JJF(有色金屬)-平面雙軸試驗系統(tǒng)校準規(guī)范編制說明

JJF（有色金屬）XXXXJJF（有色金屬）XXXX—XXXX平面雙軸試驗系統(tǒng)校準規(guī)范(編制說明)

平面雙軸試驗系統(tǒng)校準規(guī)范編制組平面雙軸試驗系統(tǒng)校準規(guī)范編制組主編單位：西安漢唐分析檢測有限公司討論稿2024-06-12《平面雙軸試驗系統(tǒng)校準規(guī)范》行業(yè)計量技術(shù)規(guī)范編制說明一、工作簡況1立項目的平面雙軸試驗系統(tǒng)作為有色金屬材料力學性能測試的關(guān)鍵設(shè)備，其性能對測試結(jié)果有著顯著影響。為了確保平面波雙軸試驗系統(tǒng)性能準確可靠，需要對其關(guān)鍵參數(shù)進行校準，完成量值溯源。但目前國內(nèi)外針對平面雙軸試驗系統(tǒng)尚未出臺統(tǒng)一的檢定規(guī)程或校準規(guī)范，大部分企業(yè)參照電子萬能試驗機或疲勞試驗機檢定規(guī)程進行校準，但因平面雙軸試驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與常規(guī)試驗機有差異，導致目前存在校準方法不統(tǒng)一、校準參數(shù)不全面、技術(shù)指標不明確等問題，無法保證平面雙軸試驗系統(tǒng)校準結(jié)果的準確性，嚴重制約我國有色金屬行業(yè)的發(fā)展。平面雙軸試驗系統(tǒng)校準規(guī)范望能開展對平面雙軸試驗系統(tǒng)的校準工作，確保校準結(jié)果的準確性及可靠性，完成平面雙軸試驗系統(tǒng)的溯源工作，進一步促進有色金屬材料及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)相關(guān)企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，為產(chǎn)業(yè)鏈提供保障。目前，國家及行業(yè)尚未有平面雙軸試驗系統(tǒng)的檢定規(guī)程及校準規(guī)范。2任務(wù)來源為保證我國平面雙軸試驗系統(tǒng)的量值準確、可靠，適應(yīng)我國有色金屬行業(yè)的快速發(fā)展和滿足國內(nèi)外市場的需要，工業(yè)和信息化部以工信廳下達了《工業(yè)和信息化部辦公廳關(guān)于印發(fā)2023年行業(yè)計量技術(shù)規(guī)范制修訂計劃的通知》（工信廳科函［2023］476號），其計劃項目代號為：JJFZ（有色金屬）018-2023，按計劃要求，本校準規(guī)范應(yīng)于2025年完成。3.1主編單位簡介西安漢唐分析檢測有限公司是西北有色金屬研究院（集團）控股子公司，屬國有企業(yè)，主要從事有色產(chǎn)品的檢測、可靠性評價、失效分析、質(zhì)量評估、腐蝕性能及表面測試與表征、規(guī)范起草、檢測方法的開發(fā)、標物的研制、設(shè)備的計量校準等。公司于1985年被陜西省質(zhì)監(jiān)局授權(quán)為陜西省有色金屬產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站。1987年被中國有色金屬工業(yè)總公司授權(quán)為西北質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，先后被國家質(zhì)檢總局確定為鈦及鈦合金、銅及銅合金管材生產(chǎn)許可證檢驗工作實施單位；公司通過CNAS、CMA、國防DiLAC等認證認可，是陜西省有色金屬材料分析檢測與評價中心、陜西省稀有金屬材料安全評估和失效分析中心、工業(yè)（稀有金屬）產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)評價實驗室、陜西省核工業(yè)用金屬材料檢測與評價服務(wù)平臺掛靠單位。公司是國內(nèi)最早從事有色金屬材料及其產(chǎn)品分析檢驗檢測與評價研究的專業(yè)機構(gòu)之一，技術(shù)裝備水平國內(nèi)一流、國際先進，在我省優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)稀有金屬材料領(lǐng)域的檢測能力和水平處于領(lǐng)先地位；先后承擔了國家、省市多項重大課題，目前已建成國內(nèi)唯一的核電堆芯材料分析檢測平臺、多層金屬復合材料測試和評價平臺、鈦及鈦合金專業(yè)檢測平臺。近10年起草有色金屬國家/行業(yè)規(guī)范共80余項、發(fā)表論文120余篇、授權(quán)專利30余項。先后榮獲中國有色金屬工業(yè)一等獎、二等獎20余次。本單位積極組織編制組各次工作會議，開展相關(guān)的校準，有效組織參編單位多次對規(guī)范的各版《征求意見稿》進行認真的討論和審議，提出大量有益的意見和建議，在編制組中發(fā)揮了牽頭作用。3.2成員單位簡介3.2.1中國船舶集團有限公司第七二五研究所中國船舶集團有限公司第七二五研究所（以下簡稱“七二五所”）成立于1961年，隸屬中國船舶集團有限公司，專業(yè)從事艦船材料與工藝及應(yīng)用性研究?？蒲蟹矫妫荷婕按w結(jié)構(gòu)材料、有色金屬材料、非金屬材料、腐蝕與防護技術(shù)、特種材料、焊接工藝、自然環(huán)境試驗等多個重點領(lǐng)域。目前,七二五所擁有海洋腐蝕與防護國防科技重點實驗室等8個國家級創(chuàng)新平臺、4個海洋環(huán)境試驗站、4個國家級檢測認證中心、25個省部級及6個市級創(chuàng)新平臺;并擁有材料學和材料加工工程碩士學位授權(quán)點、材料學博士學位授權(quán)點和博士后工作站?？萍籍a(chǎn)業(yè)方面：七二五所秉承“精誠團結(jié)、求實創(chuàng)新、志存高遠、追求卓越”的精神，致力于構(gòu)建“國內(nèi)領(lǐng)先、國際一流的集科研和多個高技術(shù)產(chǎn)業(yè)為一體的高科技產(chǎn)業(yè)集團”，持續(xù)推進科技成果轉(zhuǎn)化和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，初步建成了領(lǐng)先的高科技產(chǎn)業(yè)集團。主要產(chǎn)品有：金屬波紋管膨脹節(jié)、特種材料壓力容器、管道和橋梁支座、特種材料鑄鍛件、特種焊接材料、金屬爆炸復合材料、鈦合金構(gòu)件和鑄件、海綿鈦、防腐防污產(chǎn)品、非金屬材料制品、風電葉片、船舶壓載水系統(tǒng)、海水淡化系統(tǒng)等。近年來，七二五所獲得的主要榮譽：中國質(zhì)量獎提名獎、全國質(zhì)量標桿、“中國制造業(yè)十大創(chuàng)新企業(yè)”、“創(chuàng)建國有企業(yè)四好領(lǐng)導班子先進集體”、“中央企業(yè)先進集體”、“中央企業(yè)先進黨組織”、“全國模范職工之家”、“全國五四紅旗團委”、“全國文明單位”、“全國無償獻血促進獎(單位獎)”、“首屆中國質(zhì)量獎提名獎”、“第十七屆全國質(zhì)量獎”、國家“守合同重信用”企業(yè)等榮譽稱號。該單位積極參加編制工作，開展相關(guān)的資料收集工作，提供寶貴意見。3.2.2新疆湘潤新材料科技有限公司新疆湘潤新材料科技有限公司（以下簡稱公司）成立于2016年7月8日，主要從事金屬材料及制品的生產(chǎn)、銷售、技術(shù)咨詢、技術(shù)服務(wù)；貨物與技術(shù)的進出口業(yè)務(wù)；經(jīng)過多年專業(yè)水平和成熟技術(shù)積累，目前在有色金屬行業(yè)具有很大影響力，為湖南五江輕化集團在西北地區(qū)投資設(shè)立的集研發(fā)、生產(chǎn)于一體的大型鈦及鈦合金新材料高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)公司，擁有國內(nèi)一流、國際先進的鈦及鈦合金生產(chǎn)裝置、檢測技術(shù)和一流的人才隊伍。公司項目總投資76億，主要產(chǎn)品包括海綿鈦、鈦及鈦合金鑄錠、帶材、板材、鍛材、棒材、復合材等，是國內(nèi)首家“鈦礦-海綿鈦-鈦加工材-鈦制品”的鈦全產(chǎn)業(yè)鏈公司。公司將建成年產(chǎn)5萬噸鈦材加工基地，目前一期已實現(xiàn)2.5萬噸海綿鈦，1萬噸鈦加工材，2萬噸鈦復合帶材的生產(chǎn)能力。該單位積極參加編制工作，開展相關(guān)的資料收集工作，提供寶貴意見。4主要工作過程西安漢唐分析檢測有限公司接到有色金屬行業(yè)計量技術(shù)委員會轉(zhuǎn)發(fā)下達的制定任務(wù)后，成立了計量規(guī)范編制組，參編單位有中國船舶集團有限公司第七二五研究所、新疆湘潤新材料科技有限公司等。編制組對計量技術(shù)規(guī)范編寫工作進行了部署和分工，制定了制定原則及計劃工作。本項目主要工作過程經(jīng)過了以下幾個階段：1）2023年12月成立了計量規(guī)范編制組，明確編制組成員各自的工作內(nèi)容及任務(wù)，對被校對象的使用單位進行了校準需求調(diào)研，收集相關(guān)資料。2）2024年1月~2024年6月編制組成員對校準規(guī)范中的計量特性及校準方法進行了討論，確定了校準項目及方法，在2024年6月形成了校準規(guī)范討論稿。二、編制原則和依據(jù)1規(guī)范編制原則1）本規(guī)范是以JJF1071-2010《國家計量校準規(guī)范編寫規(guī)則》、JJF1001-2011《通用計量術(shù)語及定義》和JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》為基礎(chǔ)性系列規(guī)范進行編寫。2）先進性：本規(guī)范對平面雙軸試驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行分析研究，提出了平面雙軸試驗系統(tǒng)的關(guān)鍵計量特性，同時，規(guī)范基于GB/T25917單軸疲勞試驗系統(tǒng)第一部分：動態(tài)力校準和JJG475電子萬能試驗機等相關(guān)內(nèi)容，對相應(yīng)計量標準做出要求，解決了目前平面雙軸試驗系統(tǒng)無校準規(guī)范的問題。3）創(chuàng)新性：本規(guī)范對平面雙軸試驗系統(tǒng)的伺服作動系統(tǒng)作動筒位移、速度進行了明確的要求，提高了平面雙軸試驗系統(tǒng)的計量準確性。2制定規(guī)范主要內(nèi)容的論據(jù)2.1范圍本規(guī)范適用于平面雙軸試驗系統(tǒng)（以下簡稱試驗系統(tǒng)）的校準。2.2引用文件GB/T16825.1-2022靜力單軸試驗機的檢驗與校準第1部分：拉力和（壓力）試驗機測力系統(tǒng)的檢驗與校準GB/T3075-2021金屬材料疲勞試驗軸向力控制方法GB/T25917.1-2019單軸疲勞試驗系統(tǒng)第一部分：動態(tài)力校準JJG475-2008電子式萬能試驗機JJG556-2011軸向加力疲勞試驗機2.3概述平面雙軸試驗系統(tǒng)是指采用電液伺服的激振方式，通過控制伺服作動系統(tǒng)，可對材料各同向性和異向性進行分析，實現(xiàn)雙軸載荷加載的力學性能測試設(shè)備。平面雙軸試驗系統(tǒng)廣泛應(yīng)金屬材料雙軸載荷測試、非金屬材料雙軸載荷測試。一般由控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、伺服作動系統(tǒng)、液壓夾具以及應(yīng)變測量裝置等部分組成。2.4計量特性試驗系統(tǒng)計量特性見表1。表1試驗系統(tǒng)計量特性序號項目要求1受力同軸度8%*2零點漂移±1.0%3相對分辨力0.5%4回零差±0.5%5靜態(tài)力示值相對誤差±1.0%6靜態(tài)力示值重復性1.0%7靜態(tài)力示值進回程相對誤差±1.5%8循環(huán)力范圍示值相對誤差±2.0%9循環(huán)力范圍示值重復性2.0%10循環(huán)力峰值示值相對誤差±2.0%11循環(huán)力峰值示值重復性2.0%12伺服作動系統(tǒng)作動筒位移±0.5%13伺服作動系統(tǒng)作動筒速度±1.0%注：*為試驗系統(tǒng)同軸度的最低要求，實際校準時應(yīng)根據(jù)試驗方法要求的不同，按用戶需要確定此項目指標，可選擇5%。2.5校準條件校準溫度范圍應(yīng)為（20±10）℃，相對濕度不大于80%，溫度波動不大于2℃/h。2.6校準項目和校準方法2.6.1通用技術(shù)要求檢查采用目測和手動方式進行檢查。2.6.2受力同軸度首先校準上、下夾頭的受力同軸度，將同軸度校驗棒安裝并調(diào)整合適位置后，對同軸度校驗棒施加試驗系統(tǒng)最大力的1%的力，此時將同軸度測試儀清零，施加力至試驗系統(tǒng)最大力的10%，對同軸度校驗棒進行至少2次預拉。預拉完成后，對同軸度校驗棒施加試驗機最大力的1%的力，此時將同軸度測試儀清零，再緩慢以遞增方式施加力至試驗系統(tǒng)最大力的4%、6%、8%、10%點，逐點讀取并記錄同軸度測試儀上的同軸度數(shù)值。上、下夾頭的受力同軸度校準完成后，用同樣方法校準左、右夾頭的受力同軸度。2.6.3零點漂移試驗系統(tǒng)開機預熱后，調(diào)整零點，觀察并記錄15min內(nèi)試驗系統(tǒng)零點的變化。按公式（1）計算零點漂移Zd。（1）2.6.4相對分辨力試驗系統(tǒng)的力指示裝置的相對分辨力a由公式（2）計算。（2）2.6.5回零差試驗系統(tǒng)的回零差f0由公式（3）計算。（3）2.6.6靜態(tài)力在試驗系統(tǒng)滿量程的20%～100%范圍內(nèi)，可選擇20%、40%、60%、80%、100%等作為校準點，對于測量下限值小于20%滿量程的試驗系統(tǒng)，應(yīng)選擇10%、5%、2%作為校準點。試驗系統(tǒng)的測量下限應(yīng)不小于滿量程值的2%。首先將標準測力儀安裝在上、下夾頭，并調(diào)整至合適位置，放置足夠的時間，使其達到穩(wěn)定的溫度。校準前應(yīng)調(diào)好零點，校準時加卸力應(yīng)平穩(wěn)、緩慢。緩慢預加量程上限的最大力3次，并卸回至零負荷。逐級遞增施加力，校準進程，逐級遞減卸除力，校準回程。重復此過程至少3次。然后將標準測力儀安裝在左、右夾頭，重復上述過程。2.6.7循環(huán)力首先選擇循環(huán)力級，選擇合適的平均循環(huán)力比和循環(huán)力范圍比，對平均力級和循環(huán)力級進行校準。也可以僅在一個平均循環(huán)力下進行循環(huán)力的校準，此時，F(xiàn)m/Fmax=0。然后進行頻率的選擇，若試驗系統(tǒng)僅使用幾個特定的工作頻率（離散的），則循環(huán)力僅在這幾個特定的工作頻率下校準；若試驗系統(tǒng)在一個變化的頻率范圍內(nèi)使用，則選取3個頻率（包括該頻率范圍的下限和上限）作為循環(huán)力的校準頻率。也可以根據(jù)客戶要求的頻率進行校準。對循環(huán)力校準裝置的采樣頻率進行設(shè)置，其采樣頻率至少為校準頻率的50倍。逐個頻率、逐個力級地施加循環(huán)力。每個頻率和力級下，在指示裝置的示值穩(wěn)定后，讀取10個連續(xù)循環(huán)周期的循環(huán)力峰值示值和循環(huán)力谷值示值，并按公式計算各個頻率及循環(huán)力級下的循環(huán)力范圍平均值和循環(huán)力峰值平均值。以試驗系統(tǒng)力指示裝置為準，在力校準裝置上進行讀數(shù)，按照公式計算試驗系統(tǒng)循環(huán)力范圍示值相對誤差、循環(huán)力范圍示值重復性、循環(huán)力峰值示值相對誤差和循環(huán)力峰值示值重復性。2.6.8伺服作動系統(tǒng)作動筒位移使用磁性表座將數(shù)顯千分表固定在試驗系統(tǒng)合適的位置，調(diào)整數(shù)顯千分表使其觸頭表面與試驗系統(tǒng)中和作動筒相連接的夾頭表面接觸，根據(jù)作動筒行程，在其行程范圍內(nèi)均勻選擇3點進行校準，每點校準3次。調(diào)整磁性表座和千分表位置，分別完成上、下夾頭和左、右夾頭位移的校準。2.6.9伺服作動系統(tǒng)作動筒速度在校準伺服作動系統(tǒng)作動筒位移的基礎(chǔ)上配合電子秒表，完成伺服作動系統(tǒng)作動筒速度的校準。2.7校準結(jié)果表達根據(jù)實驗室環(huán)境要求、校準項目校準結(jié)果、測量不確定度評定結(jié)果等，按照推薦的校準報告格式，出具校準證書。2.8復校時間間隔建議復校時間間隔為1年。試驗系統(tǒng)使用頻繁時應(yīng)適當縮短周期，在使用過程中試驗系統(tǒng)經(jīng)過修理、更換重要部件的應(yīng)重新校準。2.9附錄附錄主要包含校準原始記、錄參考格式、校準證書內(nèi)頁參考格式、平面雙軸試驗系統(tǒng)力值示值誤差測量結(jié)果不確定度評定示例三部分。三、規(guī)范水平分析3.1采用國際標準及國外先進規(guī)范的程度平面雙軸試驗系統(tǒng)是專門用于校準或核查金屬材料的各同向性和異向性的專用設(shè)備，據(jù)查，目前國內(nèi)外沒有針對平面雙軸