拉伸试验测量结果不确定度评定
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拉伸试验测量结果不确定度评定
1.过程概述：
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
环境条件
试验温度为18℃，湿度40%。
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
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
抗拉强度不确定度评定 数学模型
R m =F m /S o
u rel (R m )= )()()()(20222mv rel rel m rel rel
R u S u F u rep u +++ 式中： R m —抗拉强度 F m —最大力 S 0—原始横截面积
rep —重复性 R mv —拉伸速率对抗拉强度的影响 2.1.1 A 类不确定度分项u rel （rep ）的评定
本例评定三个试样测量平均值的不确定度，故应除以3。 u rel （rep ）=
3
S ＝
3
%
627.0=% 2.1.2最大力F m 的B 类相对不确定度分项u rel （F m ）的评定 （1）试验机测力系统示值误差带来的不确定度u rel （F 1）
万能试验机为级，其示值误差为±%，按均匀分布考虑K=3则：
u rel （F 1）=
%577.03
%0.1=
（2）标准测力仪的相对标准不确定度u rep （F 2）
使用级的标准测力仪对试验机进行鉴定，JJG144-1992中给出了R=%。则其相对标准不确定度为：
u rel （F 2）=
%106.083
.2=R
（3）计算机数据采集系统带来的相对标准不确定度u rep （F 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%。
u rel （F 3）=% （4）最大力的相对标准不确定度分项u rel （F m ）
u rel （F m ）=)()()(32
22
12F u F F u rel rel rel u ++=%
2.1.3原始横截面积S 0 的相对标准不确定度分项u rel （S 0）的评定：
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±%。 S 0 =ab )(0S u rel =)(a u rel +)(b u rel (1)测量宽度a 引入的不确定度
)(a u rel ＝
%289.03
%
5.0= (2)测量厚度b 引入的不确定度
)(b u rel ＝
%289.03
%
5.0= 则 )(0S u rel =)(a u rel +)(b u rel ＝%
2.1.4拉伸速率影响带来的相对标准不确定度分项)(mv rel R u
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：
u （R
mv
）=
887.23
5
=
u rel （R mv ）=
%611.01
.472887
.2= 2.1.5抗拉强度的相对合成不确定度
u c rel (R m )=)()()()(2
0222mv rel rel m rel rel R u S u F u rep u +++
＝2222%)611.0(%)578.0(%)620.0(%)362.0(+++ ＝%
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 ＝2 U rel (R m )＝k ·u c rel (R m ) U rel (R m )＝2·%＝%
上屈服强度不确定度评定 数学模型
R m =F eH /S 0
u rel (R Eh )= )()()()(2
0222mHv rel rel eH rel rel
R u S u F u rep u +++ 式中： R Eh —上屈服强度 F Eh —上屈服力 S 0—原始横截面积 rep —重复性
R mHv —拉伸速率对上屈服强度的影响 2.2.1 A 类不确定度分项u rel （rep ）的评定
本例评定三个试样测量平均值的不确定度，故应除以3。
u rel （rep ）=
3
S ＝
3
%
896.0=% 2.2.2上屈服力F Eh 的B 类相对不确定度分项u rel （F Eh ）的评定 （1）试验机测力系统示值误差带来的不确定度u rel （F Eh1）
万能试验机为级，其示值误差为±%，按均匀分布考虑K=3则：
u rel （F 1）=
%577.03
%0.1=
（2）标准测力仪的相对标准不确定度u rep （F Eh2）
使用级的标准测力仪对试验机进行鉴定，JJG144-1992中给出了R=%。则其相对标准不确定度为：
u rel （F 2）=
%106.083
.2=R
（3）计算机数据采集系统带来的相对标准不确定度u rep （F Eh3）
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%。
u rel （F Eh 3）=% （4）最大力的相对标准不确定度分项u rel （F eHm ）
u rel （F eHm ）=)()()(eH32
eH22
eH12
F u F F u rel rel rel u ++
=% 2.2.3原始横截面积S 0 的相对标准不确定度分项u rel （S 0）的评定：
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±%。 S 0 =ab )(0S u rel =)(a u rel +)(b u rel (1)测量宽度a 引入的不确定度
)(a u rel ＝
%289.03
%
5.0= (2)测量厚度b 引入的不确定度
)(b u rel ＝
%289.03
%
5.0=