Так как предметом настоящего стандарта являются характеристики изделия, то конструкции, определенные в настоящем стандарте, могут быть использованы как для изделий отраслей промышленности, производящих материалы, так и для изделий других производственных отраслей. В настоящем приложении описание применения данных конструкций приведено в виде пояснений и примеров.
Характеристики изделия могут определяться с помощью процедуры измерения или задаваться по соглашению, например, как стандартные характеристики или значения, утвержденные для проектирования. Значение характеристики изделия должно быть связано с условиями, при которых данное значение имеет силу. Некоторые характеристики материалов могут быть связаны с основной сущностью данной субстанции. Такие характеристики называются внутренними или собственными характеристиками. В настоящем стандарте не представлены специальные ресурсы для данной категории характеристик.
Наименования конкретных характеристик также не представлены в настоящем стандарте. За присвоение наименований характеристикам отвечают прикладные протоколы, в которых используются обобщенные ресурсы, определенные в настоящем стандарте. Предполагается, что для таких прикладных протоколов наименование и определение методов испытаний и установленных с их помощью характеристик должны быть приведены в словаре данных, соответствующем стандартам комплекса ИСО 13584 "Библиотеки деталей" [8]. Существует также ряд других понятий, широко используемых при описании конструкционных материалов, которые рассматриваются в других стандартах комплекса ИСО 10303. Например, понятие так называемого "класса" материала (например, керамика, полимер, металлический сплав и т.д.).
Е.2 Пример изделия
Гипотетическое изделие, названное "пример изделия: деталь 45", представлено ниже. Данное изделие позволяет пояснить, каким образом разные характеристики связаны с изделием. Эскиз данного изделия представлен на рисунке Е.1.
 | |
| 409 × 293 пикс. Открыть в новом окне | |
Рисунок Е.1 - Пример изделия: деталь 45
Данное изделие представляет собой обычный прямоугольный блок. Основные размеры блока соответствуют осям прямоугольной системы координат. Данная форма блока выбрана для демонстрации того, что простая внешняя форма может содержать сложную внутреннюю структуру. Внутренняя структура называется материальной структурой изделия. Существуют четыре возможных альтернативных варианта. Внутренняя структура изделия может быть:
- однородной по составу и изотропной по характеристикам;
- неоднородной по составу и изотропной по характеристикам;
- однородной по составу и анизотропной по характеристикам;
- неоднородной по составу и анизотропной по характеристикам.
Примером первого варианта может быть спеченная масса однородного металлического или керамического порошка, примером второго варианта - отливка под давлением термореактивного полимера с наполнителем из неорганических частиц, примером третьего варианта - листовой прокат из металлического сплава, примером четвертого варианта - плита, изготовленная из армированного фиброволокном полимерного каучукового композиционного материала. Таким образом, существует несколько разных материалов и технологических процессов, которые могут быть использованы для изготовления данного изделия, каждый из которых может дать характеристическое множество материальных свойств изделия. Описание процесса производства и условий во время изготовления изделия обеспечивается с помощью ресурсов, определенных в ИСО 10303-49 [7].
Реальным примером рассматриваемого изделия "деталь 45" может быть лист из алюминиевого сплава, изготовленный прокаткой в соответствии со стандартом Великобритании BS 1470:1987 и предназначенный для использования в качестве облицовочного материала при строительстве. Некоторые особенности данного изделия могут быть описаны с помощью объектов из ИСО 10303-41. Объекты product_context, product_definition_context и product_related_product_category (ИСО 10303-41) могут содержать информацию о предполагаемом использовании изделия. Объекты product, product_definition_formation и product_definition (ИСО 10303-41) могут содержать информацию об изделии, такую как торговая марка, толщина листа, номер партии, состояние (например, отпущенный). Связь изделия с нормативным документом (например, BS 1470:1987) может быть отражена с помощью определения объекта в прикладном протоколе с атрибутом, имеющим ссылку на объект document из ИСО 10303-41.
Е.3 Обозначение материала
Изделия отраслей промышленности, производящих материалы, обычно обозначают и классифицируют посредством установленных национальными, региональными или международными стандартами буквенно-цифровых строк, которые называются обозначением материала. Обозначение материала обычно связано с конкретным составом элементов изделия. Например, обозначением материала для листа алюминиевого сплава может быть "3105". Стандарты на продукцию позволяют расширять обозначение с помощью добавления букв и чисел для идентификации других отличительных характеристик, например металлографического состояния. Поэтому лист алюминиевого сплава, упрочненный прокаткой, может иметь обозначение "3105-Н12", где "Н12" указывает на упрочненное состояние. Листы из того же сплава, имеющие одинаковое состояние, но разную толщину и являющиеся поэтому разными изделиями, могут иметь одинаковое обозначение материала. Следовательно, обозначение материала является фабричной маркой, содержащей важную техническую информацию, и настоящий стандарт обеспечивает ее представление.
Объект material_designation в настоящем стандарте связывает обозначение материала с изделием с помощью ссылки на объект product_definition из ИСО 10303-41. Связь обозначения материала с объектом material_property или product_material_composition_relationship осуществляется при помощи выбираемого типа данных material_designation_characterization, который может быть использован для того, чтобы показать, какие технические понятия обусловили данное обозначение.
Е.4 Состав изделия
Стандарты комплекса ИСО 10303 определяют конструкции, позволяющие описать состав изделия и связать состав с обозначением материала. Данные конструкции могут быть использованы для составных элементов, например сплавов, химических соединений или компонентов, образующих композиционные смеси, такие как армированные фиброволокном пластмассы или железобетонные изделия.
Каждый компонент состава описывается как изделие с помощью совместного использования объектов из ИСО 10303-41 и настоящего стандарта. Объект product (ИСО 10303-41) может содержать наименование компонента, например "кремний", в качестве одной из составляющих обозначения алюминиевого сплава "3105". Объект product_context (ИСО 10303-41) может описывать контекст компонента, например его химический состав. Объект product_definition (ИСО 10303-41) может определять компонент, например, как химический элемент или фиброволоконное армирование композитного материала.
Каждый экземпляр объекта product_material_composition_relationship описывает взаимосвязь компонента состава со всем изделием. Атрибут constituent_amount представляет набор, который может содержать одно или несколько значений количества компонента, например его максимальное и минимальное значение.
Значение состава в стандартных спецификациях обычно не описывается конкретными числами. Например, значение состава может быть определено как "меньше, чем" заданное значение. Несколько элементов могут быть объединены, чтобы показать, что сумма их значений меньше предельной величины. Обычно состав главного элемента в сплаве не задается, а указывается как "остаток", т.е. разница между 100% и суммой значений всех остальных элементов.
Настоящий стандарт позволяет определять значение состава математической функцией с использованием ресурсов из ИСО 10303-50. Выбираемый тип данных characterized_product_composition_value позволяет использовать в качестве значения атрибута constituent_amount объект measure_with_unit или объект maths_value_with_unit. Единицей измерения для значения состава может быть объект context_dependent_unit, например "весовая доля в процентах".
Каждое значение состава должно быть квалифицировано, т.е. оно может быть идентифицировано, например, как максимальное или минимальное значение, а также может быть связано с неопределенностью значения (см. Е.8). Это применимо как для значения, выраженного числом, так и для значения, выраженного математической функцией.
Е.5 Характеристики и условия измерения
В настоящем стандарте значения характеристик материала всегда связаны с условиями, при которых они применимы. Эти условия называют средой данных. Компоненты среды данных для измеренного значения являются рабочими параметрами во время измерения, влияющими на числовое значение результата. Такими параметрами являются, например температура, скорость нагружения, измерительная база и т.д. Зависимости между условиями измерения также могут быть описаны и "завязаны" вместе в цепочку зависимостей. Например, поправочный коэффициент для несоосности при испытании на одноосное растяжение определяют по трем значениям удлинения, которые измеряют в симметрично расположенных точках на поверхности испытуемого образца. Применяемая модель позволяет дать описание трех удлинений и зависящего от них скорректированного значения несооности.
Представление числового значения характеристики реализуется с использованием ресурсов, определенных в ИСО 10303-43. Решение об использовании представления было принято в пользу, несомненно, более простого метода, использованного для представления состава, потому что данный метод позволяет связать характеристику с системой координат и обеспечивает ресурсы для преобразования системам координат. Поэтому данное решение позволяет связать характеристики с ориентацией их направленности в изделии.
Компоненты среды данных описывают так же, как и значения характеристик, используя те же ресурсы из ИСО 10303-43, и поэтому они также могут быть связаны с ориентацией их направленности относительно системы координат, связанной с главными осями изделия.
Примерами зависящих от направления характеристик, являющихся результатом зависящих от направления условий, могут быть эффект Холла в полупроводниках или акустическая эмиссия монокристаллического преобразователя. В данных примерах направления приложения сигнала возбуждения и ответного сигнала должны быть известны относительно геометрии изделия, а также относительно его кристаллической структуры. Лопатка первого горячего контура газотурбинного двигателя может быть изготовлена в виде монокристалла с кристаллографической ориентацией, соответствующей геометрии лопатки. Такая предпочтительная ориентация обеспечивает наилучшую анизотропию лопатки при ее эксплуатации под нагрузкой.
Таким же образом должна описываться взаимосвязь любого испытуемого образца с анизотропией изделия.
Изделие может обладать любым числом характеристик, а каждое представление одного свойства может иметь несколько условий среды данных. На рисунке Е.2 в упрощенной форме представлена иллюстрация взаимосвязей между характеристикой материала, определением изделия, представлением характеристики и связанной с ней средой данных. Левая вертикальная цепочка на рисунке связывает характеристику с изделием. Данная характеристика связывается с одним или несколькими условиями среды. Значение каждого условия описывается таким же образом, как и характеристика. Правая вертикальная цепочка на рисунке иллюстрирует надлежащее завершение цепочки зависимостей в среде данных.
 | |
| 483 × 426 пикс. Открыть в новом окне | |
Рисунок Е.2 - Взаимосвязь между характеристикой изделия и условиями в среде данных
Е.6 Характеристики участков изделия
Производственный процесс может изменять субстанцию в разных частях изделия, чтобы сформировать разные характеристики в разных частях. Примером может быть лист алюминиевого сплава, сформированный в изделие методом прессования между двумя матрицами пресс-формы. Некоторые части листа могут быть растянуты в большей степени, чем другие, и характеристики этих частей будут отличаться вследствие больших локальных пластических деформаций. Кроме того, некоторые части изделия могут быть подвергнуты дополнительной обработке, например выборочному упрочнению части поверхности. В комплексе ИСО 10303 идентифицируемая, геометрически определенная часть формы изделия называется аспектом формы.
Настоящий стандарт определяет ресурсы, связывающие характеристики материала с аспектом формы. Это достигается с помощью объекта material_property, который конкретизирует объект property_definition из ИСО 10303-41, позволяя связать его со всем изделием или с формой изделия. Геометрия аспекта формы изделия описывается с использованием ресурсов, определенных в ИСО 10303-42 [5].
Е.7 Структура изделия
Во многих технических приложениях возникает необходимость в описании внутренней структуры изделия - структуры материалов. Влияние структуры материалов изделия на его характеристики особенно важно, когда изделие представляет собой совокупность твердых тел, например полимерный каучук, армированный стекловолокном.
В качестве примера сложной структуры можно рассмотреть композитное изделие, сформированное из набора форм. Для описания роли этих форм на промежуточных и окончательной стадиях изготовления композитного изделия в композитной технологии используют разные термины. Наименования и определения этих терминов должны быть определены в прикладном протоколе.
Компоненты структуры материалов изделия и их пропорции могут быть описаны тем же способом, который использован для определения состава. В обоих случаях компоненты рассматриваются как отдельные изделия, связанные с изделием в целом. Дополнительным положением, позволяющим описывать компоненты структуры, является наличие у них характеристики, представляющей форму. Кроме того, структурные компоненты могут быть ориентированы относительно системы координат изделия, как показано на рисунке Е.3, иллюстрирующем расположение волокон в нижнем и промежуточном слоях многослойного композитного изделия, сформированного из последовательно уложенных слоев.
 | |
| 540 × 636 пикс. Открыть в новом окне | |
Рисунок Е.3 - Пример изделия: деталь 45, изготовленная как композитное изделие
Поэтому данная версия "примера изделия: деталь 45" изготовлена из последовательности промежуточных изделий. Структура каждого слоя может иметь свою собственную координатную базу, и эти базы должны быть связаны с базой изделия с помощью соответствующего преобразования. Каждое промежуточное изделие будет иметь свой собственный состав и характеристики, описываемые с помощью ресурсов, определенных в настоящем стандарте.
В ИСО 10303-42 и ИСО 10303-43 определены ресурсы, используемые для описания форм компонентов структуры, их выравнивания относительно друг друга и изделия в целом. Понятие внутренней структуры отличается от понятия механической сборки, определенной в ИСО 10303-44 [6], тем, что организация структуры материалов должна включать взаимосвязи и пересечения между разными представлениями форм, образующих структуру. Поэтому следует предположить, что использование понятий из ИСО 10303-42 и ИСО 10303-43 будет различным для представления структуры материалов и для механической сборки.
Е.8 Квалификация значений характеристики
Числовые значения характеристик представляет наилучшую оценку значения, которая может быть получена в конкретных условиях. Последовательные измерения одной и той же характеристики, как правило, не дают идентичных результатов, поэтому все измеренные значения характеризуются неопределенностью. Кроме того, числовые значения характеристик независимо от того, являются ли они измеренными или неизмеренными значениями, часто дополнительно квалифицируют, чтобы указать, что они представляют, например минимальное или максимальное значение.
В настоящем стандарте определены ресурсы, связывающие квалификаторы и статистически определенные меры неопределенности с количественными или качественными значениями характеристик и связанными с ними условиями измерений.
Меры неопределенности и квалификаторы значений могут быть связаны как со значениями состава, так и со значениями характеристик.
Примеры использования ресурсов, определенных в настоящем стандарте:
- значение числа твердости может быть определено как 96±4, где 4 представляет статистически установленную неопределенность на основании серии измерений;