Статистический анализ прочности при сжатии единичных зерен порошков СТМ и усовершенствование методики ее оценки

Abstract

Предложен новый подход к оценке прочности алмазного порошка, основанный на статистической теории экстремальных значений и обеспечивающий прогнозирование прочностных свойств по малой выборке. Проведен сравнительный статистический анализ ряда партий порошка. Показано, что прочность зерен порошка во всем исследованном диапазоне зернистостей и марок удовлетворительно аппроксимируется распределением Вейбулла, исследована связь параметров Вейбулла со средней прочностью. Исследована сходимость эмпирических статистик, сформулирован критерий достаточности объема выборки для оценки средней прочности зерен на сжатие. Установлена возможность уменьшения количества испытаний, что позволяет существенно сократить время, уменьшить износ наковален и тем самым снизить стоимость исследования. Изложенные результаты являются теоретической основой для усовершенствования существующих и разработки новых методик контроля качества порошков СТМ.

Запропоновано новий підхід до оцінки міцності алмазного порошку, що грунтується на статистичній теорії екстремальних значень і забезпечує прогнозування міцнісних властивостей по малій вибірці. Проведено порівняльний статистичний аналіз ряду партій порошку. Показано, що міцність зерен порошку в усьому дослідженому діапазоні зернистостей і марок задовільно апроксимується розподілом Вейбулла, досліджено зв’язок параметрів Вейбулла з середньою міцністю. Досліджено збіжність емпіричних статистик, сформульований критерій достатності обсягу вибірки для оцінки середньої міцності алмазних зерен на стиск. Встановлено можливість зменшення кількості випробувань, що дозволяє істотно скоротити час, зменшити знос ковадл і тим самим знизити вартість дослідження. Викладені результати є теоретичною основою для удосконалення існуючих і розробки нових методик контролю якості порошків НТМ.

A new approach has been proposed to assessing the strength of diamond powder. The approach is based on the statistical theory of extreme values and provides the strength properties prediction from a small sample. A comparative statistical analysis of several samples of the powder has been performed. It is shown that the strength of the grains of powder over the whole range of considered grits and grades is satisfactorily approximated by a Weibull distribution rule. The correlations between the Weibull parameters and the mean strength was studied. The convergence of empirical statistics is investigated and the sample size sufficiency criterion for estimating the average compressive strength of diamond grains has been formulated. The opportunity is found of reducing the number of tests that can significantly shorten the time, minimize wear on the anvils and thereby make the study cheaper. These results provide the theoretical basis for improving the existing methods of quality monitoring of SHM powders and developing the new ones.