拉伸试验测量结果不确定度评定.docx

拉伸试验测量结果不确定度评定1.过程概述：1.1 方法及评定依据JJF1059-1999 测量不确定度评定与表示 JJG139-1999 拉力、压力和万能试验机机定规程 GB/T228-2002 金属材料室温拉伸试验方法 JJF1103-2003 万能试验机计算机数据采集系统评定1.2 环境条件试验温度为18°C，湿度4 0%1.3 检测程序金属材料的室温拉伸试验抗拉强度检测时，首先根据试样横截面的种类不同 测量厚度、宽度，计算截面积S0；然后用WAW-1000C微机控制电液伺服液压 万能试验机以规定速率施加拉力，直至试样断裂在同一试验条件下，试验共进 行10次2 拉伸试验测量结果不确定度的评定评定Q235钢材以三个试样平均结果的抗拉强度和塑性指标的不确定度 使用10个试样，得到测量结果见下表1实验室标准偏差按贝塞尔公式计算式中：1 nX =」Xini=1表1 重复性试验测量结果编号试样尺寸上屈服强度ReHMPa抗拉强度RmMPa规定塑性延伸强度RP0.2MPa断后伸长长度mm断后伸长率A%断面收缩率Z%ab119.0010.1026047526015.503151.5219.109.8925947225816.3232.550.5319.1010.2025546825615.2030.0051.00419.2010.0025947725916.0032.0049.50519.0010.2025947026015.5031.0050.50619.0010.0026247026115.2030.5051.00719.0010.1026047025915.3030.553.00819.0010.0026247026315.2030.5051.50919.0010.1226247526215.3832.5052.501019.1010.2826347426316.3830.0051.00平均值260.1472.1260.115.59831.0551.20标准差sj2.3312.9612.2340.9561.005相对标准偏差0.896%0.627%0.859%3.079%1.964%2.1抗拉强度不确定度评定数学模型R =F /Sm m ou rel(Rm)= + u2 (S ) + u2 (R )rei m rel rel m rel 0 rel mv式中：R —抗拉强度mF —最大力mS —原始横截面积 0rep 一重复性R —拉伸速率对抗拉强度的影响mv2.1.1 A类不确定度分项u , (rep)的评定rel本例评定三个试样测量平均值的不确定度，故应除以＜3。

u (rep)=匚二 °.627% =0.362%rel 3 込2.1.2最大力F的B类相对不确定度分项u (F )的评定m rel m(1) 试验机测力系统示值误差带来的不确定度u , (F)rel 1万能试验机为1.0级，其示值误差为±1.0%，按均匀分布考虑K=.；3则:u (F ) = 1.°% = 0.577%u rel 1(2) 标准测力仪的相对标准不确定度u (F )u rep 2使用0.3级的标准测力仪对试验机进行鉴定，JJG144-1992中给出了R=0.3%则其相对标准不确定度为：〃 ,(F)=_L = 0.106% u rel 2 2.833)计算机数据采集系统带来的相对标准不确定度 u rep(F ) rep 3根据 JJF-2003 计量技术规范中给出，计算机数据采集系统所引入的 B 类相对标准不确定度为 0.2%u relF3)=0.2%(4)最大力的相对标准不确定度分项u (F)rel mrel2 (F ) + u2 (F ) =0.620%rel 2 rel 3(F )二,'u2 (F) + um rel 12工3原始横截面积兀的相对标准不确定度分项u 勺)的评定: 根据 GB/T228-2002 标准中，测量原始横截面积时，测量每个尺寸应准确到±0.5%。

S =ab0u (S )=u (a) +u (b) rel 0 rel rel(1)测量宽度 a 引入的不确定度u ( a )rel0.5% = 0.289%<3 —(2)测量厚度 b 引入的不确定度u (b )rel0.5% = 0.289%<3则 u (S)= u (a) + u (b) =0.578%rel 0 rel rel2.1.4拉伸速率影响带来的相对标准不确定度分项u (R )rel mv试验得出，在拉伸速率变化范围抗拉强度相差10MPa,所以拉伸速率对抗拉强度的影响为土 5MPa,按均匀分布考虑：u (R ) =_L = 2.887 mv 昭u , (R )二 2.887 - 0.611% u rel mv 472 12.1.5 抗拉强度的相对合成不确定度标准不确定度分项不确定度来源相对标准不确定度u , (rep)rel测量重复性0.362%u (F )u rel m最大力0.620%u (S )rel 0试样原始面积0.578%u rel " mv'拉伸速率0.611%u crel(Rm)= + u2 (S ) + u2 (R )c e m rel rel m rel 0 rel mv二 *(0.362%)2 + (0.620%)2 + (0.578%)2 + (0.611%)2= 1.106%2.1.6 抗拉强度的相对扩展不确定度取包含概率p=95%,按K = 2U (R )=k・ u (R )rel m crel mU (R )=2・1.106% = 2.212%rel m2.2上屈服强度不确定度评定数学模型R =F /Sm eH 0u （R . ）= u2 （rep） + u2（F ） + u2（S ） + u2（R ）rel Eh ' rel rel eH rel 0 rel mHv式中：R —上屈服强度EhF —上屈服力EhS —原始横截面积 0rep 一重复性R —拉伸速率对上屈服强度的影响mHv2.2.1 A类不确定度分项u , (rep)的评定rel本例评定三个试样测量平均值的不确定度，故应除以<3。

u (rep) = S 二 °.896% =0.517%rel 3 打2.2.2上屈服力F的B类相对不确定度分项u f (F )的评定Eh rel Eh(1) 试验机测力系统示值误差带来的不确定度u , (F )rel Eh1万能试验机为1.0级，其示值误差为±1.0%，按均匀分布考虑K=e则:u , (F ) =!°% = 0.577%u rel 1 <3(2) 标准测力仪的相对标准不确定度u (F )u rep Eh2使用0.3级的标准测力仪对试验机进行鉴定， JJG 1 44- 1 992中给出了R=0.3%则其相对标准不确定度为：u , (F ) =_L = 0.106%u rel 2 2.83(3) 计算机数据采集系统带来的相对标准不确定度u (F )rep Eh3根据JJF-2003计量技术规范中给出，计算机数据采集系统所引入的B类相 对标准不确定度为 0.2%F 3)=0.2%u rel Eh3(4) 最大力的相对标准不确定度分项 u (F )rel eHmu (F ) =Ju2 (F ) + u 2 (F ) + u2 (F ) =0.620%rel eHm rel eHl rel eH2 rel eH32.2.3原始横截面积S的相对标准不确定度分项u (S)的评定：0 u rel 0根据 GB/T228-2002 标准中，测量原始横截面积时，测量每个尺寸应准确到±0.5%。

S =ab0u (S )=u (a) +u (b)rel 0 rel rel(1) 测量宽度 a 引入的不确定度u (a)二 °5% = 0.289%顒 <3(2) 测量厚度 b 引入的不确定度u (b )rel0.5% = 0.289%则 u (S ) = u (a) + u (b) =0.578%rel 0 rel rel2.2.4拉伸速率影响带来的相对标准不确定度分项u (R )rel eHv试验得出，在拉伸速率变化范围抗拉强度相差10MPa,所以拉伸速率对抗拉强度的影响为土5MPa,按均匀分布考虑:u(R ) = 5 -2.887 eHv 訂u rel((R )二 2.887 — 0.611% eHv 472.12.2.5 上屈服强度的相对合成不确定度标准不确定度分项不确定度来源相对标准不确定度u ,(rep)rel测量重复性0.517%u (F)u rel eH最大力0.620%u (S )rel 0试样原始面积0.578%(R )u rel eHv拉伸速率0.611%u (R , )= Ju2 (rep) + u2 (F ) + u2(S ) + u2(R )rel Eh rel rel eH rel 0 rel eHv二 t(0.517%)2 + (0.620%)2 + (0.578%)2 + (0.611%)2= 1.1 66%2.2.6 上屈服强度的相对扩展不确定度取包含概率p=95%,按K = 2 U (R )=k・ u (R )rel eH crel eHU (R )=2・1.166% = 2.332%rel eH2.3规定塑性延伸强度不确定度评定数学模型R =F /Sp0.2 p0.2 0u (R J二-,u2 (rep) + u2 (F ) + u2(S ) + u2 (R )rel P°.2 rel rel p 0.2 rel 0 rel p 0.2 Hv式中：R —规定塑性延伸强度P0.2F —规定塑性延伸力P0.2S —原始横截面积0rep 一重复性R —拉伸速率对上屈服强度的影响p0.2Hv2.3.1 A类不确定度分项u , (rep)的评定rel本例评定三个试样测量平均值的不确定度，故应除以<3。

u (rep)=仝_ 二空％ =0.496%rel 3 <32.3.2规定塑性延伸力F的B类相对不确定度分项u | (F )的评定p0.2 rel p0.2(1) 试验机测力系统示值误差带来的不确定度u , (。