izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2021-5-9-17izmertech-1782Research ArticleМЕХАНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯMECHANICAL MEASUREMENTSОпределение условий прецизионности измерений относительных величин при механических испытаниях различных материаловDetermination of precision conditions for measuring relative values in mechanical tests of various materialshttps://orcid.org/0000-0002-0145-5256ЛоханинаС. Ю.LohaninaS. Y.

Светлана Юрьевна Лоханина

Ижевск

Svetlana Yu. Lohanina

Izhevsk

swetlei@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4001-184XБарановаО. В.BaranovaO. V.

Ольга Викторовна Баранова

Ижевск

Olga V. Baranova

Izhevsk

barolvik@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-3315-8974ТрубачеваЛ. В.TrubachevaL. V.

Лариса Викторовна Трубачева

Ижевск

Larisa V. Trubacheva

Izhevsk

trub12@mail.ruУдмуртский государственный университетРоссияUdmurt State UniversityRussian Federation20213006202305917Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1782

Рассмотрена проблема недостаточной детализации требований государственной системы обеспечения единства измерений Российской Федерации к разрабатываемым и аттестуемым методикам измерений, используемым при механических испытаниях различных материалов. Отмечена актуальность проблемы согласованности требований к метрологическому обеспечению результатов количественного химического анализа и косвенных результатов механических испытаний на износостойкость материалов при трении о закреплённый абразив. Для обеспечения прецизионности измерений характеристик износостойкости исследуемых материалов в качестве варьируемых факторов предложено использовать зернистость абразивного материала и частоту вращения абразивного диска. С целью установления требований к метрологическим характеристикам методик механических испытаний, в частности при определении относительной износостойкости материалов, обоснованы условия прецизионности измерений. Приведены результаты многоэтапного эксперимента – испытаний материалов на износостойкость с применением различных исследуемых и расходных материалов, средств измерений и испытательного оборудования. Предложены и обоснованы условия организации эксперимента в случае определения других относительных механических характеристик исследуемых материалов для установления показателей прецизионности при разработке методик механических испытаний на абразивное изнашивание. Применение полученных результатов позволит разработчикам методик механических испытаний устанавливать метрологические характеристики материалов с соблюдением всех требований государственной системы обеспечения единства измерений РФ.

The problem of insufficient detail of the requirements for the developed and certified measurement methods used in mechanical testing of various materials is considered. The compatibility of the requirements of metrological support for the results of quantitative chemical analysis and indirect results of mechanical tests for the wear resistance of materials when rubbing against a fixed abrasive is relevant. To ensure the accuracy of measurements, it is proposed to use the grain size of the abrasive material and the rotation speed of the abrasive disk as variable factors. In order to establish the requirements for the metrological characteristics of materials during mechanical tests, in particular, when determining the relative wear resistance, the conditions for precision measurements are justified. The results of a multi – stage experiment-testing of materials for wear resistance with the use of various research and consumables, measuring instruments and testing equipment-are presented. The conditions for the organization of the experiment in the case of determining other relative mechanical characteristics of the materials under study for establishing precision indicators in the development of methods of mechanical tests for abrasive wear are proposed and justified. The application of the obtained results will allow developers of mechanical testing methods to establish metrological characteristics of materials in compliance with all the requirements of the State System for Ensuring the Uniformity of Measurements of the Russian Federation.

трениеотносительная износостойкостьзакреплённые абразивные частицыпоказатели прецизионностиfrictionrelative wear resistancefixed abrasive particlesprecision indicatorsReferencesАрхангельская Е. А., Заморенова Э. Л. Соответствие положений стандартов ГОСТ Р ИСО 5725 при оценке точности результатов измерений // Аналитика и контроль. 2017. Т. 21. № 4. С. 322–331. https://doi.org/10.15826/analitika.2017.21.4.001Arkhangelskaya E. A., Zamorenova E. L., GOST R ISO 5725 statements compliance for the estimate accuracy of measurements results, Analytics and control, 2017, vol. 21, no. 4, pp. 322–331. (In Russ.) https://doi.org/10.15826/analitika.2017.21.4.001Xie Y., Bhushan B., Wear, 1996, vol. 200, no. 1–2, pp. 281–295. https://doi.org/10.1016/S0043-1648(96)07275-4Xie Y., Bhushan B., Wear, 1996, vol. 200, no. 1–2. pp. 281–295. https://doi.org/10.1016/S0043-1648(96)07275-4Costa H. L., Ardila M. A. N., Labiapari W. S. et al., Wear, 2015, vol. 324–325, pp. 129–139. https://doi.org/10.1016/j.wear.2014.12.011Costa H. L., Ardila M. A. N., Labiapari W. S. et al., Wear, 2015, vol. 324–325, pp. 129–139. https://doi.org/10.1016/j.wear.2014.12.011Modi O. P., Mondal D. P., Prasad B. K. et al., Materials Science and Engineering: A, 2003, vol. 343, no. 1–2, pp. 235–242. https://doi.org/10.1016/S0921-5093(02)00384-2Modi O. P., Mondal D. P., Prasad B. K. et al., Materials Science and Engineering: A, 2003, vol. 343, no. 1–2. pp. 235–242. https://doi.org/10.1016/S0921-5093(02)00384-2Вернидуб О. Д., Назарова И. Г. Оценка качества результатов испытаний металлопродукции // Партнеры и конкуренты (Контроль качества продукции). 2005. № 8. С. 28–33.Vernidub O. D., Nazarova I. G., Ocenka kachestva rezul’tatov ispytanij metalloprodukcii [Assessment of the quality of test results for metal products], Partners and Competitors (Production Quality Control), 2005, no. 8, pp. 28–33. (In Russ.)Зернин М. В., Кузьменко А. Г. Методика определения малых величин износа и построение математической модели изнашивания баббита при неустановившемся режиме граничного трения // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 1998. Т. 64. № 8. С. 48–52.Zernin M. V., Kuzmenko A. G., A method for low-wear analysis and the design of a mathematical model of babbit wear under transient boundary-friction conditions, Industrial Laboratory, 1998, vol. 64, no. 8, pp. 535–538.Казмирчак А. Износостойкие поршневые кольца с покрытием из нитрида титана // Трение и износ. 2003. Т. 24. № 5. С. 503–509.Kazmirchak A., Iznosostojkie porshnevye kol’ca s pokrytiem iz nitrida titana [Wear resistant titanium nitride coated piston rings], Journal of Friction and Wear, 2003, vol. 24, no. 5, pp. 503–509. (In Russ.)Махутов Н. А. Научные и прикладные проблемы механических испытаний // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2007. Т. 73. № 1. С. 68–70.Makhutov N. A., Nauchnye i prikladnye problemy mehanicheskih ispytanij [Nauchnye i prikladnye problemy mehanicheskih ispytanij], Industrial Laboratory. Diagnostics of Materials, 2007, vol. 73, no. 1, pp. 68–70. (In Russ.)Чиликов С. М., Потаенко Е. Н., Бугаец А. И. и др. Проблемы и перспективы развития оборудования для механических испытаний материалов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2007. Т. 73. № 1. С. 90–95.Chilikov S. M., Potaenko E. N., Bugayets A. I., Kirpichnikov V. G., Kravchenko S. A., Problemy i perspektivy razvitija oborudovanija dlja mehanicheskih ispytanij materialov [Problems and prospects for the development of equipment for mechanical testing of materials], Industrial Laboratory. Diagnostics of Materials, 2007, vol. 73, no. 1, pp. 90–95. (In Russ.)Тарасов В. В., Лоханина С. Ю., Чу́ ркин А. В. Испытание материалов на относительную износостойкость на машине трения SRV-III // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2010. Т. 76. № 4. С. 57–60.Tarasov V. V., Lokhanina S. Yu., Churkin A.V., Ispytanie materialov na otnositel’nuju iznosostojkost’ na mashine trenija SRV-III [Test of materials for relative wear resistance on a friction machine SRV-III], Industrial Laboratory. Diagnostics of Materials, 2010, vol. 76, no. 4, pp. 57–60. (In Russ.)Kalentiev E. A., Tarasov V. V., Lokhanina S. Yu., Prediction of abrasive weight wear rate using machine learning methods, 13th International conference on mechanics, resource and diagnostics of materials and structures “ Mechanics, resource and diagnostics of materials and structures”, Ekaterinburg, Russia, December, 09–13, 2019, AIP Conference Proceedings, 2019, vol. 2176, iss. 1, pp. 1–5. https://doi.org/10.1063/1.5135156Kalentiev E. A., Tarasov V. V., Lokhanina S. Yu., Prediction of abrasive weight wear rate using machine learning methods, 13th International conference on mechanics, resource and diagnostics of materials and structures “ Mechanics, resource and diagnostics of materials and structures”, AIP Conference Proceedings, 2019, vol. 2176, iss. 1, pp. 1–5. https://doi.org/10.1063/1.5135156Дерффель К. Статистика в аналитической химии: Пер. с нем. М.: Мир, 1994. 268 с.Doerff el K., Statistik in der analytischen Chemie, Leipzig, 1990, 268 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.