客观上说,其“ni合度”达dao了0.9921。

    可以采用qiu解程xu自动地计算chu总平fang和和决dingxi数,如表5所示。计算chu来的决dingxi数可以与固ding的最小yun许謉ao卸员取H绻挥写锏jie钚≈担莔ehui自动蟳un綾hu“警告”的标志。

表5

采用表4zhong的数据计算dedao的决dingxi数 


结论

    采用计算机程xu自动shengcheng的喷丸强度曲线裧an俚豤heng为标zhun做法。对于计算机ji术的使用将hui激li去探索更多应用的可能。te别shi当判断由一组数据shengcheng的饱和曲线shi否为合格蔮ao扑慊蘹u的zuo用就非常明显。在本文zhong讨论了合格的阿尔门曲线的一xie因su。通过合格的喷丸强度曲线,可襶un迪郑裹/span>

    1.计算chu在合格范围na的喷丸强度;

    2.帮助xunzhaoling件达dao要qiu覆盖lv所需的时间;

    3.通过规ding的时间dechu的弧高值的wendingxing表征喷丸强度的wendingxing。

    如果仅从目视的角度去评估ni合度的籥i莔e这肯dingshi一个非常主观的fang法。而本文主要shi结合计算机曲线分析的fang法,客观dingxing地研究了合格的喷丸强度曲线的一xie重要te征。