抗拉强度不确定度评定

φ12mm热轧带肋钢筋抗拉强度测量不确定度评定第5页共5页φ12mm热轧带肋钢筋抗拉强度测量不确定度评定概述1.1目的：评定φ12mm热轧带肋钢筋(圆形罗纹钢)抗拉强度测量结果的不确定度。1.2测量依据：GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》1.3环境条件：室温（15-35℃）；湿度≤80RH；正常大气压。1.4测量仪器设备液压万能材料试验机型号WE-300B出厂编号；XXXX。技术指标：最大试验力300kN；示值误差1%。经XXXX省计量测试院检定合格，证书号XXXXX，在有效检定周期内使用。1.5被测样品及被测量；(1)被测物品是φ12mm热轧带肋钢筋；(2)被测量是抗拉强度。1.6测量方法：将被测φ12mm热轧带肋钢筋试棒正确地夹持在材料试验机的上、下夹头中，以一定的速率进行拉断力的测量。注意选择度盘，使拉断力在满刻度的1/5—1/3处。记录拉断力F。1.7评定结果的使用：只要符合上述条件，一般可直接使用本不确定度评定的方法，但对于不同的测量结果应有不同的不确定度的值。数学模型抗拉强度定义为试验过程中的最大拉力F与初始截面积A之比。（2.1）式中，为抗拉强度（N/mm2）；F为最大拉力值（N）；A为试棒横截面积（mm2）；d为试棒直径（mm）。试验的过程中应保持一定的温度和一定的应变速率，因此（2.1）式是在特定温度和应变速率下的测量抗拉强度的数学模型。测量不确定度来源被测量的不确定度来源有：=1\*GB3①最大拉力值F的测量重复性，属于A类评定方法。=2\*GB3②拉力机最大允差引起的最大拉力值F的测量不确定度，属于B类评定方法。拉力机度盘最小刻度的判读引入的测量不确定度，属于B类评定方法。试棒横截面积A的测量不确定度，属于B类评定方法。4不确定度传播率利用不确定度传播率可给出由输入分量标准不确定度表示的的输出量标准不确定度。忽略应变速率ε和温度修正系数δT的影响，输入量F与d互不相关，则输出量（被测量）的相对标准不确定度为：(4.1)式中，是最大拉力F测量引起的抗拉强度的相对标准不确定度。是直径d的允差引起的抗拉强度的相对标准不确定度。灵敏系数c1=1；c2=2。5输入量的标准不确定度的评定5.1输入量F测量的标准不确定度评定输入量F有3个不确定度来源：最大拉力值F的测量重复性，采用A类评定方法；最大拉力值F的测量不确定度，采用B类评定方法；拉力机度盘最小刻度的判读引入的测量不确定度，采用B类评定方法。5.1.1最大拉力值F的测量重复性引入的标准不确定度uA(F)评定采用A类评定方法。从被测试样中随意截取10根长度为XXXmm的样棒，按照GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》的规定，将被测试棒正确地夹持在材料试验机的上、下夹头中，以一定的速率进行10次拉断力的测量，并记录相应的拉断力Fi(i=1，2，……10)。10次测量结果如表5.1所示。应用贝塞尔公式计算单次测量的标准偏差s(F)：N/mm2(5.1)因为抗拉强度测量结果只由1次测量给出，所以重复性引入的标准不确定度uA(F)等于单次测量的标准偏差s(F)：kN(5.2)其相对标准不确定度uA(F)为：%(5.3)式中是10根长度为XXXmm的被测样棒拉断力的测量平均值。表5.110根长度为XXXmm的被测样棒拉断力重复测量结果序号12345678910FikNkNkN5.1.2拉力机最大允差引起的最大拉力值F的测量重复性引入的相对标准不确定度uB1(F)评定液压式万能试验机的最大允许示值误差为1.0%，测量值落在区间内的概率分布为均匀分布。区间半宽度a1=1.0%，包含因子k1=。其相对标准不确定度uB1(F)：(5.4)5.1.3拉力机度盘最小刻度的判读引入F值测量的相对标准不确定度uB2(F)评定液压式万能试验机有多个度盘，设每个度盘有100个刻度，最大判读误差为±0.25刻度。测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布，则区间半宽度a2=0.25%，包含因子k2=；其相对标准不确定度为：(5.5)必须指出，0.288%为读满刻度时的相对标准不确定度。应该按实际读数来计算相对标准不确定度，即(5.6)例如，读数为满刻度的1/3，则拉力机度盘最小刻度的判读引入F值测量的相对标准不确定度uB2(F)为：(5.7)5.1.4输入量F测量的相对合成标准不确定度uC(F)评定不确定度分量uA(F)、uB1(F)和uB2(F)互不相关，采用方和根方法合成：(5.8)5.2输入量d测量的标准不确定度评定由GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》可以查到φ12mm热轧带肋钢筋试棒直径d的允许偏差为0.4mm。假设为均匀分布，区间半宽度a3=0.4mm，包含因子k3=。由于直径d的最大偏差引起的相对标准不确定度为：(5.9)6输出量（抗拉强度）的标准不确定度的评定因为抗拉强度的数学模型比较简单，不需要逐项评定其标准不确定度的分量，可以直接应用式(4.1)计算抗拉强度的相对标准不确定度。将式(5.8)和式(5.9)直接代入式(4.1)，得到抗拉强度的相对标准不确定度uC()为：(6.1)表6.1不确定度分量评定汇总表不确定度来源输入量输出量数值评定类型概率分布包含因子或除数标准不确定度灵敏系数标准不确定度符号数值符号数值F测量F测量重复性At1uA(F)―――――拉力机测量F1.0%B均匀uB1(F)0.577%拉力机读数误差3.33%B均匀uB2(F)0.433%相对合成标准不确定度合成――uC(F)％1uF()%标称直径d的允许偏差3.33%B均匀u(d)1.92%2ud()3.84%合成标准不确定度uc()扩展不确定度U()（取包含因子k＝2，对应置信水准p95％）7抗拉强度的扩展不确定度评定根据惯例，取包含因子k＝2，被测量抗拉强度之值分布的95％可望含于此区间：(7.1)8抗拉强度测量的结果报告8.1测量结果对1根φ12mm热轧带肋钢筋(圆形罗纹钢)最大拉力F测量结果为：F＝57.3kN(8.1)用该钢筋的标称直径计算得到的截面积为A：(8.2)φ12mm热轧带肋钢筋(圆形罗纹钢)抗拉强度测量结果可以计算得到：(8.3)8.2测量不确定度报告测量φ12mm热轧带肋钢筋抗拉强度的相对扩展不确定度为：(8.4)或者为：(8.5)包含因子k＝2，置信概率p95%

附录：热轧带肋钢筋尺寸及偏差热轧带肋钢筋尺寸及偏差公称直径内径d横肋高h纵肋高h1横肋宽b纵肋宽a间距l横肋末端最大间隙（公称周长的10％弦长）公称尺寸允许偏差公称尺寸允许偏差公称尺寸允许偏差公称尺寸允许偏差65.8±0.30.6＋0.3－0.20.6±0.30.41.04.0±0.51.887.7±0.40.8＋0.4－0.20.8±0.50.51.52.5109.61.0＋0.4－0.31.00.61.53.11211.51.2±0.41.2±0.80.71.53.71413.41.41.40.81.84.31615.41.51.50.91.85.01817.31.6＋0.5－0.41.61.02.05.62019.3±0.51.7±0.51.71.22.0±0.86.2222