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1、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18C，湿度40%。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S ；然后用WAW-1000C微机控制电液伺服液压万能试验机以规定0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
2、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：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
3、.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
4、定数学模型R=F/S mmou (R )=u2 (rep) + u2 (F ) + u2 (S ) + u2 (R )rel mrelrel mrel 0rel mv式中：R 抗拉强度mF 一最大力mS 一原始横截面积0rep一重复性R 一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)relS0.627%=0.362%2.1.2最大力F的B类相对不确定度分项u (F )的评定mrel 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
5、均匀分布考虑K=*3则:u rel(F1)1.0%=0.577%(2) 标准测力仪的相对标准不确定度urep (F)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：Ru l(F)=0.106%rel 22.83(3) 计算机数据采集系统带来的相对标准不确定度urep (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 rel(F3)=0.2%(4) 最大力的相对标准不确定度分项u(F)rel mu (F)二 Ju2 (F) + u 2 (F ) + u
6、2 (F ) =0.620%rel mrel 1rel 2rel 32.1.3原始横截面积S的相对标准不确定度分项u(S)的评定：0rel 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土0.5%。S =ab0u (S )=u (a) +u (b)rel 0 relrel测量宽度a引入的不确定度u (a) = 0.289%顒3测量厚度b引入的不确定度u (b) = 5% = 0.289%说,3则 u (S ) = u (a) + u (b) =0.578%rel 0 relrel2.1.4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
7、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 5MPa，按均匀分布考虑：(R ) =2 = 2.887mvJ3u rel(Rmv)=芮=0.611%2.1.5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 )relm最大力0.620%试样原始面积0.578%u rel (R )丄d丄mv拉伸速率0.611%u(R)=fu2 (rep) + u2 (F ) + u2 (S ) + u2 (R )crel mrelrel mrel 0rel mv=v(0.362%)2 + (0.620%)2 + (
8、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 mcrel 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 )= Ju2 (rep) + u2 (F ) + u2 (S ) + u2 (R )rel Ehrelrel eHrel 0rel 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
9、评定三个试样测量平均值的不确定度，故应除以x/3。()S 0.896% 0 517%u (rep) =0.517%rel332.2.2上屈服力F的B类相对不确定度分项u(F )的评定Ehrel 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=f3则:u rel(F)=1.0% = 0.577%1标准测力仪的相对标准不确定度u rep (FEh2)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：Ru rel(F2)=药=006%计算机数据采集系统带来
10、的相对标准不确定度Urep(Fj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F )=0.2%确定度为0.2%。u relEh3(4)最大力的相对标准不确定度分项u(F )releHmu (F )=Pu2 (F ) + u 2 (F ) + u2 (F ) =0.620%rel eHmrel eH1rel eH2rel 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：0rel 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土0.5%。S =ab0u (S )=u (a) +u (b)rel 0 rel r
11、el测量宽度a引入的不确定度0.5%u (a) 一 = 0.289%rel测量厚度b引入的不确定度0.5%u (b) 一 = 0.289%rel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 5MPa，按均匀分布考虑：R)eHv送=2.887u rel (R)=2887 = 0.611%rel eHv2.2.5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)r
12、el测量重复性0.517%u (F )releH最大力0.620%试样原始面积0.578%u rel (R)reieHv拉伸速率0.611%u (R )= ,.u2 (rep) + u2 (F ) + u2 (S ) + u2 (R)rel EhrelreleHrel 0rel eHv=v(0.517%)2 + (0.620%)2 + (0.578%)2 + (0.611%)2 =1.166%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 eHcrel eHU (R )=2 1.166% = 2.332%rel eH2.3规定塑性
13、延伸强度不确定度评定数学模型R =F /Sp0.2p0.20u (R )=:u2 (rep) + u2 (F) + u2 (S ) + u2 (R )rel p0-2relrel p 0.2rel 0relp 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) = 859% =0.496%rel3v32.3.2规定塑性延伸力F的B类相对不确定度分项u(F )的评定p0.2rel p0.2(1)试验机测力系统示值误差带来的不确定度u(F )rel p0.21万能试验机为1.0级，其示值误差为1.0%，按均匀分布考虑K.3则:u rel(F ) =1.0% = 0.577%1(2) 标准测力仪的相对标准不确定度urep (F )rep p0.22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
