复合材料手册 聚合物基复合材料 第1卷 结构材料表征指南PDF电子书下载

第1章 总论 1

1.1 手册介绍 1

1.2 手册内容概述 1

1.3 第1卷的目的和范围 3

1.4 文件的使用与限制 4

1.4.1 使用第1～3卷的路线图 4

1.4.2 信息的来源 13

1.4.3 数据的使用及应用指南 13

1.4.4 强度性能及许用值的术语 14

1.4.5 参考文献的应用 14

1.4.6 商标及产品名的使用 14

1.4.7 毒性、健康危害和安全 15

1.4.8 消耗臭氧的化学物质 15

1.5 批准步骤 15

1.6 材料取向编码 16

1.6.1 层压板取向编码 16

1.6.1.1 铺层顺序记号 16

1.6.1.2 铺层百分比记号 17

1.6.2 编织物取向编码 18

1.7 符号、缩写，及单位制 18

1.7.1 符号及缩写 18

1.7.1.1 组分的性能 24

1.7.1.2 单层与层压板 25

1.7.1.3 下标 26

1.7.1.4 上标 27

1.7.1.5 缩写词 28

1.7.2 单位制 30

1.8 定义 32

参考文献 54

第2章 复合材料性能测试指南 56

2.1 引言 56

2.1.1 复合材料结构的积木式方法 56

2.1.2 试验级别与数据的使用 57

2.1.2.1 结构复杂性等级 58

2.1.2.2 数据应用分类 58

2.1.2.3 试验计划的详细说明 60

2.2 试验计划的编制 60

2.2.1 概述 60

2.2.2 对以统计为基础的性能的基准方法与可选方法 61

2.2.3 数据等同性问题 62

2.2.4 试验方法的选取 62

2.2.5 母体的取样和大小 66

2.2.5.1 样本大小的选取 67

2.2.5.2 批次数量对ANOVA的影响 68

2.2.6 材料与工艺变异、试件制备和NDE 68

2.2.6.1 材料和材料工艺 68

2.2.6.2 试件制备和无损评定（NDE） 70

2.2.7 吸湿和浸润处理因素 70

2.2.7.1 湿扩散率 72

2.2.7.2 平衡吸湿量 73

2.2.7.3 浸润处理与试验环境 74

2.2.8 材料工作极限（MOL） 75

2.2.8.1 蒸汽压力分层 77

2.2.8.2 高温复合材料体系的MOL考虑 78

2.2.8.3 湿热试验——报告破坏时的吸湿量 79

2.2.9 非大气条件的试验 81

2.2.10 空间环境对材料性能的影响 81

2.2.10.1 引言 81

2.2.10.2 原子氧 81

2.2.10.3 微流星体碎片 82

2.2.10.4 紫外线辐射 82

2.2.10.5 带电粒子 82

2.2.11 由层压板获得单向层的性能 83

2.2.12 数据正则化 83

2.2.13 数据文件的编制 83

2.2.14 针对应用的特殊试验要求 85

2.3 推荐的试验矩阵 85

2.3.1 筛选材料的试验矩阵 85

2.3.1.1 力学性能筛选 85

2.3.1.2 对高温材料体系的力学性能筛选 86

2.3.1.3 液体敏感性的筛选 87

2.3.2 材料鉴定和单层基准值试验矩阵 91

2.3.2.1 组分试验矩阵 91

2.3.2.2 预浸料试验矩阵 91

2.3.2.3 单层试验矩阵 92

2.3.2.4 用于单层级基准值的替代方法 93

2.3.2.5 纤维缠绕材料试验矩阵 95

2.3.3 材料验收试验矩阵 96

2.3.4 替代材料等同性试验矩阵 96

2.3.4.1 替代来源复合材料的鉴定 96

2.3.4.2 对已获鉴定材料所作变化的评定 101

2.3.5 一般层压板／结构元件的试验矩阵 107

2.3.5.1 引言 107

2.3.5.2 建议的无缺口层压板强度试验矩阵 108

2.3.5.3 建议的开孔层压板强度试验矩阵 110

2.3.5.4 建议的充填孔层压板强度试验矩阵 112

2.3.5.5 机械紧固件连接试验概述 117

2.3.5.6 建议的机械紧固件连接试验矩阵 121

2.3.5.7 建议的胶接连接试验矩阵 136

2.3.5.8 建议的损伤表征试验矩阵 136

2.3.6 对基准值的替代方法 136

2.3.7 对使用取自CMH-17或其他大数据库基准值的数据验证 136

2.4 数据处理与文件编制 137

2.4.1 引言 137

2.4.2 由层压板得到单层的性能 137

2.4.2.1 方法 138

2.4.2.2 拉伸强度试验 140

2.4.2.3 压缩强度试验 140

2.4.2.4 其他性能 141

2.4.3 数据正则化 141

2.4.3.1 正则化理论 141

2.4.3.2 正则化方法 142

2.4.3.3 正则化的实际应用 145

2.4.4 异常数据的处理 147

2.4.5 数据文件编制 149

2.5 为向CMH-17提交数据的材料试验 150

2.5.1 引言 150

2.5.2 材料和工艺规范要求 152

2.5.3 取样要求 152

2.5.3.1 对B和A类数据的附加要求 152

2.5.3.2 数据汇集 153

2.5.4 浸润处理要求 153

2.5.5 试验方法要求 153

2.5.6 数据文件编制要求 155

2.5.7 数据正则化 160

2.5.8 统计分析 160

2.5.9 单层和层压板的力学性能 160

2.5.9.1 得自层压板的单向性能 160

2.5.9.2 强度和破坏应变 160

2.5.9.3 失效模式和部位 161

2.5.9.4 弹性模量，泊松比和应力／应变曲线 161

2.5.10 化学性能 161

2.5.11 单层和层压板的物理性能 161

2.5.11.1 密度 161

2.5.11.2 组分 161

2.5.11.3 平衡吸湿量 161

2.5.11.4 湿扩散率 161

2.5.11.5 湿膨胀系数 162

2.5.11.6 玻璃化转变温度 162

2.5.12 热性能 162

2.5.12.1 热膨胀系数 162

2.5.12.2 比热 162

2.5.12.3 热传导率 162

2.5.12.4 热扩散 162

2.5.13 电性能 162

2.5.14 疲劳 163

参考文献 165

第3章 增强纤维的评定 169

3.1 引言 169

3.2 化学技术 169

3.2.1 元素分析 170

3.2.2 滴定 170

3.2.3 纤维结构 170

3.2.4 纤维表面化学 171

3.2.5 上浆剂含量和化学组分 173

3.2.6 吸湿量 173

3.2.7 热稳定性和抗氧化能力 173

3.2.8 耐化学性 174

3.3 物理技术（固有的） 174

3.3.1 长丝直径 174

3.3.2 纤维密度 174

3.3.2.1 概述 174

3.3.2.2 ASTM D3800，高模量纤维密度的标准试验方法 175

3.3.2.3 对6.6.4.4.1 节的推荐方法修改（氦比重瓶法），用于测量纤维密度 176

3.3.2.4 CMH-17数据提交的密度试验方法 176

3.3.3 电阻率 176

3.3.4 热膨胀系数 177

3.3.5 导热性 177

3.3.6 比热容 177

3.3.7 热转变温度 177

3.4 物理技术（非固有的） 177

3.4.1 纱、纤维束或无捻粗纱的支数 177

3.4.2 纱或纤维束的横截面积 177

3.4.3 纱的捻度 178

3.4.4 织物结构 178

3.4.5 织物面密度 178

3.5 纤维的力学试验 178

3.5.1 拉伸性能 178

3.5.1.1 单丝拉伸试验 179

3.5.1.2 纤维束拉伸试验 179

3.5.1.3 用单向层压板试验测定的纤维性能 181

3.5.2 长丝压缩试验 181

3.6 试验方法 181

3.6.1 pH值的测定 181

3.6.1.1 范围 181

3.6.1.2 仪器 181

3.6.1.3 步骤 182

3.6.2 碳纤维上浆剂含量的测定 182

3.6.2.1 范围 182

3.6.2.2 仪器 182

3.6.2.3 材料 183

3.6.2.4 步骤 183

3.6.2.5 计算 183

3.6.2.6 再次使用坩埚的准备 183

3.6.3 吸湿量或回潮率测定 184

3.6.3.1 范围 184

3.6.3.2 仪器 184

3.6.3.3 试样制备 184

3.6.3.4 步骤 184

3.6.3.5 计算 184

3.6.4 纤维直径的测定 185

3.6.4.1 说明与应用 185

3.6.4.2 仪器 185

3.6.4.3 校准 186

3.6.4.4 制备载片 186

3.6.4.5 测量步骤 186

3.6.4.6 计算 186

3.6.5 电阻率的测定 187

3.6.5.1 范围 187

3.6.5.2 仪器 187

3.6.5.3 样品制备 187

3.6.5.4 步骤 187

3.6.5.5 计算 187

3.6.5.6 校准和维护 187

3.6.5.7 计量单位的定义 187

参考文献 188

第4章 基体表征 191

4.1 引言 191

4.2 基体试件制备 192

4.2.1 引言 192

4.2.2 热固性聚合物 192

4.2.3 热塑性聚合物 193

4.2.4 试件机械加工 193

4.3 吸湿浸润和环境暴露 194

4.4 化学分析技术 194

4.4.1 元素分析 195

4.4.2 官能团和湿法化学分析 195

4.4.3 光谱分析 196

4.4.4 色谱分析 196

4.4.5 相对分子质量和相对分子质量分布分析 197

4.4.6 树脂材料表征的一般程序 200

4.5 热／物理分析和性能试验方法 202

4.5.1 引言 203

4.5.2 热分析 203

4.5.3 流变分析 204

4.5.4 形态 205

4.5.5 密度／比重 205

4.5.5.1 概述 205

4.5.5.2 用于测量固化树脂密度的推荐方法相比6.6.4.2节，6.6.4.3节和6.6.4.4节D792，D1505和氨测比重法的区别 206

4.5.5.3 提交CMH-17数据用的密度试验方法 206

4.5.6 挥发分含量 207

4.5.7 吸湿量 207

4.6 静态力学性能试验方法 208

4.6.1 引言 208

4.6.2 拉伸 208

4.6.2.1 引言 208

4.6.2.2 试件制备 208

4.6.2.3 试验仪器和测试设备 209

4.6.2.4 提交CMH-17数据用的拉伸试验方法 210

4.6.3 压缩 210

4.6.3.1 引言 210

4.6.3.2 试件制备 210

4.6.3.3 试验仪器和测试设备 211

4.6.3.4 局限性 211

4.6.3.5 提交CMH-17数据用的压缩试验方法 211

4.6.4 剪切 212

4.6.4.1 适用的试验方法 212

4.6.4.2 扭转试件制备 212

4.6.4.3 Iosipescu剪切试件制备 212

4.6.4.4 试验仪器和测试设备 212

4.6.4.5 局限性 212

4.6.4.6 提交CMH-17数据用的剪切试验方法 213

4.6.5 弯曲 213

4.6.5.1 引言 213

4.6.5.2 试件制备 213

4.6.5.3 试验仪器和测试设备 214

4.6.5.4 提交CMH-17数据用的弯曲试验方法 214

4.6.6 冲击 214

4.6.7 硬度 214

4.7 疲劳试验 215

4.8 黏弹性试验方法 215

参考文献 215

第5章 预浸料材料表征 221

5.1 引言 221

5.2 预浸料抽样计划和试件制备 222

5.3 放置和环境暴露 222

5.4 预浸料物理和化学性能 223

5.4.1 预浸料物理性能 223

5.4.1.1 树脂含量 223

5.4.1.2 纤维含量或纤维面积重量 225

5.4.1.3 挥发分含量 226

5.4.1.4 树脂流动性 226

5.4.1.5 凝胶时间 227

5.4.1.6 水分含量 228

5.4.1.7 表面黏性 228

5.4.1.8 铺敷性 229

5.4.1.9 固化百分比 229

5.4.1.10 不溶物含量 230

5.4.1.11 差示扫描量热法 230

5.4.1.12 流变性 230

5.4.1.13 动态力学分析 231

5.4.1.14 重测物理性能 231

5.4.2 预浸料的化学性能 231

5.4.2.1 高效液相色谱（HPLC） 232

5.4.2.2 傅里叶变换红外光谱 232

5.5 测试方法 233

5.5.1 环氧树脂预浸料的树脂萃取步骤 233

5.5.2 玻璃、芳纶和碳纤维预浸料的HPLC/HPSEC分析程序 235

5.5.2.1 反相HPLC分析 235

5.5.2.2 体积排阻色谱（SEC）分析 235

5.5.3 傅里叶变换红外光谱（FTIR）试验程序 236

5.5.4 差示扫描量热法（DSC）的程序 236

5.5.5 动态力学性能分析（DMA）的程序 236

5.5.6 流变性能的测试步骤 237

参考文献 237

第6章 单层、层压板和特殊形式结构的表征 241

6.1 引言 241

6.2 试件的制备 241

6.2.1 引言 241

6.2.2 可追溯性 242

6.2.3 试板制造 242

6.2.4 试件制造 243

6.3 吸湿浸润和环境暴露 244

6.3.1 引言 244

6.3.2 固定时间吸湿浸润 245

6.3.3 平衡吸湿浸润 246

6.3.3.1 加速吸湿浸润时间 248

6.3.3.2 程序提示 248

6.4 测试仪器及标定 250

6.4.1 引言 250

6.4.2 测试用试件尺寸测量 250

6.4.2.1 引言 250

6.4.2.2 标定显微镜 250

6.4.2.3 千分尺 251

6.4.2.4 刻度卡钳 251

6.4.2.5 精密刻度尺 252

6.4.2.6 尺子和卷尺测量 252

6.4.2.7 专用孔径测量装置 252

6.4.2.8 尺寸测量仪器的标定 253

6.4.3 载荷测量仪器 253

6.4.3.1 引言 253

6.4.3.2 载荷传感器 253

6.4.3.3 其他载荷测量系统 254

6.4.3.4 仪器和标定 255

6.4.3.5 预防措施 255

6.4.4 应变／位移测量设备 256

6.4.4.1 引言 256

6.4.4.2 LVDT（线性变量微分变换器）挠度计 256

6.4.4.3 接触式引伸计 257

6.4.4.4 粘贴式电阻应变计 257

6.4.4.5 其他方法 260

6.4.4.6 对纺织复合材料的特殊考虑 260

6.4.5 温度测量设备 261

6.4.5.1 引言 261

6.4.5.2 热电偶 261

6.4.5.3 金属电阻测温计 262

6.4.5.4 热敏电阻 262

6.4.5.5 双金属仪 263

6.4.5.6 玻璃温度计 263

6.4.5.7 状态变化仪 263

6.4.5.8 红外探测仪 263

6.4.5.9 温度测量设备的标定 264

6.4.6 数据采集系统 266

6.5 试验环境 266

6.5.1 引言 266

6.5.2 实验室大气试验环境 266

6.5.3 非大气环境的试验环境 266

6.5.3.1 引言 266

6.5.3.2 低温环境试验 267

6.5.3.3 高温环境试验 267

6.6 热／物理性能试验 268

6.6.1 引言 269

6.6.2 固化度 269

6.6.3 玻璃化转变温度 269

6.6.3.1 概述 269

6.6.3.2 Tg的测量 270

6.6.3.3 适用于CMH-17数据提交的玻璃化转变试验方法 273

6.6.3.4 晶体熔融温度 273

6.6.4 密度 273

6.6.4.1 概述 273

6.6.4.2 ASTM D792，由排液量法测量塑料密度和比重（比密度）的标准试验方法 274

6.6.4.3 ASTM D1505，利用密度—梯度法测量塑料密度的标准试验方法 275

6.6.4.4 采用氦测比重法测定复合材料的密度 276

6.6.4.5 氦测比重法实验结果的概述 279

6.6.4.6 提交CMH-17数据适用的密度试验方法 280

6.6.5 固化后单层厚度 280

6.6.5.1 概述 280

6.6.5.2 利用直接方法测量厚度 281

6.6.5.3 利用间接方法测量厚度 281

6.6.5.4 SRM 10R-94，对铺层层压板的纤维体积、树脂体积百分比和计算的平均固化后单层厚度的SACMA推荐方法 281

6.6.5.5 提交CMH-17数据适用的固化后单层厚度的试验方法 282

6.6.6 纤维体积（Vf）含量 282

6.6.6.1 引言 282

6.6.6.2 基体溶解 282

6.6.6.3 烧蚀 282

6.6.6.4 面积重量／厚度 283

6.6.6.5 用图像分析法确定纤维体积 284

6.6.7 空隙体积（Vv）含量 287

6.6.7.1 引言 287

6.6.7.2 溶解评估法 287

6.6.7.3 利用图像分析确定空隙体积 288

6.6.8 湿扩散系数 289

6.6.8.1 标准试验方法 291

6.6.8.2 提交CMH-17数据适用的湿扩散性能试验方法 292

6.6.9 尺寸稳定性（热和湿气） 292

6.6.9.1 尺寸稳定性（热） 292

6.6.9.2 尺寸稳定性（湿气） 295

6.6.10 热传导性 298

6.6.10.1 引言 298

6.6.10.2 可用的方法 298

6.6.10.3 提交CMH-17数据适用的热传导率试验方法 304

6.6.11 比热 305

6.6.11.1 引言 305

6.6.11.2 现有的方法 305

6.6.11.3 提交CMH-17数据适用的比热测试方法 307

6.6.12 热扩散 307

6.6.12.1 引言 307

6.6.12.2 现有试验方法 307

6.6.12.3 提交CMH-17数据适用的热扩散试验方法 311

6.6.13 出气 311

6.6.14 吸收率和发射率 312

6.6.15 热循环 313

6.6.16 微裂纹 314

6.6.16.1 引言 314

6.6.16.2 制造工艺引起的微裂纹 315

6.6.16.3 热循环所引起的微裂纹 315

6.6.16.4 机械／循环（疲劳）所引起的微裂纹 316

6.6.17 热氧化稳定性 316

6.6.18 阻燃性和烟雾生成 316

6.6.18.1 引言 316

6.6.18.2 火焰蔓延试验方法 317

6.6.18.3 烟雾和毒性试验方法 321

6.6.18.4 热释放试验方法 323

6.6.18.5 抗火灾试验方法 325

6.7 电性能试验 326

6.7.1 引言 326

6.7.2 电介电常数 326

6.7.3 电介质强度 326

6.7.4 磁介电常数 326

6.7.5 电性能试验——电磁干扰（EMI）屏蔽效能 327

6.7.5.1 试样试验 327

6.7.5.2 外壳试验 327

6.7.6 静电放电 328

6.8 单轴静态力学性能试验 328

6.8.1 引言 328

6.8.2 拉伸性能 329

6.8.2.1 概述 329

6.8.2.2 面内拉伸试验方法 330

6.8.2.3 面外拉伸试验方法 336

6.8.2.4 提交CMH-17数据的拉伸试验方法 340

6.8.3 压缩性能 341

6.8.3.1 概述 341

6.8.3.2 面内压缩试验 342

6.8.3.3 产生提交CMH-17数据的压缩试验方法 350

6.8.4 剪切性能 351

6.8.4.1 概述 351

6.8.4.2 面内剪切试验 352

6.8.4.3 面外剪切试验 361

6.8.4.4 提交CMH-17数据适用的剪切试验方法 363

6.8.5 弯曲性能 363

6.8.6 断裂韧性 363

6.8.6.1 概述 363

6.8.6.2 分层断裂韧性 364

6.8.6.3 穿透厚度断裂试验 376

6.8.6.4 复合材料的层内断裂 377

6.8.6.5 提交CMH-17数据适用的断裂韧性试验 377

6.9 单轴疲劳试验 377

6.9.1 概述 377

6.9.2 疲劳试验的关键参数 378

6.9.2.1 控制参数 378

6.9.2.2 R-比（仅对常幅疲劳） 379

6.9.2.3 频率 379

6.9.2.4 波形 379

6.9.2.5 循环计数法则 379

6.9.2.6 截止数——施加循环数的限制值 380

6.9.2.7 失效判据 380

6.9.2.8 试验环境 380

6.9.2.9 数据采集 380

6.9.2.10 试件数量 381

6.9.3 疲劳强度试验方法 381

6.9.3.1 拉-拉疲劳 381

6.9.3.2 挤压疲劳 381

6.9.3.3 剪切疲劳 381

6.9.3.4 弯曲疲劳 381

6.9.4 疲劳断裂韧性 381

6.9.4.1 概述 381

6.9.4.2 基体韧性的影响 382

6.9.4.3 混合比的影响 383

6.9.4.4 R-比影响 383

6.9.4.5 Ⅰ型试验方法 384

6.9.4.6 Ⅱ型试验方法 386

6.9.4.7 混合型试验方法 389

6.9.4.8 载荷历程的影响 390

6.10 多轴力学性能试验 392

6.11 黏弹性性能试验 392

6.11.1 引言 392

6.11.2 蠕变和应力松弛 392

6.12 特殊材料形式的力学性能试验 393

6.12.1 专门用于长丝缠绕的试验 393

6.12.1.1 概述 393

6.12.1.2 历史状况 393

6.12.1.3 单轴材料性能拉伸试验 394

6.12.1.4 关于单轴材料性能的压缩试验 394

6.12.1.5 关于单轴材料性能的剪切试验 395

6.12.1.6 提交CMH-17数据适用的试验方法 395

6.12.2 专门用于纺织复合材料的试验 395

6.12.2.1 概述 395

6.12.2.2 背景 396

6.12.2.3 织物和二维机织 396

6.12.2.4 复杂编织的考虑 397

6.12.2.5 提交CMH-17数据适用的试验方法 399

6.12.3 专门用于厚截面复合材料的试验 399

6.12.3.1 单轴试验 400

6.12.3.2 多轴试验 408

参考文献 411

第7章 结构元件表征 434

7.1 概述 434

7.2 试件制备 434

7.2.1 引言 434

7.2.2 机械紧固连接试验 435

7.2.3 胶接连接试验 435

7.3 吸湿浸润和环境暴露 435

7.3.1 引言 435

7.3.2 一般试件制备 435

7.3.2.1 应变片粘贴 435

7.3.2.2 带缺口层压板和机械紧固连接试样 436

7.3.3 胶接连接 436

7.3.4 损伤特性试件 437

7.3.5 夹层结构 437

7.4 缺口层压板试验 439

7.4.1 概述 439

7.4.2 缺口层压板拉伸 439

7.4.2.1 开孔拉伸试验方法 441

7.4.2.2 充填孔拉伸试验方法 441

7.4.3 缺口层压板压缩 441

7.4.3.1 开孔压缩试验方法 442

7.4.3.2 充填孔压缩试验方法 443

7.4.4 用于向CMH-17提交数据的缺口层压板试验方法 444

7.5 机械紧固连接试验 444

7.5.1 定义 444

7.5.2 挤压试验 445

7.5.2.1 概述 445

7.5.2.2 双剪挤压试验 445

7.5.2.3 单剪挤压试验 448

7.5.2.4 失效模式 450

7.5.3 挤压-旁路评估 452

7.5.3.1 概述 452

7.5.3.2 试件设计和试验 452

7.5.3.3 挤压／旁路试验方法 454

7.5.3.4 数据处理 457

7.5.4 紧固件拉脱强度 457

7.5.4.1 概述 457

7.5.4.2 试验方法综述 457

7.5.4.3 重要性 462

7.5.4.4 设备 462

7.5.4.5 试件 463

7.5.4.6 试件装配 463

7.5.4.7 报告 463

7.5.5 提交CMH-17数据的挤压／机械连接试验方法 463

7.6 胶接连接试验 464

7.6.1 概述 464

7.6.2 胶黏剂性能试验 464

7.6.2.1 剪切试验 465

7.6.2.2 拉伸试验 468

7.6.2.3 断裂力学性能 469

7.6.2.4 推荐的胶黏剂性能表征试验矩阵 470

7.6.3 胶接连接性能表征试验 470

7.6.3.1 蜂窝与面板的平面拉伸试验（ASTMC297） 470

7.6.3.2 蒙皮与加强筋的胶接试验 471

7.6.3.3 双搭接的连接试验 471

7.6.3.4 单搭接的连接试验 473

7.7 损伤特性 476

7.7.1 概述 476

7.7.2 损伤阻抗 477

7.7.2.1 落锤冲击 477

7.7.2.2 Izod和Charpy冲击 479

7.7.2.3 准静态压痕 479

7.7.2.4 其他损伤阻抗试验 479

7.7.3 损伤容限试验 479

7.7.3.1 冲击后压缩试验 480

参考文献 483

第8章 统计方法 486

8.1 引言 486

8.1.1 基于统计的性能的计算方法概述 486

8.1.2 计算机软件 487

8.1.3 符号 487

8.1.4 统计术语 489

8.2 基础知识 493

8.2.1 基于统计的设计值 493

8.2.2 非结构型数据的基准值 493

8.2.3 存在批间变异性时的基准值 494

8.2.4 批料、板料及其混同 495

8.2.5 用于确定基准值的样本大小指南 496

8.2.5.1 例子 496

8.2.5.2 正态分布基准值的均值和标准差 497

8.2.5.3 采用ANOVA（方差分析法）的基准值 498

8.3 基于统计的材料性能的计算 499

8.3.1 计算程序指南 499

8.3.1.1 计算流程图 499

8.3.1.2 有效数字 513

8.3.2 子体相容性——结构型数据或非结构型数据 513

8.3.2.1 分组数据的符号 514

8.3.2.2 k样本Anderson-Darling检验 514

8.3.3 检查异常数据 515

8.3.3.1 最大赋范残差 516

8.3.4 方差等同性检验 517

8.3.4.1 方差等同性的Levene检验 517

8.3.4.2 均值等同性的F检验 517

8.3.5 采用环境样本合并方法计算基准值的方法（见图8.3.1.1 （a）） 517

8.3.5.1 数据准备 517

8.3.5.2 每种环境条件下的每批材料中的异常数据 518

8.3.5.3 每种环境条件下的批间变异性 518

8.3.5.4 每种环境条件的异常数据 518

8.3.5.5 数据合并 518

8.3.6 采用单点方法的基准值计算程序（见图8.3.1.1 （b）） 523

8.3.6.1 数据准备 523

8.3.6.2 每批材料的异常数据检验 523

8.3.6.3 批间变异性检验 523

8.3.6.4 合并数据组的异常数据检验 523

8.3.6.5 基准值计算的统计分布模型（拟合优度检验） 523

8.3.6.6 非结构型数据的基准值计算 530

8.3.6.7 基于方差分析（ANOVA）的结构型数据的基准值计算 532

8.3.7 采用回归分析计算结构型数据的基准值 535

8.3.7.1 线性统计模型的回归分析 536

8.3.7.2 方差分析 537

8.3.7.3 简单线性回归 537

8.3.7.4 多个预测变量的线性回归 540

8.3.8 探索性数据分析 541

8.3.8.1 分位数箱线图 541

8.3.8.2 信息分位数函数 542

8.3.9 对于合并可接受的环境条件组合 544

8.3.10 统计结果的经验与工程判断方法应用指南 547

8.3.10.1 批间变异性 547

8.3.10.2 方差等同性 547

8.3.10.3 正态分布检验 548

8.3.11 算例 548

8.3.11.1 AGATE统计分析程序（ASAP） 548

8.3.11.2 使用STAT17程序进行单点分析 569

8.3.11.3 例子——线性回归——问题1 578

8.3.11.4 例子——涉及某种随机影响的简单线性回归——问题2 585

8.3.11.5 例子—方差分析单因素混合模型：有多个数据来源的基准值—问题3 590

8.4 统计方法 592

8.4.1 同一材料的已有数据库与新的数据组的等同性检验 592

8.4.2 替代材料的统计方法 594

8.4.2.1 两组批次的比较 595

8.4.3 离散系数的置信区间 597

8.4.3.1 离散系数置信区间的计算实例 598

8.4.3.2 近似方法的说明 598

8.4.4 修改离散系数方法 598

8.4.4.1 修改规则 599

8.4.4.2 修改后的标准差（S*） 600

8.4.4.3 使用修改后的CV值合并环境样本 600

8.4.4.4 转换数据的k样本Anderson-Darling检验 600

8.4.4.5 修改离散系数方法的使用指南 601

8.4.5 过程控制统计方法 601

8.4.5.1 控制图的基础 601

8.4.5.2 包括批次影响的x图 605

8.4.5.3 批内方差分量的s2图 608

8.4.5.4 批次均值趋势检验 608

8.4.6 平均应力-应变曲线和挤压载荷-变形曲线 610

8.4.6.1 拟合公式 612

8.5 统计表与近似方法 613

8.5.1 F分布的分位数 614

8.5.2 x2分布的分位数 617

8.5.3 t分布的上侧分位数 617

8.5.4 t分布的双侧概率 618

8.5.5 标准正态分布的上侧概率 619

8.5.6 在α＝0.05显著性水平下k-样本Anderson-Darling检验的临界值 620

8.5.7 最大赋范残差（MNR）异常数据检验的临界值 621

8.5.8 Weibull分布的单侧B基准值容限系数VB　　 622

8.5.9 Weibull分布单侧A基准值容限系数VA 625

8.5.10 正态分布单侧B基准值容限系数kB 627

8.5.11 正态分布单侧A基准值容限系数kA 629

8.5.12 确定非参数的B基准值的观测值序号rB 631

8.5.13 确定非参数的A基准值的观测值序号rA 632

8.5.14 小样本非参数B基准值 633

8.5.15 小样本非参数A基准值 634

8.5.16 离散系数的近似置信限的临界值 635

8.5.17 正态分布均值验收界限的单侧容限系数 636

8.5.18 正态分布个体值的验收界限的单侧容限系数 636

8.5.19 双侧t分布的上侧与下侧分位数 637

参考文献 638