拉伸试验测量不确定度的评定

1、拉伸试验测量不确定度的评定1.测量原理 拉伸强度以试验过程中最大作用力除以试样截面积表示，忽略温度对测量结果的影响(即温度受控)。2.数学模型 在温度和其他条件不变时，拉伸强度表示为：FbTsb =Wt式中：Tsb拉伸强度MPa；Fb试样断裂时记录的力值，N；W裁刀狭小平行部分的宽度，mm；t试样的厚度，mm。于是：u2crel(Tsb) = u2rel(Fb) + u2rel(W) + u2rel(t)3.测量不确定度分量。(以2003053为例)1)厚度测量引入的相对不确定度分量(urel(t)厚度计示值标准不确定度。0.01X2X(1/10) ut1 =V3校验厚度计时引入的不确定度。鉴

2、定证书给出的是合格。根据JJG31996计量规程，合格为准确度等级1，查表百分表示值误差为20卩m.o20卩m.=11.55ymV3测量人员在测量试样厚度时引入的不确定度，可由多次重复测量利用熟知的统计方法（例如贝塞尔公式）进行评定。因此为A类不确定度评定。测量序号测量结果ti（mrh残差vi(ti- t)(ti- t)211.88-0.0063.6X10-521.890.0041.6X10-531.88-0.0063.6X10-541.87-0.01625.6X10-551.890.0041.6X10-5661.900.01419.6X10-571.890.0041.6X10-581.88-

3、0.0063.6X10-591.87-0.01625.6X10-5101.910.02457.6X10-5刀18.8614.4X10-4=1.15mut2 =1.8861 1 11 1110次的平均值t = 刀ti =1/10 x18.86mm =1.886mm10刀vi = 0是一个约束条件，即限制数为1,由此可见得自由度v=n-1,试验标准差S(ti)按贝塞尔公式计算：E(ti-t)2E(ti-t)2(14.4x10-4)2S(ti)=-=-=-n-110-19=1.26x10- 2mm = 12.6卩m.所以厚度测量引起的标准不确定度为：ut = ut12 +ut22 +ut32= 1.

4、152+11.552+12.62 =17.13卩m.=0.01713mmut0.01713所以相对不确定度urel(t)=- =-= 0.908%1.886 1.8862）宽度引入的相对不确定度裁刀的不确定度。裁刀自校6.01mm，0.01mm所以u（w） = 0.00577mmV30.00577所以宽度的相对不确定度为：=0.0961%6.013）拉力F的相对不确定度urel（Fb）哑铃试样被夹持于电子拉力机的上下夹头中进行拉力测量，我们的拉力测 量设定在1.0级试验机上进行，试验机的示值误差为1.0%，可认为示值出现在 1.0%，范围内的任何处都是等概率的，而落于该范围外的概率基本为零，即

5、是矩 形（均匀）分布，由JJF10591999表3可知K*3,所以拉力计量仪器的B类相 对标准不确定度为：urel（Fbl） = 1.0%/V3=0.58%拉力试验机在校准时，引入的不确定度为B类相对不确定度根据鉴定证书：2(0.642+0.312+0.062+0.062+0.322)/5 =0.351%，鉴于拉力试验机，标准测力仪这两个不确定度分量彼此无关，所以拉力测量相对标准不确 定度可合成为：urel(Fb) =Vurel(Fb1)+urel(Fb2)=V0.58%2+0.351%2= 0.678%4.温度效应与应变率效应修正的标准不确定度。在室温下进行拉力试验时，温度是可控的，因此其引

6、入的标准不确定度可以 忽略不计，至于应变(或负荷)效应，通常会在试验规范或试验标准中对应变(或 负荷)速率的允许范围加以限定，如果超出允差，则应在测量结果的扩展不确定度 中加以估算，我们的拉力试验机速度精度为5%，通过鉴定测试符合要求，因此可 以假设应变速率效应修正及其所引入的标准不确定度也可忽略不计。5.拉伸强度的合成标准不确定度，扩展不确定度评定及不确定度报告。由第1页的数学模型可知，截面积Wt和拉力Fb的测量值是输入量估计值，拉伸强度Tsb是输出量估计值(即测量结果)，此输出估计值的相对合成标准 不确定度为urel(Tsb)， 考虑到截面积测量不确定度和拉力测量不确定度这两个分 量之间彼

7、此独立或无关，由此可得urel(Tsb)的相对合成标准不确定度为：urel(Tsb) =Vu2rel(Fb)+u2rel(W)+u2rel(t)=V0.678%2+0.0961%2+0.908%2= 1.137%根据2003053的输入值，运用公式计算机经过换算，直接给出的拉伸强度为Tsb=15.0MPa因此合成标准不确定度为：u(Tsb) =Tsbxurel(Tsb)=15.0MPa 1.137%=0.171MPa取两位有效数字：u(Tsb) = 0.17MPa扩展不确定度为合成标准不确定度与所选择的包含因子K(K=2)之积。所以U=Kxu(Tsb)=2x0.17MPa=0.34MPa在大多数情况下，当K=2时区间的置信水平约为