拉伸試驗(yàn)結(jié)果的測量不確定度報(bào)告GBT228

1、拉伸試驗(yàn)結(jié)果的測量不確定度評(píng)定1試驗(yàn)檢測方法依據(jù)GB/T228-2002金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法進(jìn)行試樣的加工和試驗(yàn).環(huán)境條件試驗(yàn)時(shí)室溫為25,相對(duì)濕度為75%.檢測設(shè)備及量具100kN電子拉力試驗(yàn)機(jī)，計(jì)量檢定合格，示值誤差為1%;電子引伸計(jì)（精度0.5級(jí)）；0150 mm游標(biāo)卡尺，精度0.02mm； 50mm間距的標(biāo)距定位極限偏差為1%。被測對(duì)象圓形橫截面比例試樣，名義圓形橫截面直徑10 mm。試驗(yàn)過程根據(jù)GB/T228-2002，在室溫條件下，用游標(biāo)卡尺測量試樣圓形橫截面直徑，計(jì)算原始橫截面積， 采用電子拉力試驗(yàn)機(jī)完成試驗(yàn)，計(jì)算相應(yīng)的規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度RP02、上屈服強(qiáng)度ReH、下屈服強(qiáng)度

2、RL、抗拉強(qiáng)度R、斷后伸長率A及斷面收縮率Z。.62數(shù)學(xué)模型拉伸試驗(yàn)過程中涉及到的考核指標(biāo)rP0.2,RP0.2= FP0.2 / S0ReH=FeH / S0ReL= FeL/S0Rm=Fm/S0A=（Lu-L0）/L0Z=（s0-s）/s0ReH，ReL，Rm a，z的計(jì)算公式分別為，（1）式中FP0.2FeH FeL F mLU L0 S0 S u規(guī)定非比例延伸力;上屈服力;下屈服力;最大力;斷后標(biāo)距;原始標(biāo)距;原始橫截面積;斷面最小橫截面積。3測量不確定度主要來源試驗(yàn)在基本恒溫的條件下進(jìn)行,溫度變化范圍很小，可以忽略溫度對(duì)試驗(yàn)帶來的影響。對(duì)于強(qiáng)度指標(biāo)，不確定度主要分量可分為三類:試驗(yàn)力

3、值不確定度分量、試樣原始橫截面積測量 不確定度分量和強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果修約引起的不確定度分量.對(duì)于斷后伸長率A,不確定度主要分量包含輸入量L0和LU的不確定度分量.對(duì)于斷面收縮率Z,不確定度主要分量包含輸入量S0和S的不確定度分量.4標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評(píng)定試驗(yàn)力值測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量試驗(yàn)機(jī)誤差所引入的不確定度分量試驗(yàn)所用試驗(yàn)機(jī)經(jīng)計(jì)量部門檢定，示值誤差為1%,服從均勻分布，因此可用B類評(píng)定，置 信因子k= ;3，置信概率100%。故規(guī)定非比例延伸力、上屈服力、下屈服力、最大力的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:u1,rel(FP0,2)= u1,rel EP = u1,rel R)=% Q =1% / d3

4、-試驗(yàn)機(jī)力示值檢定儀器誤差所引入的不確定度分量試驗(yàn)機(jī)是借助標(biāo)準(zhǔn)測力儀進(jìn)行檢定的，不確定度為0.4%,符合正態(tài)分布，可用B類評(píng)定，置(Fm)=0.4%/2=0.0020信因子k=2,置信概率為95.45%,其相對(duì)不確定度為:u2,rel（FP0.2）=u2,rel（FeH）=u2,rel（FeL）=u2,rel引伸計(jì)的誤差所引入的不確定度分量由于上屈服強(qiáng)度Rh、下屈服強(qiáng)度Rl、抗拉強(qiáng)度R的測定不需使用引伸計(jì)，故計(jì)算這三個(gè)指 標(biāo)數(shù)據(jù)的不確定度分量時(shí),不需計(jì)算由引伸計(jì)誤差所引入的不確定度分量.試驗(yàn)所用的電子引伸計(jì)經(jīng)計(jì)量部門檢定，示值誤差為0.5%,服從均勻分布，因此可用B類評(píng)定， 置信因子k= ；3

5、，置信概率100%。其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:u31,rel（FP0.2） =0.5% / *3=0.0029測量規(guī)定非比例延伸力所采用基準(zhǔn)線的標(biāo)準(zhǔn)不確定度測量規(guī)定非比例延伸力時(shí),首先要確定基準(zhǔn)線,即拉伸試驗(yàn)曲線的彈性直線段部分,根據(jù)實(shí)際 經(jīng)驗(yàn),它有2%的偏差,故其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:u32,rel（FP0.2） =2%/ ；3=1.155%引伸計(jì)的誤差所引入的不確定度分量以上兩項(xiàng)不確定度分量彼此不相關(guān),故合成不確定度分量為u （F ） = :Eu2=u2 （F） +u 2 （F） 123,rel P0,23i,rel L 31,rel P0.2 32,rel P0.2 =0.00292+0.01

6、1552 i/2=0.012試驗(yàn)軟件所引入的不確定度分量試驗(yàn)軟件數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所引入的相對(duì)不確定度為0.2%,服從均勻分布，因此可用B類評(píng)定. 其相對(duì)不確定度為:U4,rel（FP0.2）=U4,rel（FeH）=u4,rel（FeL）=u4,rel（Fm）=0.2% / V3=0.0012試驗(yàn)力值測量結(jié)果的不確定度分量合成上述試驗(yàn)機(jī)、試驗(yàn)機(jī)檢定儀、引伸計(jì)和試驗(yàn)軟件所引起的四個(gè)不確定度分量相互獨(dú)立,彼此不相關(guān),故其合成不確定度為:0.00582 + 0.00202 + 0.0122 + 0.00122 =0.01353Urel(FP0.2)=：Eui.rel =KeFuJFuJ =ure(l F

7、eH)=ure(l FeL)=ure(l Fm)=Eu 2i, relii i2 + u 2 + U 2=d0.00582 + 0.00202 + 0.00122 =0.006251, rel2, rel4, rel經(jīng)試驗(yàn)測定: FP02=27.304KN,FeH=27.407KN, FeL=25.303KN, Fm=37.547KN. 故:u (FP02). =27304x0.01353=369.43N 00u (FeH) =27407x0.00625=171.30Nu(FeL)=25303x0.00625=158.15Nu(Fm)=37547x0.00625=234.67N試樣原始橫截面測

8、量的不確定度分量測量所使用的量具誤差所引入的不確定度分量試樣圓形橫截面直徑d采用0150 mm游標(biāo)卡尺測量，極限誤差為0.02 mm,也服從均勻分布，因此可用B類評(píng)定，置信因子k= v3，置信概率100%。故 u (d0) =A/ 3 =0.02 / J3=0.0115mm因此:U (Sn ) = ：(-0)2 u 2(d )=(九 d)2u2(d ) =0 181 mm 205d0 2010試樣原始尺寸測量重復(fù)性所引入的不確定度分量在同一試樣上標(biāo)距范圍內(nèi)中心和兩端測量橫截面直徑，計(jì)算出橫截面積，取三者的最小值。測 量十次,得到的數(shù)據(jù)見表1.表1試樣原始尺寸d0的重復(fù)測量數(shù)據(jù)測量次數(shù)n原始橫截

9、面直徑d0/ mm原始橫截面積S0/ mm 2110.0078.500210.0278.814310.0078.50049.9878.18659.9878.186610.0278.814710.0278.81489.9878.186910.0078.500109.9878.186根據(jù)表1,運(yùn)用A類方法進(jìn)行評(píng)定:d0 =乙 d0. / n=10.00 mmS0= 2S0i /n=78.470 mm 2原始橫截面積S0的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s (x)為：s (x) = ： J不(S -S )2 =0.27 mm 2n-10，i0i因此:u2 (S0) = s (x) /n12=0.09 mm 2試樣原始尺

10、寸測量的不確定度分量合成上述量具誤差和測量重復(fù)性所引起的兩個(gè)不確定度分量相互獨(dú)立,彼此不相關(guān)，故其合成不確定度為:u (S0)=5 u2,(S ) = Ru2 (S ) + u2 (S ) =0.2 mm 2其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:urel (S0) =u(S0)/ X =0.25%原始標(biāo)距及斷后標(biāo)距的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量原始標(biāo)距的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量試樣原始標(biāo)距L0=50 mm,標(biāo)距極限誤差為1%,服從均勻分布，因此可用B類評(píng)定，置信因 子k=；3，置信概率100%,故其相對(duì)不確定度為：urel (L0) =1%/ V3 =0.00577u (L0) =L0 xurel (L0) =50 x0.005

11、77=0.29mm斷后標(biāo)距的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量 測量試樣斷后標(biāo)距所用量具的誤差所引入的不確定度分量試樣斷后標(biāo)距測量采用0150 mm游標(biāo)卡尺測量，極限誤差為0.02 mm,服從均勻分布，因此可用B類評(píng)定，置信因子k= 3，置信概率100%,故其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u1 (Lu) =A/ 避=0.02 / 73=0.0115 mm斷后標(biāo)距測量重復(fù)性所引入的不確定度分量在同一試樣測量斷后標(biāo)距L ,測量十次，得到的測量數(shù)據(jù)見表2. 表2試樣斷后標(biāo)距L的重復(fù)測量數(shù)據(jù)測量次數(shù)n斷后標(biāo)距Lu/ mm163.42263.46363.44463.42563.48663.48763.46863.44963.42106

12、3.46u根據(jù)表2,運(yùn)用A類方法進(jìn)行評(píng)定:L = Z Lui / n=63.444 mm斷后標(biāo)距Lu的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差s (x)為:s (x) = :-工(L L )2 =0.023 mmn 1u，iu因此:u2 (Lu) = s(x)/ n 1=0.0073 mm斷后標(biāo)距的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量合成上述測量斷后標(biāo)距的量具誤差和斷后標(biāo)距測量重復(fù)性所引入的兩個(gè)不確定度分量相互獨(dú)立，彼 此不相關(guān),故其合成不確度為:u(Lu)=iZu2 (L )= Ju21(L )+ u22(L ) =0.0136 mmurel (Lu) =u (Lu) / L =0.0214%試樣斷后最小橫截面積的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量測量試樣

13、斷后最小橫截面直徑所用量具的誤差引入的不確定度分量試樣斷后最小橫截面直徑測量采用0150 mm游標(biāo)卡尺測量，極限誤差為0.02 mm,服從均勻分布，因此可用B類評(píng)定，置信因子k=3，置信概率100%,故其相對(duì)不確定度為：u1 (dU) =A/ 3 =0.02 / /3=1.44MPau (Arou) = u (Zrou) =0.25% / 73=0.144%5合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度上述五個(gè)不確定度相互獨(dú)立,彼此不相關(guān),故:uc(RP0.2)J,C 2u2(F ) + C 2u2(s ) + u2(R)V Fp 0.2 p 0.2S 00p 0.2, rouuc(ReH)J：C 2u2(F ) + C

14、 2u2(S ) + u2(R)勺 F heHS 00eH, rouuc(ReL)；C2u2(F ) + C 2u2(s ) + u2(R)F FeL S0eL, roueL0uc(R ) = C 2u2(F ) + C 2u2(s ) + u2(R )m FmS 00m, rouuc(A) =JC 2u2(L ) + C 2u2(L ) + u2(A )Lu L0u0rouuc(Z) = qC2U2(S ) + C 2U2(S ) + U2(Z )SuSc0u0rou靈敏系數(shù)對(duì)以上數(shù)學(xué)模型中各輸入量求偏導(dǎo)，可得相應(yīng)的不確定度靈敏系數(shù)為:CFp0.2 HYPERLINK l bookmark2

15、0 o Current Document ar1af= Fp0.20CFeHar1aFH=feH 0CFeLaR 1eL = 1=a Fls 0Fm aFmaR1m = =-S0CS0(Fp0.2ar)=P0.2 =as0Fp 02S0aRC (F )=-HS0eHaS0C (F ) = aReLr =S0eLaS0FmS0arC (F ) mS0 m aS0C = sA - 1L SLLu0L0SASL0u-L20SZ1SuSSuC =烏-匚S0 SSS 200合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc（RP02）=4.93MPauc（ReL）. =2.48MPauc（A）=0.75%6擴(kuò)展不確定度的評(píng)定取包含因

16、子k=2,置信概率95.45%,uc（ReH）=2.62MPauc（Rm）=3.32MPauc（Z）=0.20%服從正態(tài)分布,于是,擴(kuò)展不確定度為:U (RP02) =2 uc (RP0 2) =2x4.39=8.8-9MPa,Urel (RP0 2) =2.59%2.6%U (ReH) =2 uc(ReH). =2x2.62=5.246MPa,U：l(ReH)=1.72%1.8%U (ReL) =2 u： (R；) =2x2.48=4.965MPa,U；(R；)=1.56%H.6%U (R：) =2 u： (R：) =2x3.32=6.647MPa,Urel(Rm)=1.47%H.5%U (a) =2 uc(a)=2x0.75%=1