拉伸试验结果的测量不确定度报告T.docx

拉伸试验结果的测量不确定度评定1试验1.1检测方法依据GB/T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》进行试样的加工和试验.1.2环境条件试验时室温为25°C,相对湿度为75%.1. 3检测设备及量具lOOkN电子拉力试验机，计量检定合格,示值误差为土 1%；电子引伸计(精度0.5级); 0〜150 mm游标卡尺，精度0.02mm； 50mm间距的标距定位极限偏差为±1%1.4被测对象 圆形横截面比例试样，名义圆形横截面直径10 mm1.5试验过程根据GB/T228-2002，在室温条件下，用游标卡尺测量试样圆形横截面直径，计算原 始横截面积，采用电子拉力试验机完成试验，计算相应的规定非比例延伸强度R 、上屈P0.2服强度R、下屈服强度R、抗拉强度R、断后伸长率A及断面收缩率ZeH eL m2数学模型拉伸试验过程中涉及到的考核指标R ，R，R，R A，Z的计算公式分别为P0.2 eH eL m，R = F /S (1)P0.2 P0.2 0R =F/S (2)eH eH 0R= F/S (3)eL eL 0R=F/S (4)m m 0A=(L-L)/L (5)U 0 0Z=(S-S)/S (6)式中 F ———规定非比例延伸力;FP0'2 上屈服力；F ———下屈服力;F ———最大力;mL ———断后标距;LU ———原始标距;S ———原始横截面积;S0 ———断面最小横截面积。

3测量不确定度主要来源 试验在基本恒温的条件下进行,温度变化范围很小，可以忽略温度对试验带来的影 响3.1对于强度指标，不确定度主要分量可分为三类:试验力值不确定度分量、试样原始横 截面积测量不确定度分量和强度计算结果修约引起的不确定度分量.3.2对于断后伸长率A,不确定度主要分量包含输入量气和岭的不确定度分量.3.3对于断面收缩率Z,不确定度主要分量包含输入量S：和S［的不确定度分量. 4标准不确定度分量的评定4.1试验力值测量结果的标准不确定度分量 4.1.1试验机误差所引入的不确定度分量试验所用试验机经计量部门检定，示值误差为±1%，服从均匀分布，因此可用B类评定，置信因子k=J3，置信概率100%故规定非比例延伸力、上屈服力、下屈服力、最大力的相对标准不确定度为:u (F ) = u (F ) = u (F ) = u (F )二1%/ \/3 =0.00581,rel P0.2 1,rel eH 1,rel eL 1,rel m4.1.2试验机力示值检定仪器误差所引入的不确定度分量试验机是借助标准测力仪进行检定的，不确定度为0.4%，符合正态分布，可用B类 评定，置信因子k=2,置信概率为95.45%，其相对不确定度为： u (F ) =u (F ) =u (F ) =u (F ) =0.4%/ 2=0.0020 4.113引伸申计的误差所引入的不确定度分量m由于上屈服强度R、下屈服强度R、抗拉强度R的测定不需使用引伸计，故计算这 三个指标数据的不确定度分量时，不需计算由引伸计误差所引入的不确定度分量. ①试验所用的电子引伸计经计量部门检定，示值误差为±0.5%，服从均匀分布，因此可用B类评定，置信因子宙勇，置信概率100%。

其相对标准不确定度为：u (F )=0.5%/ <3 =0.002931, re1 P0.2② 测量规定非比例延伸力所采用基准线的标准不确定度测量规定非比例延伸力时，首先要确定基准线，即拉伸试验曲线的弹性直线段部分根据实际经验,它有2%的偏差，故其相对标准不确定度为：u (F ) = 2%/ 73=1.155%32, re1 P0.2③ 引伸计的误差所引入的不确定度分量以上两项不确定度分量彼此不相关，故合成不确定度分量为u (F ) =「乙u2 =[u 2(F )+u 2 (F ) ]1/23,re1 P0.2 * 3i ,rel 31,re1 P0.2 32,re1 P0.2= [0.00292+0.011552]1/2=0.0124.1.4试验软件所引入的不确定度分量试验软件数据采集系统所引入的相对不确定度为0.2%,服从均匀分布，因此可用B 类评定.其相对不确定度为：u (F ) =u (F ) =u (F ) =u (F )=0.2%/ 仃3 =0.00124,re1 P0.2 4,re1 eH 4,re1 eL 4,re1 m4.1.5试验力值测量结果的不确定度分量合成上述试验机、试验机检定仪、引伸计和试验软件所引起的四个不确定度分量相互独立,彼此不相关,故其合成不确定度为：uu 2 + u1,rel 2, rel2 + u 2 + u3,rel ，2 =4, relFeLx'0.00582 + 0.00202 + 0.0122 + 0.00122) =urel2 + u )582 + 0.00202 + 0.00122 =0.006252, rel 4, rel.01353) =urelF)m经试验测定：F =27.304KN,F =27.407KN, F =25.303KN, F =37.547KN.故：P0.2 eH eL mu (F ) =27304X0.01353=369.43NP0.2u (F ) =27407X0.00625=171.30NeHu (F ) =25303X0.00625=158.15NeLu (F ) =37547X0.00625=234.67N4. 2试样原始横截面测量的不确定度分量4.2.1测量所使用的量具误差所引入的不确定度分量试样圆形横截面直径d采用0〜150 mm游标卡尺测量，极限误差为±0.02 mm,也服从均匀分布，因此可用B类评定，置信因子氐二勇，置信概率100%。

故u (d )二A / \；'3 =0.02 / v'3 =0. 0115mm 0因此：u (S°) = >'( 0)2u2(d ) =、；'$兀 d)2u2(d ) =0・181 mm 2 丫 04. 2. 2试样原始尺寸测量重复性所引入的不确定度分量在同一试样上标距范围内中心和两端测量横截面直径，计算出横截面积，取三者的 最小值测量十次,得到的数据见表1.表1 试样原始尺寸d的重复测量数据 0—I 测量次数n :—:_: 0―I原始横截面直径d / mm原始横截面积S / mm 2110.00 ”78.500210.0278.814310.0078.50049.9878.18659.9878.186610.0278.814710.0278.81489.9878.186910.0078.500109.9878.186根据表1,运用A类方法进行评定:d = L d . / n=10.00 mm0 0, iS =工S / n=78.470 mm 2 0 0, i原始横截面积S的试验标准偏差s (x)为：0s (x) =「-^―L (S -S )2 =0.27 mm 2 n -1「w 0丿因此：u (S ) = s(x)/m/2=0.09 mm 220 4.2.3试样原始尺寸测量的不确定度分量合成上述量具误差和测量重复性所引起的两个不确定度分量相互独立,彼此不相关，故其合成不确定度为:u(S )=:工u2 (S ) = u2 (S ) + u2 (S ) =0.2 mm 20 i 0 ' 1 0 2 0其相对标准不确定度为：u (S )=u(S )/ r =0.25%rel 0 0 04.3原始标距及断后标距的标准不确定度分量 4.3.1原始标距的标准不确定度分量试样原始标距L =50 mm，标距极限误差为土 1%,服从均匀分布，因此可用B类评定, 0置信因子宙运，置信概率100%，故其相对不确定度为：u (L ) =1% A./3 =0.00577rel 0u (L ) =L Xu (L )=50X0.00577=0.29mm4.3.2断后标距的标准不确定度分量① 测量试样断后标距所用量具的误差所引入的不确定度分量试样断后标距测量采用0〜150 mm游标卡尺测量，极限误差为土0.02 mm,服从均匀 分布，因此可用B类评定，置信因子宙肥，置信概率100%，故其标准不确定度为：u (L )二A/ 叮3 =0.02 / <3 =0. 0115 mm1 u②断后标距测量重复性所引入的不确定度分量在同一试样测量断后标距L,测量十次，得到的测量数据见表2. 表2试样断后标距L的重复测量数据 1 u 测量次数n u 1 断后标距L / mm163.42“263.46363.44463.42563.48663.48763.46863.44963.421063.46根据表2,运用A类方法进行评定:L = Y L / n=63.444 mm u u ,i断后标距L的试验标准偏差s (x)为:u1 工(厂-L )2 =0.023 mms (x)=n — 1 u ,i u因此：u (L ) = s(x)/ ni/2=0.0073 mm2u③断后标距的标准不确定度分量合成 上述测量断后标距的量具误差和断后标距测量重复性所引入的两个不确定度分量相 互独立，彼此不相关,故其合成不确度为:u (L ) = ；£ u2 (L ) = \,：u2 (L ) + u2 (L ) =0.0136 mmu i u 1 u 2 uu (L )=u(L )/ ~l =0.0214%rel u u u4. 4试样断后最小横截面积的标准不确定度分量 4.4.1测量试样断后最小横截面直径所用量具的误差引入的不确定度分量试样断后最小横截面直径测量采用0〜150 mm游标卡尺测量，极限误差为土 0.02 mm,服从均匀分布，因此可用B类评定，置信因子k=j3，置信概率100%，故其相对不确定 度为:u (d )二A/ J3 =0.02 / y'3 =0. 0115 mm1 US)U2u 2(d ) =0.092 mm1 u4.4.2试样断后最小横截面积测量重复性所引入的不确定度分量在同一试样测量断后最小横截面积，测量十次,得到的测量数据见表3.表3 试样断后最小横截面积的重复测量数据测量次数n断后最小横截面直径d / mm试样断后最小横截面积S”/ mm 215.1220.57825.1020.41835.1220.57845.0820.25855.1020.41865.0820.25875.1220.57885.1020.41895.0820.258105.1020.418根据表3,运用A类方法进行评定:S = £ S / n=20.418 mm 2 u u ,ii断后最小横截面积S的试验标准偏差s (x)为：Us(x)二：-^―工(S .-S )2 =0.131 mm 2n — 1 u 丿 u因此：u (S ) = s (x)/ ni/。