金属材料抗拉强度测量不确定度

1、金属资料抗拉强度测量不确定度解析1试验依照GB228-2002（金属资料拉伸试验方法）试验采用RGM-100型全能资料试验机，以2030MPa/s速率加荷直至将试样拉伸至断裂。试样拉断时的最大力所对应的应力即为金属资料的抗拉强度。2钢材抗拉强度测量的影响因素依照钢材抗拉强度的计算公式为：4F（1）d2式中：抗拉强度，单位MPa（N/mm2）；F拉力，单位N；d钢材直径，单位mm。对于钢材抗拉强度检测，只要温度在室温（2535）周边变化不大，温度对试验结果的影响就可以忽略不计；别的，只要加荷速率控制在规范赞同范围内（规范赞同范围：10-30MPa/s；实质加荷速率：20-30MPa/s），加荷速

2、率的影响也可以忽略不计。可以对试验测试结果产生影响的因素主要有：重复测试（同一批试件在相同试验条件下重复测量结果的差异性）、试件截面积变化（概括为直径d误差）、荷载测量的精度以及测量结果的数据修约。上述影响因素中，试件材质非平均性直接表现在测量结果的数据变化上，属于A类不确定度评定；其余影响因素都是由于影响量的误差而以致试验测试量的误差，均属B类不确定度评定。金属资料抗拉强度测量不确定度影响因素汇总于表1中。表1影响金属资料抗拉强度测量正确性的主要因素序号影响因素代号单位不确定度种类1重复测试RA类2试件尺寸误差Dmm3荷载测量误差QNB类4强度测量值数据修约N3标准不确定度评定3.1样品不平

3、均性引起的标准不确定度uR第1页/共4页从依照这10个测试数据进行钢材抗拉强度测量不确定度的评定，属于A类不确定度评定，相应的测量不确定度称为重复测量不确定度uR，可采用贝塞尔法按（2）式进行评定：1nuR(i)2（2）n(n1)i1式中：n为重复测量次数，i为第i次测量的资料强度测量值，为同一资料的试件强度各次测量结果的平均值。按式（2）计算，重复测量以致的试件抗拉强度测量标准不确定度为：uR3.2试件尺寸以致的测量标准不确定度ud由于试件直径误差以致的试件抗拉强度测量不确定度属B类不确定度。对于误差为a的影响量x的不确定度u(x)，可按式（4）进行评定：u(x)a（3）k直径尺寸出现在区间

4、dmm内各点的概率相等，即直径误差分布为平均分布，所以其包含因子k=3。依照式（4），试件直径d的测量不确定度u(d)为：u(d)a（mm）（4）k试件抗拉强度对试件直径d的矫捷系数cd可以经过对式（1）求d偏导数获取：8F2cddd3d（5）取，d取标称尺寸，代入上式中得cdMPa/mm）由试件直径误差引起的试件抗拉强度测量标准不确定度ud为：udcdu(d)（6）3.3试验机拉力误差引起的试件抗拉强度测量标准不确定度uF第2页/共4页依照仪器检定结果，RGM-100型全能试验机力值测定的最大示值误差为1%FS（满量程）。在试验的10个试件中，测量获取的最大抗拉强度max，将max和试件标称

5、直径代入式（1）获取本次试验的试验机最大用心量值Fmax，从而试验力的不正确度为：a=1%Fmax将a，k=（平均分布）代入式（4）获取试验力的测量标准不确定度u(F)3为：u(F)a（7）3试件抗拉强度对试验力F的矫捷系数cF可以经过对式（1）求偏F导数获取：cF42（8）Fd将试件标称直径d代入上式得：cF。从而，由试验力误差引入的试件抗拉强度测量标准不确定度uF为：uFcFu(F)（9）3.4数值修约的标准不确定度u依照钢材抗拉强度修约规则，其修约间隔为5MPa。对试件抗拉强度测量数据进行修约引起的抗拉强度测量标准不确定度u为：u（10）324不确定度重量汇总以上对重复测量、试件直径误差、试验力误差和数据修约四种因素引起的钢材试件抗拉强度测量不确定度重量进行了解析评定，各个因素以致的钢材试件抗第3页/共4页拉强度测量不确定度重量汇总于表3中。表3金属资料试件抗拉强度测量不确定度重量汇总表（单位：MPa）uRuduFu5合成标准不确定度uc由于上述四个不确定度重量uR、ud、uF、u互相独立，所以可按式（11）计算金属资料抗拉强度测量合成标准不确定度uc：ucuR2ud2uF2u2（11）把表3中所列的各个不确定度重量代入式（11），获取uc扩展不确定度U扩展不确定度U与合成不确定度uc之间的关系为：Ukuc（12）式中：k为包含因子，k值与被测量y的分布有关，一