Preview

Приборы и методы измерений

Расширенный поиск

Анализ условий и достижимого предела снижения погрешности двухпараметрового магнитного определения твёрдости сталей

https://doi.org/10.21122/2220-9506-2020-11-3-236-244

Полный текст:

Аннотация

Все измерения физико-механических свойств материалов в магнитном структурном анализе являются косвенными, а связи между параметрами имеют корреляционный характер. Важным физическим параметром стали является твёрдость. Исследователи добились повышения коэффициента R корреляции и снижения среднего квадратичного отклонения при контроле твёрдости сталей двухпараметровым магнитным методом по сравнению с однопараметровым. Но оптимальные условия применения двухпараметрового метода остаются не установленными. Целью статьи являлся анализ условий и достижимого предела снижения погрешности двухпараметрового косвенного определения твёрдости сталей по сравнению с однопараметровым.

Исследовано среднее квадратичное отклонение σF косвенного определения физической величины F с использованием двух параметров x1 и x2 , корреляционно связанных с F. Получено, что эффект снижения σF сильнее всего проявляется при обратной корреляционной связи между x1 и x2 с максимальным модулем |R| коэффициента R корреляции между ними. Наиболее существенное снижение

σF имеет место при близких величинах средних квадратичных отклонений σ1 и σ2 между истинными значениями F и значениями, рассчитанными по результатам косвенных измерений F с использованием каждого из параметров x1 и x2 . Результаты анализа подтверждены примером снижения среднего квадратичного отклонения определения твёрдости углеродистых сталей по результатам измерения их остаточной намагниченности и коэрцитивной силы по сравнению с использованием любого из этих параметров.

Область применения результата – измерения в неразрушающем контроле и смежных областях физики и техники. Результаты анализа позволят выбрать оптимальные параметры для косвенного двухпараметрового определения твёрдости сталей, оценить достижимую погрешность определения твёрдости.

Об авторе

С. Г. Сандомирский
Объединённый институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси
Беларусь

Адрес для переписки: С.Г. Сандомирский – Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси, ул. Академическая, 12, г. Минск 220072, Беларусь
e-mail: sand_work@mail.ru



Список литературы

1. Agamirov L.V. Mashinostroenie. Enciklopediya. Fiziko-mekhanicheskie svojstva. Ispytaniya metallicheskih materialov. Materialy v mashinostroenii. [Engineering. Encyclopedia. Materials in mechanical engineering. Physical-mechanical properties. Tests of metallic materials]. Moscow: Mashinostroenie Publ., 2010, vol. 40, razd. 2, 851 p.

2. Sandomirski S.G. [Statistical analysis of the relationship between mechanical properties and hardness of steel 41Cr4 (DIN)]. Aktual'nye voprosy mashinovedeniya. Sbornik nauchnyh trudov [Current issues of machine science. Collection of proceedings. Minsk, OIM NAN Belarusi], 2018, vol. 7, pp. 339–341 (in Russian).

3. Nerazrushajushhij kontrol'. Spravochnik [Nondestructive Testing. Directory]: vol. 8, edited by V.V. Kljuev. Kljuev V.V., Muzhickij V.F., Gorkunov Je.S., Shherbinin V.E. Magnitnye metody kontrolja [Magnetic Methods of Testing]. Moscow: Mashinostroenie Publ., vol. 6: kn. 1, 2006, 848 p.

4. Bida G.V., Nichipuruk A.P. Magnitnye svojstva termoobrabotannyh stalej [Magnetic Properties of HeatTreated Steels ]. Ekaterinburg: Ural branch RAN, 2005, 218 p.

5. Sandomirski S.G. Effect of Measurement Accuracy and Range of Variation of a Physical Quantity on the Correlation Coefficient. Measurement Techniques, 2014, vol. 57, iss. 10, pp. 1113–1120. DOI: 10.1007/s11018-015-0588-3

6. Kostin K.V., Kostin V.N., Smorodinskii Ya.G., Tsar’kova T.P., Somova V.M. , Sazhina E.Yu. Choice of the Parameters and Algorithm for the Magnetic Hardness Testing of Thermally Treated Carbon Steels by the Method of Regression Modeling. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2011, vol. 47, iss. 2, pp. 89–95. DOI: 10.1134/S1061830911020094

7. Kostin V.N., Smorodinskii Y.G. Multipurpose Software-Hardware Systems for Active Electromagnetic Testing as a Trend. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2017, vol. 53, iss. 7, pp. 493–504. DOI: 10.1134/S1061830917070075

8. Danilevich S.B., Kolesnikov S.S., Palchun Yu.A. Use of Simulation Monitoring for Checking Monitoring and Testing Procedures. Measurement Techniques, 2011, vol. 54, iss. 7, pp. 846–850. DOI: 10.1007/s11018-011-9814-9

9. Zhagora N.A. Vlijanie tochnosti izmerenij na rezul'taty ocenki sootvetstvija [The effect of measurement accuracy on conformity assessment results]. Kontrol' kachestva produkcii [Product quality control], 2016, no. 4, pp. 29–34 (in Russian).

10. Danilevich S.B., Tret'jak V.V. Metrologicheskoe obespechenie dostovernosti rezul'tatov kontrolja [Metrological assurance of the reliability of control results]. Kontrol'. Diagnostika [The control. Diagnostics], 2018, no. 7, pp. 56–60 (in Russian). DOI: 10.14489/td.2018.07.pp.056-060

11. Bida G.V., Stashkov A.N. Multipurpose Use of Magnetic Properties of Steels in Nondestructive Testing of the Quality of Heat-Treated Workpieces. Russian Journal of Nondestructive Testing, vol. 39, iss. 4, 2003, pp. 310 – 316. DOI: 10.1023/B:RUNT.0000009087.64604.82

12. Bida G.V., Nichipuruk A.P. Multiparameter Methods in Magnetic Structuroscopy and Nondestructive Testing of Mechanical Properties of Steels. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2007, vol. 43, iss. 8, pp. 493 – 509. DOI: 10.1134/S1061830907080013

13. Mel’gui M.A. Multiparameter Methods in Magnetic Structuroscopy and Instruments for Their Realization (Review): II. The Pulsed Magnetic Multiparameter Method and IMA-M Instrument for Its Performance. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2015, vol. 51, iss. 3, pp. 138–145. DOI: 10.1134/S1061830915030055

14. Matyuk V.F. Pribory magnitnoj strukturoskopii na osnove lokal'nogo ciklicheskogo impul'snogo peremagnichivanija [Instruments of magnetic structuroscopy based on the local cyclic pulse magnetization]. Nerazrushajushhij kontrol' i diagnostika [Non-Destructive Testing and Diagnostics], 2013, no. 1, pp. 3–27 (in Russian).

15. Burak V.A, Korotkevich Z.M. Informativnye parametry dlja magnitnogo kontrolja kachestva otpuska instrumental'noj uglerodistoj stali U8A [Informative parameters for magnetic testing grade of tempering tool carbon steel У8А]. Nerazrushajushhij kontrol' i diagnostika [Non-Destructive Testing and Diagnostics], 2013, no. 4, pp. 29–39 (in Russian).

16. Osipov A.A., Burak B.A., Korotkevich M., Schastnyj A.S. Ocenka regressionnyh mnogoparametrovyh modelej v zadachah magnitnogo nerazrushajushhego kontrolja [Evaluation of regression multiparameter models in problems of magnetic non-destructive testing]. Nerazrushajushhij kontrol' i diagnostika [Non-Destructive Testing and Diagnostics], 2018, no. 4, pp. 32–44 (in Russian).

17. Sandomirski S.G. Analysis of the Systematic Error When Measuring the Magnetization of Steels in the Coercive Recovery Process. Measurement Techniques, 2013, vol. 56, iss. 2, pp. 195–200. DOI: 10.1007/s11018-013-0179-0

18. Sandomirski S.G. Application of Magnetic Information Parameters for Nondestructive Testing of the Hardness of Medium-Carbon Alloy Steels. Measurement Techniques, 2019, vol. 62, iss. 8, pp. 722–728. DOI: 10.1007/s11018-019-01685-z

19. Kostin V.N., Osintseva A.A., Sazhina E.Yu. Improving Reliability of Magnetic Testing Data on Strength Properties of not-Rolled Pipes from 37G2S Steel. Russian Journal of Nondestructive Testing, 2002, vol. 38, iss. 12, pp. 909–933. DOI: 10.1023/A:1023813108082

20. Obuhov I.V. Sluchajnye pogreshnosti izmerenij: Uchebnoe posobie [Random Measurement Errors: Study Guide]. Moscow: Knizhnyj dom "LIBROKOM", 2017, 80 p.

21. Novickij P.V., Zograf I.A. Ocenka pogreshnostej rezul'tatov izmerenij [Estimation of errors of measurement results]. Leningrad: Jenergoatomizdat, 1985, 248 p.

22. Mastjaeva I.N., Semenihina O.N. Chislennye metody [Numerical Methods]. Moscow: Moskovskij mezhdunarodnyj institut jekonometriki, informatiki, finansov i prava, 2004, 103 p.


Для цитирования:


Сандомирский С.Г. Анализ условий и достижимого предела снижения погрешности двухпараметрового магнитного определения твёрдости сталей. Приборы и методы измерений. 2020;11(3):236-244. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2020-11-3-236-244

For citation:


Sandomirski S.G. Analysis of Requirements and the Feasible Limit for Error Reduction in Two-Parameter Magnetic Determination of Steels’ Hardness. Devices and Methods of Measurements. 2020;11(3):236-244. https://doi.org/10.21122/2220-9506-2020-11-3-236-244

Просмотров: 76


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-9506 (Print)
ISSN 2414-0473 (Online)