name: test-planning description: 机械测试计划制定与执行支持综合技能 allowed-tools:

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Bash metadata: specialization: 机械工程 domain: 科学 category: 测试验证 priority: high phase: 4 tools-libraries:
- LabVIEW
- NI DAQ systems
- 测试管理工具

测试计划制定技能

目的

测试计划制定技能提供全面的能力，用于制定机械测试计划，包括目标定义、测试配置、仪器规划以及数据分析流程。

能力

测试目标与成功标准定义
测试配置规范
仪器与数据采集规划
载荷与环境条件规范
安全分析与风险评估
测试流程开发
数据分析计划创建
测试报告模板生成

使用指南

测试计划框架

测试目标定义

验证 vs 确认

类型问题目的

验证是否正确构建？满足规格要求

确认是否构建了正确的东西？满足用户需求
测试类别
- 开发测试（设计迭代）
- 鉴定测试（设计批准）
- 验收测试（生产验证）
- 认证测试（法规符合性）

成功标准

通过/失败标准必须：
- 可测量且量化
- 可追溯至需求
- 明确无歧义
- 在测试前定义

测试配置

测试样品定义

配置控制
- 零件号与版本
- 序列号
- 制造记录
- 与设计的偏差
测试前状态
- 尺寸验证
- 表面状况
- 先前测试历史
- 环境暴露情况

测试设置

边界条件

夹具要求：
- 模拟实际安装
- 最小化人为约束
- 允许仪器接入
- 对失效模式安全

载荷施加
- 点载荷 vs 分布载荷
- 静态 vs 动态
- 载荷路径验证
- 夹具柔度影响

仪器规划

应变测量

类型	应用	精度
箔式应变片	通用	+/- 1%
应变花	主方向未知	+/- 1%
夹式引伸计	大应变	+/- 0.5%
DIC	全场	+/- 2%

位移测量

类型	量程	精度
LVDT	+/- 50 mm	+/- 0.1%
拉线式位移传感器	0-2000 mm	+/- 0.5%
激光位移传感器	0-500 mm	+/- 0.01%
千分表	0-50 mm	+/- 0.02 mm

力/载荷测量

载荷传感器选择：
- 量程：预期最大值的1.5-2倍
- 精度：关键应用需0.1级或更高
- 类型：拉伸、压缩、通用
- 环境：温度、湿度范围

加速度测量

类型	量程	带宽
压电式	+/- 500 g	1 Hz - 10 kHz
MEMS	+/- 50 g	DC - 1 kHz
电容式	+/- 10 g	DC - 100 Hz

数据采集

采样要求

奈奎斯特准则：f_sample >= 2 * f_max

实用指南：f_sample >= 5-10 * f_max

对于瞬态事件：
- 以最高频率成分的10倍采样
- 包含抗混叠滤波器

通道规划

通道列表
- 通道ID
- 测量类型
- 传感器类型
- 位置
- 预期范围
- 校准要求
数据管理
- 文件命名规范
- 存储要求
- 备份流程
- 归档策略

测试流程

流程结构

1. 范围与适用性
2. 参考文件
3. 安全要求
4. 设备与材料
5. 测试前设置
6. 测试执行步骤
7. 数据记录要求
8. 测试后流程
9. 验收标准
10. 报告要求

安全考虑

危险分析
- 能源来源
- 失效模式
- 人员暴露
- 环境影响
风险缓解
- 屏障与护罩
- 紧急停止
- 警告系统
- PPE要求

数据分析计划

分析方法

数据类型	分析方法	输出
静态载荷-位移	线性回归	刚度
应力-应变	偏移法	屈服强度
疲劳	S-N曲线拟合	寿命方程
振动	FFT、模态拟合	频率、阻尼

不确定度分析

合成不确定度：
u_c = sqrt(sum(u_i^2))

扩展不确定度（95%）：
U = k * u_c （k = 2 对应95%）

来源：
- 校准不确定度
- 分辨率
- 环境影响
- 重复性

流程集成

ME-021：测试计划制定

输入模式

{
  "test_article": {
    "part_number": "string",
    "description": "string",
    "quantity": "number"
  },
  "requirements": {
    "specifications": "array of requirement IDs",
    "success_criteria": "array"
  },
  "test_type": "development|qualification|acceptance|certification",
  "test_conditions": {
    "loads": "array of load cases",
    "environments": "array of conditions",
    "duration": "string"
  },
  "resources": {
    "facility": "string",
    "equipment": "array",
    "personnel": "array"
  }
}

输出模式

{
  "test_plan": {
    "document_number": "string",
    "revision": "string",
    "test_matrix": "array of test cases",
    "instrumentation_list": "array",
    "schedule": "object"
  },
  "test_procedures": "array of procedure references",
  "safety_analysis": {
    "hazards": "array",
    "controls": "array",
    "approval_required": "boolean"
  },
  "data_analysis_plan": {
    "methods": "array",
    "acceptance_criteria": "array"
  },
  "resource_requirements": {
    "cost_estimate": "number",
    "duration": "number (days)",
    "personnel": "array"
  }
}

最佳实践

在测试前定义成功标准
验证仪器校准
记录所有与计划的偏差
在载荷容量中包含余量
为潜在失效模式做计划
与测试团队一起评审流程

集成点

与需求分解连接以获取测试需求
为模型验证提供测试相关性输入
为设计评审提供验证证据支持
与首件检验集成

类型	问题	目的
验证	是否正确构建？	满足规格要求
确认	是否构建了正确的东西？	满足用户需求