[发明专利]一种金属材料抗拉强度的预测方法

说明书

一种金属材料抗拉强度的预测方法，建立随材料性能退化的里氏硬度、抗拉强度数据库收集至少30组数据，包含高值、中值、低值各10组；根据金属学的原理得知两个变量应该呈现线性关系，利用相关系数反映该材料的里氏硬度值与抗拉强度值的相关程度；建立数学模型并进行显著性检验；根据数学模型进行预测抗拉强度；确定预测变量的总体区间；利用预测结果进行评判，按不满足设计要求判定或者再加入数据量使预测模型的置信区间范围更小，精度更高。本发明的优点：预测结果符合统计学规律，更加科学；针对单一产品的预测精度比传统换算法更具针对性、精度更高且可通过数据库量调整预测精度达到使用要求。

技术领域

本发明涉及金属材料抗拉强度的预测方法领域，特别涉及了一种金属材料抗拉强度的预测方法

背景技术

金属材料在各个领域均有广泛应用，是最重要的材料。然而金属材料在使用过程中的性能是逐步退化的，达到一定程度将造成材料的失效，如果该失效过程不被密切关注或者由于种种原因无法被关注，将大大提高毁灭性事故的发生频率。金属材料的抗拉强度是其服役的一个重要指标，也是工程设计的主要依据，目前金属材料的抗拉强度只能通过机械加工制取拉伸试样进行拉伸试验的方式获取数据，然而对于服役的装备是不可能机械加工制取拉伸取样的，也就是金属材料在服役过程中的抗拉强度是无法得知的，因此研究一种不需要破坏服役装备就可获得金属材料的抗拉强度数据或者抗拉强度的可靠估计值将十分有助于提高装备的运行质量，大大避免毁灭性事故的发生。

目前，不需要通过拉伸试验即可得到金属材料的抗拉强度的方法还没有产生，工程人员常用经验换算的方法。这种方法的缺点是：1、缺乏统一性，不同人的换算结果不一致；2、换算往往对一些传统牌号进行，对新材料的换算经验往往因为不成熟或者没经验而无法进行换算；3、换算的精度不高，无法得知换算结果的置信区间，可依据性不强。

发明内容

本发明的目的是，通过建立易测量里氏硬度与金属材料抗拉强度之间的相关性，进而通过严密的统计学规律寻找二者之间的函数关系，再通过对易测量里氏硬度的监控进而达到推测金属材料抗拉强度的目的，最后根据设计要求控制装备在使用过程中的维护、保养、更换，防止无监控状态下的毁灭性事故发生。

一种金属材料抗拉强度的预测方法，其特征在于：所述的金属材料抗拉强度的预测方法：

第一：建立随材料性能退化的里氏硬度、抗拉强度数据库收集至少30组数据，包含高值、中值、低值各10组，里氏硬度用x₁,x₂,x₃,x₄… x₃₀表示，抗拉强度用y₁,y₂,y₃,y₄…y₃₀表示，其中x_i与y_i对应，分别为在同一时间统一状态下测量的里氏硬度值和抗拉强度值；

第二：根据金属学的原理得知两个变量应该呈现线性关系，于是就可以依据第一步获得的数据计算二者高、中、低值时的相关系数：并利用相关系数反映该材料的里氏硬度值与抗拉强度值的相关程度；

第三：建立数学模型并进行显著性检验；

第四：根据数学模型进行预测抗拉强度

第五：确定预测变量的总体区间：

第六：利用预测结果进行评判，如材料使用设计抗拉强度为ζ，那么当时，满足设计要求；当时，不满足设计要求；当ζ在区间内时，慎重起见按不满足设计要求判定或者再加入数据量使预测模型的置信区间范围更小，精度更高。

所述的建立数学模型并进行显著性检验，具体包括：

一、建立数学模型为：y_i＝b₀+b₁x_i+ε_i