[發明專利]一種金屬材料抗拉強度的預測方法

有效

• 申請號: 201811531123.2
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109766582B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 胡士廉;黃建文;孫遠東;胡俊;李登仁;蔡波
• 申請（專利權）人: 中國兵器科學研究院寧波分院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01N3/40;G01N3/08
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

一種金屬材料抗拉強度的預測方法，建立隨材料性能退化的里氏硬度、抗拉強度數據庫收集至少30組數據，包含高值、中值、低值各10組；根據金屬學的原理得知兩個變量應該呈現線性關系，利用相關系數反映該材料的里氏硬度值與抗拉強度值的相關程度；建立數學模型并進行顯著性檢驗；根據數學模型進行預測抗拉強度；確定預測變量的總體區間；利用預測結果進行評判，按不滿足設計要求判定或者再加入數據量使預測模型的置信區間范圍更小，精度更高。本發明的優點：預測結果符合統計學規律，更加科學；針對單一產品的預測精度比傳統換算法更具針對性、精度更高且可通過數據庫量調整預測精度達到使用要求。

技術領域

本發明涉及金屬材料抗拉強度的預測方法領域，特別涉及了一種金屬材料抗拉強度的預測方法

背景技術

金屬材料在各個領域均有廣泛應用，是最重要的材料。然而金屬材料在使用過程中的性能是逐步退化的，達到一定程度將造成材料的失效，如果該失效過程不被密切關注或者由于種種原因無法被關注，將大大提高毀滅性事故的發生頻率。金屬材料的抗拉強度是其服役的一個重要指標，也是工程設計的主要依據，目前金屬材料的抗拉強度只能通過機械加工制取拉伸試樣進行拉伸試驗的方式獲取數據，然而對于服役的裝備是不可能機械加工制取拉伸取樣的，也就是金屬材料在服役過程中的抗拉強度是無法得知的，因此研究一種不需要破壞服役裝備就可獲得金屬材料的抗拉強度數據或者抗拉強度的可靠估計值將十分有助于提高裝備的運行質量，大大避免毀滅性事故的發生。

目前，不需要通過拉伸試驗即可得到金屬材料的抗拉強度的方法還沒有產生，工程人員常用經驗換算的方法。這種方法的缺點是：1、缺乏統一性，不同人的換算結果不一致；2、換算往往對一些傳統牌號進行，對新材料的換算經驗往往因為不成熟或者沒經驗而無法進行換算；3、換算的精度不高，無法得知換算結果的置信區間，可依據性不強。

發明內容

本發明的目的是，通過建立易測量里氏硬度與金屬材料抗拉強度之間的相關性，進而通過嚴密的統計學規律尋找二者之間的函數關系，再通過對易測量里氏硬度的監控進而達到推測金屬材料抗拉強度的目的，最后根據設計要求控制裝備在使用過程中的維護、保養、更換，防止無監控狀態下的毀滅性事故發生。

一種金屬材料抗拉強度的預測方法，其特征在于：所述的金屬材料抗拉強度的預測方法：

第一：建立隨材料性能退化的里氏硬度、抗拉強度數據庫收集至少30組數據，包含高值、中值、低值各10組，里氏硬度用x₁,x₂,x₃,x₄… x₃₀表示，抗拉強度用y₁,y₂,y₃,y₄…y₃₀表示，其中x_i與y_i對應，分別為在同一時間統一狀態下測量的里氏硬度值和抗拉強度值；

第二：根據金屬學的原理得知兩個變量應該呈現線性關系，于是就可以依據第一步獲得的數據計算二者高、中、低值時的相關系數：并利用相關系數反映該材料的里氏硬度值與抗拉強度值的相關程度；

第三：建立數學模型并進行顯著性檢驗；

第四：根據數學模型進行預測抗拉強度

第五：確定預測變量的總體區間：

第六：利用預測結果進行評判，如材料使用設計抗拉強度為ζ，那么當時，滿足設計要求；當時，不滿足設計要求；當ζ在區間內時，慎重起見按不滿足設計要求判定或者再加入數據量使預測模型的置信區間范圍更小，精度更高。

所述的建立數學模型并進行顯著性檢驗，具體包括：

一、建立數學模型為：y_i＝b₀+b₁x_i+ε_i