抗拉强度试验结果的不确定度评定

钢管抗拉强度试验结果的不确定度评定

1、 目的：对圆钢抗拉强度试验结果进行不确定评定，以得到抗拉强度实际

不确定度。

2、

方法：从一根钢管（规格Φ114mm ×3.75，牌号Q235）上，取10段长度为35cm 进行抗拉强度试验，按测量不确定度评定程序试验结果作不确定度评定。抗拉试验前，在钢管上测量其直径，取114mm 上的最小值，后计算其抗拉强度。（金属材料 室温拉伸试验方法 GB/T 228-2002）

3、 计算公式： U c 2(R m )=U 2(

A

F

)+U 2(△x ) 3.1 R m =f m /S 0 S 0=ab （1+b 2

/6D （D-2a ））

R m 表示抗拉强度，S 0表示最大拉力，D 表示直径，a 表示壁厚，b 表示宽度25mm 。

4、 求平均值：有附表所列钢管抗拉强度实验结果，求得10次抗拉强度平均

值。R m = 425.34MPa ，修约后R m = 425MPa 。 5、 不确定度来源：

5.1、被测材料：从同钢管上抽样，避免不同钢管带来的不确定度；试样的不

均匀性可有重复试验反映。

5.2、检测人员：尺寸、抗拉强度都有同一人操作，可消除有人员带来的不确

定度；读数误差可有多次实验包含。

5.3、检测设备：液压式万能试验机（编号YCZJ-03）：最大示值600kN ，示值误

差不超过±1%，最大变动值为0.24% ， U 1=

KN k a 510.02

34

.425%24.0=⨯= 不确定度为

0.510KN （ K=2 ）

5.4、拉伸速度：拉伸速度对检测结果有一定影响，本次实验有一人操作，保

持恒定的速率，通过重复实验反映检测值。

5.5 重复性影响，重复性影响是通过多次重复测量来评定的。包括人员操作

的重复性，试验机的重复性，样品的不均匀性等因素，测量次数n=10,单次测量的标准偏差为S （F ）=0.6KN ，则U 2=

KN F s 424.02

6.02)(==

5.6 读数误差的影响，人工读数可以估计到分度值的五分之一即0.4KN ，不确

定度按均匀分布考虑U 3=

KN d k a 23.03

4.0==

5.6、环境条件：实验室温湿度对实验结果影响较小，可忽略不计。 5.7 合成不确定度U 2（F ）=U 12+U 22+U 32=0.5102+0.44242+0.232=0.4928KN

U r (F)=

%12.034

.4254928

.0=

5.8 实测面积误差的影响。

钢管的直径标值为D=114mm b=25mm,最小刻度02.0±mm ；a=3.75mm ，最小刻度01.0±mm 按均匀分布面积的不确定度为 U r (A)=2

（

U r 2(D)+ U r 2(a)+ U r 2(b)

）

1/2

=2×

%2.0002.03

25

02.0375.301.0311402.0==++）（

U r 2(

A

F

)=U r 2(F)+U r 2(A)=(0.022+0.22)×10-4=0.054% U(A F )=

%054.096

.2001000

34.425⨯⨯=1.142MPa 5.9 由于数值修约的影响：拉伸强度的结果应修约到0或5MP ，由修约导致

的不确定度按均匀分布考虑 U （△x ）=

k a =

44.13

5.0=I

MPa 5.10 合成标准不确定度

5.11 U c 2(R m )=U 2(

A

F )+U 2(△x )=1.1422+1.442

U c (R m )≈1.84MPa

5.12 求扩展不确定度：取扩展因子K=3

U=KU c (R m )=5.52 MPa

结论 实验结果扩展不确定度：425MPa ±5.5 MPa ，置信概率99% 附表

抗拉强度试验结果