热轧光圆钢筋力学性能检测结果测量不确定度评定

1、6.5mm HPB235热轧光圆钢筋力学性能检测结果的不确定度评定报告一、概述1、测量方法：依据GB/T228.1-2010 金属材料室温拉伸试验方法。2、评定依据：JJF10591999测量不确定度评定与表示。3、环境条件：温度1035，温度波动2/h，本实验温度为22±2，相对湿度80%RH4、测量标准：WE-300型液压万能材料试验机，检定证书给出为0.3级试验机。5、被测对象：HPB235，公称直径6.5mm,下屈服强度Rel，抗拉强度Rm和断后伸长率A.6、测量过程根据GB/T228.1-2010，在规定环境条件下，选用试验机300 kN量程，在标准规定的加载速率下，对试样

2、施加轴向拉力，测试其试样的下屈服力和最大力，用计量合格的试验标距和游标卡尺分别给出原始标距并测量出断后标距，最后通过计算得到下屈服强度Rel，抗拉强度Rm和断后伸长率A。二、数学模型根据GB/T228.1-2010标准下屈服强度： Rel=抗拉强度： Rm=断后伸长率： A=式中Fel和Fm下屈服力和最大力，kN；So试样平行长度的原始横截面积，mm2； d0试样平行长度的直径，mm；Lo试验原始标距（Lo= 5d0为短比例试样）mm；试样拉断后的标距平均值，mm；A断后伸长率，%。三、测量不确定度来源的分析对于钢筋的拉伸试验，根据其特点经分析，测量结果不确定度的主要来源是： 1、同一人员试验

3、力值测量重复性所引起的不确定度分量uA1（Fel）和uA1（Fm），属于A类评定方法；2.试验机最大允差引入的不确定度分量uB1（Fel）和uB1（Fm）, 属于B类评定方法； 3、试验机度盘最小刻度的判读引入的不确定度分量uB2（Fel）和uB2（Fm）,属于B类评定方法；4、同一人员断后标距测量结果的重复性引入的不确定度分量uA1（），属于A类评定方法；5、数值修约所带来的不确定度分量uB3（Fel）、uB3（Fm）、uB1（A），属于B类评定方法；6、测量用具游标卡尺最小分度值引入的不确定度分量uB2（），属于B类评定方法；7、测量断后标距的打点机引入的不确定度分量uB3（），属于B类评

4、定方法；8、不同人员测量重复性带来的测量不确定度uA2（Fel）、uA2（Fm）、uA2（），属于A类评定方法；9、钢筋直径允许的偏差引入的不确定度分量uB2（d0）、uB2（L0），属于B类评定方法；10、其他原因引入的不确定度uB4（Fel）、uB4（Fm）、uB4（d0）、uB4（），如严格按照检定规程或校准规范的要求控制环境条件，一般情况下可以认为uB4（Fel）=uB4（Fm）=uB4（d0）=uB4（）=0。四、标准不确定度分量的评定（一）拉伸试验结果重复性引入的标准不确定度uA（Fel）、uA（Fm）、uA（）评定采用A类评定方法，从被测试样上任意截取10个140mm的圆棒试样，

5、按照GB/T228.1-2010 金属材料室温拉伸试验方法的规定，将被测试样正确夹持在液压式万能试验机上下夹具中，以规定范围的速率进行拉伸试验，并记录相应的试验数据，将试样取下测量断后标距。本试验过程是由同一人员在同一台设备上做拉伸试验，由3个不同人员对试验数据进行读取.、下屈服力所有数据列如下表1：下屈服力重复性引入的标准不确定度评定过程如下： 列出每一个拉伸试验三个人读出的不同结果； 对每一个测量结果求平均值； 对每一个拉伸试验求残差平方和； 由每一个拉伸试验的残差平方和，求10个拉伸试验的合并样本方差 Sj（Fel）=0.43 kNSi（Fel）=0.085kN每一个拉伸试验测得3个结果

6、，因此平均值的试验标准差为 S()=0.049 kN求平均值的标准不确定度 uA（Fel）= S()=0.049 kN若取第一个拉伸结果报出则其相对标准不确定度为：uArel（Fel）=×100%=0.54%下屈服力读数数据及计算表1：序号测量结果12345678910第一人9.09.29.09.49.09.09.29.49.09.2第二人9.29.49.29.29.09.29.29.29.49.0第三人9.09.29.29.09.29.29.49.29.29.09.069.269.139.209.069.139.269.269.209.06残差平方和0.0270.0270.0220

7、.080.0270.0270.0270.0270.080.027求和0.37、最大力所有数据列如下表2：最大力重复性引入的标准不确定度评定过程如下： 列出每一个拉伸试验三个人读出的不同结果； 对每一个测量结果求平均值； 对每一个拉伸试验求残差平方和； 由每一个拉伸试验的残差平方和，求10个拉伸试验的合并样本方差 Sj（Fm）=0.45 kNSi（Fm）=0.087 kN 每一个拉伸试验测得3个结果，因此平均值的试验标准差为 S()=0.050 kN 求平均值的标准不确定度 uA（Fm）= S()=0.050 kN若取第一个拉伸结果报出则其相对标准不确定度为：uArel（Fm）=×10

8、0%=0.36%最大力读数数据及计算表2：序号测量结果12345678910第一人14.014.414.014.214.014.214.214.414.014.2第二人14.214.414.414.214.014.214.214.214.214.0第三人14.014.214.214.014.214.214.414.214.214.014.069.2614.3314.2014.0614.214.2614.2614.1314.06残差平方和0.0270.0270.1330.080.02700.0270.0270.0270.027求和0.40、断后标距所有数据列如下表3：断后标距重复性引入的标准不确

9、定度评定过程如下： 列出每一个拉伸试验三个人读出的不同结果； 对每一个测量结果求平均值； 对每一个拉伸试验求残差平方和； 由每一个拉伸试验的残差平方和，求10个拉伸试验的合并样本方差Sj（）=2.09mmSi（）= =0.19 mm每一个拉伸试验测得3个结果，因此平均值的试验标准差为 S()=0.1 mm求平均值的标准不确定度 uA（）= S（）=0.1 mm若取第一个拉伸结果报出则其相对标准不确定度为：uArel（）=×100%=0.25%断后标距读数数据及计算表3：序号测量结果12345678910第一人40383838384039383938第二人394039394040393

10、93938第三人4039394040394039393939.73938.73939.339.639.338.63938.3残差平方和0.6720.6722.670.680.670.6800.67求和8.71 试验机最大允差引入的标准不确定度uB1（Fel）和uB1（Fm）的评定所使用的WE-300型液压万能材料试验机，检定证书给出为0.3级试验机。试验机的最大示值误差为±0.3%，测量值落在该区间的概率分布为均匀分布。区间半宽度为a1=0.3%，包含因子K1=，由此引起的标准不确定度为：uBrel1（Fel）= uBrel1（Fm）=0.173%、试验机度盘最小刻度的判读引入的标准

11、不确定度uB2（Fel）、uB2（Fm）WE-300型液压式万能试验机有三个度盘，本实验选择的是300KN的量程，最小读数为2KN，最大判读误差为±0.05%，测量值落在区间的概率分布为均匀分布。区间半宽度a1=0.05%,包含因子K2=，其引入的相对标准不确定度为：uBrel2（Fel）= uBrel2（Fm）=0.028%、数值修约所带来的不确定度分量uB3（Rel）、uB3（Rm）、uB1（A）;根据GB/T228.1-2010标准第22条规定要求，实验测定的性能结果数值应按照相关产品标准的要求进行修约，热轧光圆钢筋按GB1499.1-2008要求修约，强度修约间隔为5N/ m

12、m2,伸长率修约间隔为1.0%，则此标准规定的强度、伸长率最大允许误差分别为±5N/ mm2、±1.0%，服从均匀分布，区间半宽度为a2=5N/ mm2 ,a3=1.0%，包含因子为K2=K3=，由此引起的测量不确定度为：uB3（Rel）= uB3（Rm）=2.88 N/ mm2uB1（A）=0.57%其相对标准不确定度为uBrel3（Rm）=×100%=0.68%uBrel3（Rel）=×100%=1.04%uBrel1（A）=×100%=1.75%Rel=×1000=273.05 N/ mm2修约后为：275 N/ mm2Rm=&

13、#215;1000=423.74 N/ mm2修约后为：425 N/ mm2=×100%=×100%=32.33%修约后为：32.5%、钢筋直径允许的偏差引入的不确定度分量uB1（d0）、uB2（L0）在热轧光圆钢筋的拉伸试验中，根据其产品标准GB/T1499.1-2008要求，其钢筋直径采用公称直径d0，不同的公称直径有不同的允许偏差，对于公称直径6.5mm的钢筋，允许偏差为±0.3mm，服从均匀分布，包含区间半宽度为a3=0.3 mm，包含因子K3=，由此引起的标准不确定度为：uB1（d0）=0.17mm，其相对标准不确定度为：uB2（L0）=uBrel1（d

14、0）=×100%=2.62%、测量用具游标卡尺最小分度值引入的不确定度分量uB2（）试样断后标距，是用0150mm的游标卡尺测量的，经检定合格，证书给出的最小分度值为±0.02mm，服从均匀分布，其标准不确定度分量为：uB2（）=0.012mm其相对不确定度为：uBrel2（）=×100%=0.30%测量断后标距的打点机引入的不确定度分量uB3（）试样原始标距L0=30mm，是用10300mm的打点机一次性作出标记。极限误差为±0.5%，且服从均匀分布，因此所给出的相对不确定度uB3（）=0.29mm其相对不确定度为：uBrel3（）=×100

15、%=0.73%四、输入量合成标准不确定度的评定由于各输入量之间互不相关，故输入量的相对合成标准不确定度为ucrel(Fel) = =0.245%ucrel(Fm） = =0.400%ucrel(） =1.12%五、各输出量合成标准不确定度评定因下屈服强度，抗拉强度的数学模型比较简单，可直接代入公式计算：ucrel(Rel)= =5.25%ucrel(Rm)= =5.26%ucrel(A)=3.34%六、下屈服强度(Rel)、抗拉强度(Rm)、伸长率(A)的扩展不确定度评定根据惯例，取包含因子K=2，被测量下屈服强度(Rel)、抗拉强度(Rm)、伸长率(A)之值分布的95%可望含于此区间：Ure

16、l(Rel)=K ucrel(Rel)=2×5.25%=10.50%Urel(Rm)=K ucrel(Rm)= 2×5.26%=10.52%Urel(A)=K ucrel(A)= 2×3.34%=6.68%七、下屈服强度(Rel)、抗拉强度(Rm)、伸长率(A)的测量结果的不确定度报告1.公称直径6.5mm HPB235的下屈服强度Rel，抗拉强度Rm和断后伸长率A结果Rel=×1000=273.05 N/ mm2，修约后为：275 N/ mm2Rm=×1000=423.74 N/ mm2 ， 修约后为：425 N/ mm2A=32.33%，修约后为：32.5% 2.测量不确定度报告 公称直径6.5mm HPB235的下屈服强度（Rel），抗拉强度（Rm）和断后伸长率（A）相对扩展不确定度为Urel(Rel)=K ucrel(Rel)=2