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训练营 | 根据GB/T 7141,如何计算材料在100℃的寿命?

  • 材料草根比对
    2021/08/06
  • 私聊

试验箱


  • 第二期作业要求



    本次课程从道和术的层面讲解老化标准阅读的方法和技巧,推荐了三个资料:《如何阅读一本书》,《好好学习》,和GB/T 1.1;
    以这三个资料为基础,带领讲解两个典型标准解读。本次作业可以从以下题目选择其一:
    1.本次课程的学习复盘;
    2.选取任何一个标准,根据课程所说的方法,进行标准解读,将过程和收获复盘;
    3.选取任何一个标准,对标准中某一个条款或图表进行细致解读,将过程和收获复盘;
    4.计算题:依据GB/T 7141,假设选取拉伸强度作为性能,现在初始性能是100MPa,
    测试温度100°C下,100小时,200小时,300小时,400小时,500小时,600小时的性能分别是92MPa,75MPa,53MPa,41MPa,30MPa,25Mpa算出该温度下的寿命。将标准解读、计算的过程进行复盘。

    本堂课中间讲解的标准:
    GB-T 1.1-2020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则
    GB-T 7141-2008 塑料热老化试验方法
    GB-T 11026.4-1999 电气绝缘材料 耐热性 第4部分:老化烘箱 单室烘箱
    GBT 16422-2 1999塑料 实验室光源暴露试验方法第2部分:氙弧灯
    GBT 16422-2 2014 塑料 实验室光源暴露试验方法第2部分:氙弧灯


    上周我们发布了材料老化训练营的第二期作业,本来以为第四道题属于比较难的题目,不会有学员选择。但是等作业提交后,看到有不少有工作经验的学员选择了这道题,并且回答得非常精彩!精喜之余,也将其中优秀的作业发布出来,以供促进更多人参与交流。

    另外,本期还收到一个位旁听学员提交的作业,训练营带队老师也进行了评价,请进入知识星球查看点评。

    01



    点评:发现疑问,用实际计算来进行分析,其实这个过程对于标准和方法的理解更加深入。

    你通过测算也发现了,普通对数和自然对数的结果几乎是一样的,因为转置前的方程就是一样的啊,这是普通的公式转置。

    我们仔细看标准其实已经发现了,标准中对于回归方程并没有指定死,而是预留了很大弹性,主要的原因就是不同材料衰减规律是不同的。

    那用哪种方法呢,一个判别技巧:选用多个温度下相关系数都高的方程,而不是只单单看一个温度。

    02

    计算题:

    依据GB/T 7141 ,假设选取拉伸强度作为性能,现在初始性能是100MPa,测试温度100℃下,100小时,200小时,300小时,400小时,500小时,600小时的性能分别是92MPa,75MPa,53MPa,41MPa,30MPa,25MPa,算出该温度下的寿命。将标准解读,计算的过程进行复盘。

    根据题目已知内容,列出拉伸强度与老化时间的对应关系表,见表1。

    表1 拉伸强度与老化时间的对应关系




    根据表1的数据,根据GB/T 7141-2008中9.2.1绘制100℃下暴露时间对被测性能的函数曲线。横坐标为时间的对数,纵坐标为拉伸强度,见图1。


    图1 100℃下拉伸强度-老化时间关系图



    回归方程R2=99.61%,满足标准GB/T 7141-2008中9.2.2要求r2≥80%,得到函数方程如式(1):

    y=0.0002x2-0.2677x+118.2 (1)



    —式中:y为拉伸强度,x为老化时间。

    题中未给出达到性能变化预定水平,即临界值,参考GB/T 7142-2002,通常以50%的性能保持率作为临界值。材料的初始性能是100MPa,参考标准GB/T 7142-2002,即50MPa为该材料拉伸强度的临界值。实际上,临界值的规定可按实际应用来定。

    由式(1)可以得出,当拉伸强度下降到50MPa时,所需要的老化时间为342.3h,即该温度下的材料寿命为342.3h。

    如果需要得到阿累尼乌斯曲线,用同样的方法计算至少4个不同温度下达到性能变化预定水平的时间。将实验温度与临界时间换算成1/T与log(t),见表2,表2中未列举其它温度下的临界值时间。

    表2




    注:1/T——为实验温度K(℃+273)的倒数

    log(t)——为临界时间对数

    根据表2对实验温度的倒数1/T和临界时间的对数log(t)进行作图。见图2


    图2临界值时间与实验绝对温度关系图



    对所得曲线进行线性拟合,得到直线方程后利用外推法,推算自然老化(23℃)或特定温度下的老化时间。

    点评:思考很细致。从计算过程来看,也花了很多时间进一步解读标准,非常不错,评为优秀作业

    03

    作为测试人员,标准是我们的开展测试工作的依据,对标准的理解直接影响测试结果的可靠性和准确性;然而标准种类五花八门,ISO、ASTM、GB、企标等等,一般一篇标准包括前言、范围、规范性引用文件、原理、设备、试样、试验条件、步骤、试验报告以及相应附录等,内容非常多,尤其是英文标准,解读下来是非常吃力的,往往解读完之后脑袋是懵的,如何正确、高效的解读一篇标准,对于初次接触这些项目的小白如何解读标准一直存在困惑,通过老师这次标准解读分享,明白了其实标准解读是有技巧的,包括标准的排布是有规律的,每个项目的要求是有出处的。

    个人标准解读经历:对于国标而言相对容易理解,但是通篇的标准内容很多尤其是企业标准,一个大标准里面包含了多个测试项目,每个测试项目都是一个独立的标准,有的标准里面套用标准,解读下来真的是感觉脑容量不够,尤其是对于初接触相应测试项目的来说,汉字虽然认识,但是并不理解这么规定的原因和出处,遇到这个问题有时通过查阅资料得以了解,有时候由于时间仓促索性放过;实际上标准中每个细节的描述应该都是有其中道理,甚至是测试的关键环节。尤其是平时测试任务紧张,加上回复客户及时性的问题,会选择跳过一些前言、范围、规范性引用文件等大篇幅的文字性描述内容,而直接找到原理、设备试样和测试条件部分,这样往往会漏过一些关键信息,对于标准的理解是非常浅显和片面的,有时对于客户提出的疑问往往也是一知半解。

    回顾一:开课时,庞老师首先以GB/T1.1-2020为例给我们分享了标准解读的技巧,教我们不仅要解读标准,还要解读标准中的标准;本人接手光老化测试也有一年多的时间,标准也解读了很多,但是平时解读标准只是快速的找到标准中的测试条件,看试验是怎么做的,根据经验判断我们是否可以满足,对于标准中对于设备的要求、对测试评价的要求以及测试质量控制等方面的内容关注的不够,当客户咨询我们标准对设备的要求或者标准规定的测试后评价是如何规定的,这时候往往有些抓瞎。

    回顾二:庞老师以GB/T16422.2为例带着我们解读了整篇标准,过程中对一些点进行了延伸;告诉我们要关注标准对设备以及与测试相关的辅助设施的规定,尤其是要对数字敏感,例如GB/T16422.2中在第4节设备中4.5.3对水质的要求,在解读过程中需要搞清楚为何标准会有这些要求,我们的水质条件是否可以满足以及如何进行水质的确认,老师讲到我们需要“带着问题看标准”;可能是职场学习的通病,使得平时很难沉下心来解读标准或者文献资料等文字类的资料,很多时候往往是需要用到哪方面的内容会去极速脑补,不用的时候很快就会丢失,并没有真正印入脑海,转化成自己的知识,学习的东西比较零散,不成体系也不完整,对于标准的理解不深,处于似懂非懂的感觉。

    此外老师还给我们推荐了2本阅读资料,包括“如何阅读一本书”、“好好学习”,自从工作以后没有完整地阅读过一本书,变得更加有目的的索取,就像老师时常讲到的“得到鱼不如学会渔”。

    计算题:
    以时间为横坐标,拉伸强度为纵坐标作图,拟合多项式得到拉伸强度随着时间变化曲线,以50%强度为寿命终点根据公式计算出100℃下的寿命时间为342.5H。



    点评:结合自己的思考和感悟回顾课程,而且有引申展开,非常不错,评为优秀作业。对于计算结果,基本准确,还可以进一步思考。具体会在第三堂课讲解。

    第三期作业要求



    老化训练营第三堂课《材料老化资料搜集及问题解决方法》作业要求!
    本次作业可以从以下题目中选择一个来完成:



    1. 本堂课的学习感悟,如谈谈这堂课上提出的知识点,哪里颠覆了你过往的认知?新的收获有什么?(课堂内容回顾)



    2. 罗列你在本堂课之前所掌握的信息获取渠道,并分析各渠道的特点。(结合自身情况进行分析与搜索渠道拓展)



    3.选取工作中遇到的一个问题,进行网络检索,对检索过程、结果进行分析总结,如在遇到检索出来的内容较少时,你如何调整?(具体问题实操演练信息收集)



    4、在完成一定程度的信息检索收集后,如何将搜集内容进行筛选,转化为问题解决方法,请提出你的看法?(实际解决问题)


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