第7章试验数据的处理与统计分析.ppt

7.2 数据处理与分析 试验的原始数据往往不是试验所要求测量的物理量，原始数据需经一定的运算、处理才能得到所要求的物理量。 下面举几方面的实例来加以说明。 1、正常使用荷载下(或弹性状态下)的挠度 任何结构的挠度都是指结构本身在所有荷载（外荷载加自重）作用下产生的挠度。而原始竖向位移读数都是包含支座沉陷在内的外加荷载作用下的读数；不含自重引起的位移，而且加荷图式有可能与要求不同。因此对测量读数要做种种运算和修正。 例如：简支梁中点挠度应作如下计算。 一杆件承受轴力N与弯矩Mx的作用，截面形状为T字形，其应变测点布置如右图所示。 数据修约： 按照国家标准《数值修约规则》进行修约，规则如下： （1）拟舍弃数字的最左一位数字小于5时，则舍去，即保留的各位数字不变。如： 12.1498，修约到一位小数，12.1。 （2）拟舍弃数字最左一位数字大于5，或者是5，但其后跟有并非全部为0的数字，则进1，即保留的末位数字加1。如：10.68，10.502，修约成两位有数位数，均得11 。 （3）拟舍弃数字最左一位数为5，而右边无数字或皆为0时，若所保留的末位数字为奇数（1，3，5，7，9）则进1，为偶数（2，4，6，8，0）则舍弃。如： （4）负数修约时，先将它的绝对值按上述规则修约，然后在修约值前面加上负号。 如：将-0.03650和-0.03552修约到0.001得-0.036。 （5）拟修约值应在确定修约位数后一次修约获得结果，不得多次按上述规则连续修约。如：将15.4546修约到1，应该15.4546得到15，而不应该15.4546—15.455—15.46—15.5—16。 第11周安排： 1、课堂测验，开卷。 2、交作业。 3、交实验报告。 　 　 （2）乘法 　 　 （3）除法 　 　 （4）幂函数 　 　 （5）对数 7.5.4误差的检验 1.固定系统误差的发现和消除 在整个测量数据中始终存在着的一个数值大小、符号保持不变的偏差。 用几种不同的测量方法或同时用几种测量工具进行测量比较时，才能发现其原因和规律，并加以消除。 2.随机误差 具有服从正态分布的特点；通常认为随机误差服从正态分布。 3.异常数据的舍弃 （1） 方法 一般情况下99.7%概率已可认为代表多次测量的全体。误差绝对值大于 的概率仅为0.3%，当某个数据的误差绝对值大于 时，应剔除该数据。 （2）肖维纳方法 进行n次测量，误差服从正态分布，以概 率 设定一判别范围 ， 当某一数据的误差绝对值大于 时，就剔除该数据。 7.6 数据的表达 表达的方式有表格、图像和函数。 7.6.1表格方式 汇总表格：把试验结果中的主要内容或试验中的某些重要数据汇集于一表之中，起着类似于摘要和结论的作用，表中的行与行、列与列之间一般没有必然的关系； 关系表格：把相互有关的数据按一定的格式列于表中，表中列与列、行与行之间都有一定的关系，它的作用是使有一定关系的两个或若干变量的数据更加清楚地表示出变量之间的关系和规律。 * * 第7章 结构试验数据 的处理与统计分析 7.1 概述 主要内容 7.3 数据的整理 7.4 数据的统计分析 7.5 误差分析 7.6 数据的表达 7.2 数据处理与分析 7.1 概 述 结构试验后，对采集得到的数据进行整理换算、统计分析和归纳演绎，以得到代表结构性能的公式、图像、表格、数学模型和数值等，这就是数据处理。数据处理的内容和步骤： （2）数据的整理和换算； （3）数据的统计分析； （4）数据的误差分析； （5）数据的表达。 （1）试验资料的整理； ? （7-1） 加载图式修正系数 各杆件直接测量数据均为应变值，需按杆件截面形状及受力不同，按不同方法求出其内力值。 2、截面内力 例： 两点应变的平均值就是轴力产生的应变。 测点的应力值： （7-2） 将式（7-2）中 二式相减可得： 即两点应变的差被2除就是弯矩Mx产生的应变。 7.3 数据的整理 在数据采集时，由于各种原因可能得到错误的数据。如： （1）仪器参数设置错误；（2）人工读数错误； （3）人工记录错误； （4）环境因素； （5）仪器缺陷或故障。 这些错误一般通过复核仪器参数进行整理，加以改正。 7.4 数据的统计分析 7.4.1平均值 平均值有算术平均值、几何平均值