拉伸試驗結(jié)果的測量不確定度報告(GBT228)

1、拉伸試驗結(jié)果的測量不確定度報告 （GBT228）拉伸試驗結(jié)果的測量不確定度評定1 試驗1.1 檢測方法依據(jù)GB/ T228-2002金屬材料 室溫拉伸試驗方法進行試樣的加工和試驗 1.2 環(huán)境條件試驗時室溫為25C ,相對濕度為75%. 1.3檢測設(shè)備及量具100kN 電子拉力試驗機，計量檢定合格 , 示值誤差為± 1%；電子引伸計（精度0.5 級）；0150 mm游標卡尺，精度 0.02mm; 50mnj間距的標距定位極限偏差為土 1%1.4被測對象圓形橫截面比例試樣，名義圓形橫截面直徑 10 mm。 1.5 試驗過程根據(jù) GB/ T228-2002, 在室溫條件下，用游標卡尺測量

2、試樣圓形橫截面直徑，計算原始 橫截面積，采用電子拉力試驗機完成試驗，計算相應(yīng)的規(guī)定非比例延伸強度RP0.2、上屈服強度ReH下屈服強度ReL、抗拉強度Rm斷后伸長率A及斷面收縮率 乙2數(shù)學模型拉伸試驗過程中涉及到的考核指標RP0.2, ReH ReL, Rm A, Z的計算公式分別為RP0.2= FP0.2/S0 （ 1） ReH=FeH/ S0 （2） ReL= FeL/S0 （ 3） Rm=F/mS0 （4） A=（LU-L0）/ L0 （5） Z=（S0-S）/S0 （6）式中 FP0.2 規(guī)定非比例延伸力 ;FeH 上屈服力 ; FeL 下屈服力 ; Fm 最大力 ; LU 斷后標距

3、; L0 原始標距 ; S0 原始橫截面積 ;Su 斷面最小橫截面積。3 測量不確定度主要來源試驗在基本恒溫的條件下進行 , 溫度變化范圍很小,可以忽略溫度對試驗帶來的影響。3.1 對于強度指標,不確定度主要分量可分為三類 : 試驗力值不確定度分量、試樣原始 橫截面積測量不確定度分量和強度計算結(jié)果修約引起的不確定度分量 .3.2 對于斷后伸長率 A,不確定度主要分量包含輸入量 L0和LU的不確定度分量.3.3 對于斷面收縮率乙不確定度主要分量包含輸入量 S0和Su的不確定度分量.4標準不確 定度分量的評定4.1 試驗力值測量結(jié)果的標準不確定度分量 4.1.1 試驗機誤差所引入的不確定度分量試驗

4、所用試驗機經(jīng)計量部門檢定，示值誤差為± 1%，服從均勻分布，因此可用B 類評定，置信因子100% 。故規(guī)定非比例延伸力、上屈服力、下屈服力、最大力的相對標準不確定度為 :u1,rel ( FP0.2) = u1,rel ( FeH)= u1,rel (FeL) = u1,rel (Fm)=1%4.1.2 試驗機力示值檢定儀器誤差所引入的不確定度分量試驗機是借助標準測力儀進行檢定的，不確定度為0.4%，符合正態(tài)分布，可用 B 類評定，置信因子 k=2, 置信概率為 95.45%，其相對不確定度為 :u2,rel ( FP0.2) =u2,rel (FeH) =u2,rel (FeL)

5、=u2,rel (Fn) =0.4%/ 2=0.00204.1.3 引伸計的誤差所引入的不確定度分量由于上屈服強度ReH下屈服強度ReL、抗拉強度Rm的測定不需使用引伸計，故計算 這三個指標數(shù)據(jù)的不確定度分量時，不需計算由引伸計誤差所引入的不確定度分量 . 試 驗所用的電子引伸計經(jīng)計量部門檢定，示值誤差為土 0.5%,服從均勻分布，因此可用B類評定，置信因子100% 。其相對標準不確定度為 :u31,rel ( FP0.2)=0.5% 測量規(guī)定非比例延伸力所采用基準線的標準不確定度 測量規(guī)定非比例延伸力時,首先要確定基準線,即拉伸試驗曲線的彈性直線段部分,根據(jù)實際經(jīng)驗 , 它有 2%的偏差,故

6、其相對標準不確定度為 :u32,rel ( FP0.2)= 2% 引伸計的誤差所引入的不確定度分量以上兩項不確定度分量彼此不相關(guān),故合成不確定度分量為u3,rel( FP0.2)=u31,rel(FP0.2 )+u32,rel ( FP0.2)221/2=0.00292+0.0115521/ 2=0.0124.1.4 試驗軟件所引入的不確定度分量試驗軟件數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所引入的相對不確定度為0.2%，服從均勻分布，因此可用B 類評定 .其相對不確定度為 :u4,rel( FP0.2 ) =u4,rel (FeH) =u4,rel ( FeL) =u4,rel ( Fm) =0.2%4.1.5 試驗

7、力值測量結(jié)果的不確定度分量合成 上述試驗機、試驗機檢定儀、引伸計和試驗軟件所引起的四個不確定度分量相互獨立 彼此不相關(guān) , 故其合成不確定度為 :urel(FP0.2 )urel(FeH)=urel ( FeL)=urel (Fm)經(jīng)試驗測定 : FP0.2=27.304KN,FeH=27.407KN, FeL=25.303KN, Fm=37.547KN. 故:u (FP0.2 ) =27304X 0.01353=369.43N u ( FeH) =27407X 0.00625=171.30N u ( FeL) =25303X 0.00625=158.15N u ( Fm) =37547X 0

8、.00625=234.67N4.2 試樣原始橫截面測量的不確定度分量4.2.1 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游標卡尺測量，極限誤差為土 0.02 mm,也服 從均勻分布，因此可用B類評定，置信因子100% 。故 u ( d0) =A因此: u1 (S0)mm 24.2.2 試樣原始尺寸測量重復性所引入的不確定度分量 在同一試樣上標距范圍內(nèi)中心和兩端測量橫截面直徑,計算出橫截面積,取三者的最小值。測量十次 , 得到的數(shù)據(jù)見表 1.d0=Ed0,i / n=10.00 mm S0=E S0,i / n=78.470 mm 2原始橫截面積S0的試驗

9、標準偏差s (x )為：0.27 mm 2 s(x)因此:u2(S0) = s (x)/ n1 / 2=0.09 mm 24.2.3 試樣原始尺寸測量的不確定度分量合成 上述量具誤差和測量重復性所引起的兩個不確定度分量相互獨立 , 彼此不相關(guān)，故其 合成不確定度為: u (S0)0.2 mm 2其相對標準不確定度為：urel( SO) =u (SO)/ s0=0.25%4.3 原始標距及斷后標距的標準不確定度分量 4.3.1 原始標距的標準不確定度分量 試樣原始標距L0=50 mm標距極限誤差為土 1%服從均勻分布，因此可用B類評定,置信因子1OO% ，故其相對不確定度為 ： urel(LO)

10、 =1%u (L0) =L0X urel ( LO) =50X 0.00577=0.29mm 4.3.2 斷后標距的標準不確定度分量 測量試樣斷后標距所用量具的誤差所引入的不確定度分量 試樣斷后標距測量采用0150 mm游標卡尺測量，極限誤差為土 0.02 mm,服從均勻分布，因此可用B類評定,置信因子100% ，故其標準不確定度為 ：u1 ( Lu) =A/ 斷后標距測量重復性所引入的不確定度分量在同一試樣測量斷后標距 Lu,測量十次，得到的測量數(shù)據(jù)見表2.Lu=MLu,i / n=63.444 mm斷后標距Lu的試驗標準偏差s (x)為：s (x) mm 因此：u2 (Lu) = s(x)

11、/ n1/2=0.0073 mm 斷后標距的標準不確定度分量合成 上述測量斷后標距的量具誤差和斷后標距測量重復性所引入的兩個不確定度分量相互獨立，彼此不相關(guān) , 故其合成不確度為 ：u (Lu)mmurel(Lu) =u (Lu) / Lu=0.0214%4.4 試樣斷后最小橫截面積的標準不確定度分量4.4.1 測量試樣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游標卡尺測量，極限誤差為土 0.02 mm, 服從均勻分布，因此可用 B類評定，置信因子100% ，故其相對不確定度為 :u1( dU) =A/ u1(SU)0.092 mm 2 4

12、.4.2 試樣斷后最小橫截面積測量重復性所引入的不確定度分量 在同一試樣測量斷后最小橫截面積，測量十次 , 得到的測量數(shù)據(jù)見表 3.Su=ESu,i / n=20.418 mm 2in斷后最小橫截面積SU的試驗標準偏差s (x)為：mm 2 s ( x)因此：u2 (Su)= s(x)/ n1/2=0.0414 mm 24.4.3 斷后最小橫截面積的標準不確定度分量合成上述測量斷后最小橫截面積的量具誤差和斷后最小橫截面積測量重復性所引入的兩個 不確定度分量相互獨立，彼此不相關(guān)，故其合成不確度為 ：u ( Su)=0.1010 mm 2urel(Su)= u ( Su)/ Su=0.4947%4

13、.5 數(shù)據(jù)修約所引入的標準不確定度分量, 修約誤差按照標準要求，試驗結(jié)果均進行了修約，引入了不確定度。依據(jù)標準規(guī)定 滿足矩形分布，可用 B類評定，置信因子u （RP0.2,rou ）=u（ReH,rou）=u（ReL,rou ）=u（Rm,rou）=2.5u （A,rou ）= u （Z,rou ）=0.25%5 合成標準不確定度上述五個不確定度相互獨立 , 彼此不相關(guān) , 故 :uc(RP0.2)uc（ReH）uc（ReL）=uc（ Rm）uc（A）uc（Z）5.1靈敏系數(shù)對以上數(shù)學模型中各輸入量求偏導，可得相應(yīng)的不確定度靈敏系數(shù)為CFp0.2=?Rp0.2?F=1S C ?ReH1p0.2

14、FeH= ?F=SeH0C ?ReLFeL=?F=1 C?R1Fm=m=S eLS0 ?Fm0CRp0.2Fp0.2S0(Fp0.2)=?S=-C ?ReHS0(FeH)=?S=-FeH 0S00S0CS0(FeL)=?ReL=-FeL C?RFS0(Fm)=m=-m ?S 0S0?S0S0CLu=?A1L= C=?A=-Lu ?L02uL0 ?L0L0C ?ZS0=?S=Su C?Z12 Su=0S0 ?SuS05.2 合成標準不確定度uc (RP0.2)=4.93MPa uc ( ReH) =2.62MPa uc ( ReL) =2.48MPa uc (Rm)=3.32MPa uc(A)

15、=0.75% uc (Z)=0.20% 6 擴展不確定度的評定取包含因子k=2，置信概率95.45%，服從正態(tài)分布,于是,擴展不確定度為：U (RP0.2)=2 uc( RP0.2)=2X 4.39=8.8 9MPa, Urel ( RP0.2) =2.59%2.6% U ( ReH =2 uc ( ReH=2X 2.62=5.24 6MPa, Urel ( ReH =1.72% 1.8% U ( ReL) =2 uc (ReL)=2X 2.48=4.96 5MPa, Urel ( ReL) =1.56% 1.6% U ( Rr) =2 uc (Rn)=2X 3.32=6.64 7MPa, Urel ( Rn) =1.47% 1.5% U ( A) =2 uc (A) =2X 0.75%=1.5% ,Urel(A)5.6% U (Z)=2 uc(Z)=2X0.20%=0.4% Urel(Z )=