實(shí)驗(yàn)室比對(duì)在氣體發(fā)生器過(guò)濾網(wǎng)焊接強(qiáng)度測(cè)試中的應(yīng)用

楊金雪　唐克虎　莊超

摘 要：本文主要介紹了通過(guò)實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)來(lái)確定安全氣囊體發(fā)生器用過(guò)濾網(wǎng)焊接強(qiáng)度測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度及測(cè)試系統(tǒng)的有效性的方法，包括測(cè)試樣品的選擇、不確定度的計(jì)算等，最終得到En≤1，此次實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)結(jié)果為滿意。

關(guān)鍵詞：氣體發(fā)生器過(guò)濾網(wǎng) 焊接強(qiáng)度 實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)

Application of Laboratory Comparison in Welding Strength Test of Filter Screen of Gas Generator

Yang Jinxue Tang Kehu Zhuang Chao

Abstract：This paper mainly introduces the method of determining the accuracy of the welding strength test data and the effectiveness of the test system of the filter screen of the airbag body generator through the comparison between laboratories， including the selection of test samples， the calculation of uncertainty， etc.， and finally gets en ≤ 1， which is satisfactory.

Key words：gas generator filter screen， welding strength， interlaboratory comparisons

1 前言

過(guò)濾網(wǎng)是煙火式安全氣囊氣體發(fā)生器的重要組件，其主要作用是降低氣體發(fā)生器點(diǎn)爆后的燃?xì)鉁囟炔⑦^(guò)濾燃燒殘?jiān)?，從而減少氣囊模塊展開(kāi)時(shí)產(chǎn)生器內(nèi)膨脹氣體對(duì)安全氣囊的沖擊和灼傷。

為保證氣體發(fā)生器過(guò)濾網(wǎng)的焊接強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)及技術(shù)要求，必須對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)為驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度及測(cè)試系統(tǒng)的有效性，符合實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則的要求，需對(duì)該測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行能力驗(yàn)證。

然而由于此測(cè)試方法并非常用方法且無(wú)相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法參加能力驗(yàn)證計(jì)劃及測(cè)量審核內(nèi)容，因此計(jì)劃采用實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)方法，通過(guò)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)差異進(jìn)行分析計(jì)算，比較不同實(shí)驗(yàn)室間的測(cè)試差異水平，以評(píng)價(jià)本實(shí)驗(yàn)室測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度及測(cè)試系統(tǒng)的有效性。

2 比對(duì)計(jì)劃

經(jīng)聯(lián)系并調(diào)研，計(jì)劃選擇使用同類型檢測(cè)設(shè)備及檢測(cè)方法的A實(shí)驗(yàn)室作為此次氣體發(fā)生器過(guò)濾網(wǎng)焊接強(qiáng)度測(cè)試項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)的第二方實(shí)驗(yàn)室。

由于氣體發(fā)生器過(guò)濾網(wǎng)焊接強(qiáng)度測(cè)試為破壞性實(shí)驗(yàn)，無(wú)法進(jìn)行重復(fù)測(cè)試，因此計(jì)劃選擇同一生產(chǎn)批次過(guò)濾網(wǎng)，將其看作彼此間無(wú)差異或差異極小的產(chǎn)品作為測(cè)試樣品。

最后共選取過(guò)濾網(wǎng)4件（同一批次取4件樣品測(cè)試），本實(shí)驗(yàn)室及第二方實(shí)驗(yàn)室分別測(cè)試2件，并計(jì)算測(cè)試平均值。

選取的待測(cè)試過(guò)濾網(wǎng)，其配套用氣體發(fā)生器型號(hào)為DAB-3，生產(chǎn)批次N114批，焊接強(qiáng)度規(guī)格≥1000N。測(cè)試過(guò)程及數(shù)據(jù)如下：

3 本實(shí)驗(yàn)室測(cè)試

3.1 檢測(cè)使用的儀器設(shè)備

微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，型號(hào)：CMT6104，準(zhǔn)確度等級(jí)：0.5級(jí)，檢定結(jié)果：合格;

設(shè)備專用工裝夾具。

3.2 檢測(cè)程序

將待測(cè)過(guò)濾網(wǎng)剪開(kāi)，注意剪切位置與點(diǎn)焊位置保持對(duì)中，然后將除第一層與最后一層的過(guò)濾網(wǎng)拉直外，其它層過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)行折疊，不影響夾具固定即可。

選擇適當(dāng)裝夾具并安裝固定在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上，連接設(shè)備傳感器，然后將被測(cè)件上下夾緊固定在測(cè)試夾具中間。

打開(kāi)測(cè)試軟件，選擇并設(shè)置測(cè)試信息，按下位移調(diào)節(jié)面板上的拉升開(kāi)始鍵;待拉伸機(jī)自動(dòng)補(bǔ)償?shù)搅泓c(diǎn)后，點(diǎn)擊程序界面右側(cè)的“實(shí)驗(yàn)進(jìn)程”按鈕，設(shè)備自動(dòng)開(kāi)始試驗(yàn)。

待樣件斷裂后，試驗(yàn)結(jié)束，設(shè)備自動(dòng)生成完整測(cè)試曲線及數(shù)值。

3.3 數(shù)學(xué)模型

測(cè)量結(jié)果由萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)直接生成數(shù)據(jù)得到，即：

式中：Y——過(guò)濾網(wǎng)保護(hù)套焊接強(qiáng)度測(cè)試數(shù)據(jù)，單位N;

X——過(guò)濾網(wǎng)保護(hù)套焊接強(qiáng)度測(cè)試數(shù)據(jù)，單位N。

3.4 測(cè)試采集數(shù)據(jù)如下：

表1 單位：N

3.5 不確定度計(jì)算

3.5.1 靈敏系數(shù)

測(cè)量結(jié)果由萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)直接生成，應(yīng)用簡(jiǎn)易方法，u（X）的靈敏系數(shù)c1=1，u（R）的靈敏系數(shù)c2=1。所以，氣體發(fā)生器過(guò)濾網(wǎng)焊接強(qiáng)度測(cè)量值X的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

（1）

式中：uc（Y）——Y的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度;

u（X）——測(cè)量系統(tǒng)誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度;

u（R）——測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

3.5.2 不確定度來(lái)源

過(guò)濾網(wǎng)焊接強(qiáng)度測(cè)試的不確定度來(lái)源主要包括：

a、重復(fù)性不確定;

b、測(cè)量系統(tǒng)不準(zhǔn)確;

3.5.3 過(guò)濾網(wǎng)焊接強(qiáng)度測(cè)試重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

由表1可得，用極差法分析重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

U（X）=? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（2）

R-極差

C-極差系數(shù)

計(jì)算可得：

U（X）==39.9716（N）

因此，氣體發(fā)生器過(guò)濾網(wǎng)焊接強(qiáng)度測(cè)試，由重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：39.9716N。

3.5.4 由于測(cè)量系統(tǒng)不準(zhǔn)確引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量按B類評(píng)定。

其中萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的準(zhǔn)確度等級(jí)：0.5級(jí);根據(jù)測(cè)量結(jié)果：

α=0.005=0.005×2052.0015=10.2600（N）

假設(shè)為均勻分布，則k=，可得其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

（3）

α-最大允許誤差

計(jì)算可得：

U（R）==5.9237N

因此，氣體發(fā)生器過(guò)濾網(wǎng)焊接強(qiáng)度測(cè)試，由測(cè)量系統(tǒng)不準(zhǔn)確引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：5.9237 N。

3.5.5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

由于以上兩分量由不同的體系產(chǎn)生，可以認(rèn)為它們之間相互獨(dú)立，所以：

3.5.6 不確定度分量匯總表

過(guò)濾網(wǎng)保護(hù)套焊接強(qiáng)度測(cè)試不確定度分量匯總表如下：

表2 單位：N

3.5.7 擴(kuò)展不確定度評(píng)定

取包含因子k=2，則過(guò)濾網(wǎng)焊接強(qiáng)度測(cè)試的擴(kuò)展不確定度：

? ? ? ?（4）

計(jì)算可得：

=2×40.4082=80.8164N

所以，該氣體發(fā)生器過(guò)濾網(wǎng)焊接強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果為（2052.0015±80.8164）N，擴(kuò)展不確定U=80.8164N，它是由標(biāo)準(zhǔn)不確定度=40.4082（N）乘以擴(kuò)展因子k=2而得到。

4 A實(shí)驗(yàn)室測(cè)試

4.1 測(cè)試數(shù)據(jù)

A實(shí)驗(yàn)室氣體發(fā)生器過(guò)濾網(wǎng)焊接強(qiáng)度測(cè)試數(shù)據(jù)如下：

表3 單位：N

4.2 不確定度計(jì)算

由于A實(shí)驗(yàn)室未提供其測(cè)試擴(kuò)展不確定度，因此采用本中心給出的測(cè)量結(jié)果不確定度80.8164N作為計(jì)算依據(jù)，即UX1=UX1。

5 比對(duì)

依據(jù)公式：

（5）

X1—本實(shí)驗(yàn)室給出的測(cè)量結(jié)果

X2—A實(shí)驗(yàn)室給出的測(cè)量結(jié)果

UX1—本實(shí)驗(yàn)室給出的測(cè)量結(jié)果擴(kuò)展不確定度

UX2—A實(shí)驗(yàn)室給出的測(cè)量結(jié)果擴(kuò)展不確定度

若|En|≦1為滿意，若|En|>1為不滿意。

計(jì)算結(jié)果如下：

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，|En|=0.18≤1，因此此次實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)，評(píng)價(jià)結(jié)果為滿意。

6 結(jié)論

通過(guò)此次實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)并計(jì)算，得到En值≤1，所以，可認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)室氣體發(fā)生器過(guò)濾網(wǎng)焊接強(qiáng)度測(cè)試數(shù)據(jù)與A實(shí)驗(yàn)室測(cè)試數(shù)據(jù)差異較小，此次比對(duì)結(jié)果為滿意。

經(jīng)測(cè)試結(jié)果的不確定計(jì)算可得，氣體發(fā)生器過(guò)濾網(wǎng)焊接強(qiáng)度測(cè)試，其不確定度來(lái)源主要為重復(fù)性測(cè)試引入的;相較而言，設(shè)備誤差引入的不確定度可忽略不計(jì)。而由于該測(cè)試為破壞性測(cè)試，同一生產(chǎn)批次的產(chǎn)品間差異客觀存在，因此可認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)室在該測(cè)試過(guò)程中測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確可信，主要測(cè)試誤差為測(cè)試樣品間差異。

為更好的滿足能力驗(yàn)證的要求，增加比對(duì)結(jié)果可信度，可參照上述方法，繼續(xù)聯(lián)系更多實(shí)驗(yàn)室參加比對(duì)活動(dòng)。

安全氣囊氣體發(fā)生器用過(guò)濾網(wǎng)或相近特性樣品生產(chǎn)企業(yè)可參照上述方法進(jìn)行能力驗(yàn)證活動(dòng)，包括不確定度的計(jì)算，比對(duì)計(jì)劃的編制等，提高實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理能力，滿足能力認(rèn)可準(zhǔn)則的要求，保持質(zhì)量管理體系的長(zhǎng)期有效運(yùn)行。

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