拉伸试验结果的测量不确定度分析报告T

拉伸试验结果的测量不确定度评定

1试验

1.1检测方法

依据GB∕T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》进行试样的加工和试验.

1.2环境条件

试验时室温为25℃,相对湿度为75%.

1.3检测设备及量具

100kN电子拉力试验机，计量检定合格,示值误差为±1%；电子引伸计（精度0.5级）；0～150㎜游标卡尺，精度0.02mm；50mm间距的标距定位极限偏差为±1%。

1.4被测对象

圆形横截面比例试样，名义圆形横截面直径10 mm。

1.5试验过程

根据GB∕T228-2002,在室温条件下，用游标卡尺测量试样圆形横截面直径，计算原始横截面积，采用电子拉力试验机完成试验，计算相应的规定非比例延伸强度R P0.2、上屈服强度R eH、下屈服强度R eL、抗拉强度R m、断后伸长率A及断面收缩率Z。

2数学模型

拉伸试验过程中涉及到的考核指标R P0.2，R eH，R eL，R m，A，Z的计算公式分别为

R P0.2= F P0.2∕S0（1）

R eH=F eH∕S0（2）

R eL= F eL∕S0（3）

R m=F m∕S0（4）

A=（L U-L0）∕L0（5）

Z=（S0-S）∕S0（6）

式中F P0.2———规定非比例延伸力;

F eH———上屈服力;

F eL———下屈服力;

F m———最大力;

L U———断后标距;

L0———原始标距;

S0———原始横截面积;

S u———断面最小横截面积。

3测量不确定度主要来源

试验在基本恒温的条件下进行,温度变化范围很小，可以忽略温度对试验带来的影响。

3.1对于强度指标，不确定度主要分量可分为三类:试验力值不确定度分量、试样原始横截面积测

量不确定度分量和强度计算结果修约引起的不确定度分量.

3.2对于断后伸长率A, 不确定度主要分量包含输入量L0和L U的不确定度分量.

3.3对于断面收缩率Z, 不确定度主要分量包含输入量S0和S u的不确定度分量.

4标准不确定度分量的评定

4.1试验力值测量结果的标准不确定度分量

4.1.1试验机误差所引入的不确定度分量

试验所用试验机经计量部门检定，示值误差为±1%，服从均匀分布，因此可用B类评定，置信

因子100%。故

规定非比例延伸力、上屈服力、下屈服力、最大力的相对标准不确定度为:

u1,rel（F P0.2）= u1,rel（F eH）= u1,rel（F eL）= u1,rel（F m）=1%=0.0058

4.1.2试验机力示值检定仪器误差所引入的不确定度分量

试验机是借助标准测力仪进行检定的，不确定度为0.4%，符合正态分布，可用B类评定，置信因子k=2, 置信概率为95.45%，其相对不确定度为:

u2,rel（F P0.2）=u2,rel（F eH）=u2,rel（F eL）=u2,rel（F m）=0.4%∕2=0.0020

4.1.3引伸计的误差所引入的不确定度分量

由于上屈服强度R eH、下屈服强度R eL、抗拉强度R m的测定不需使用引伸计，故计算这三个指标数据的不确定度分量时，不需计算由引伸计误差所引入的不确定度分量.

①试验所用的电子引伸计经计量部门检定，示值误差为±0.5%，服从均匀分布，因此可用B类评定，

置信因子100%。其相对标准不确定度为:

u31,rel（F P0.2）=0.5%=0.0029

②测量规定非比例延伸力所采用基准线的标准不确定度

测量规定非比例延伸力时，首先要确定基准线，即拉伸试验曲线的弹性直线段部分，根据实际

经验,它有2%的偏差，故其相对标准不确定度为:

u32,rel（F P0.2）= 2%

③引伸计的误差所引入的不确定度分量

以上两项不确定度分量彼此不相关，故合成不确定度分量为

u3,rel（F P0.2）[u31,rel2（F P0.2）+u32,rel2（F P0.2）]1∕2

=[0.00292+0.011552]1∕2=0.012

4.1.4试验软件所引入的不确定度分量

试验软件数据采集系统所引入的相对不确定度为0.2%，服从均匀分布，因此可用B类评定.

其相对不确定度为:

u4,rel（F P0.2）=u4,rel（F eH）=u4,rel（F eL）=u4,rel（F m）=0.2%=0.0012

4.1.5试验力值测量结果的不确定度分量合成

上述试验机、试验机检定仪、引伸计和试验软件所引起的四个不确定度分量相互独立,彼此不相关,

故其合成不确定度为:

u rel（F P0.2）=

u rel（F eH）=u rel（F eL）=u rel（F m）

经试验测定: F P0.2=27.304KN,F eH=27.407KN, F eL=25.303KN, F m=37.547KN. 故:

u（F P0.2）=27304×0.01353=369.43N

u（F eH）=27407×0.00625=171.30N

u（F eL）=25303×0.00625=158.15N

u（F m）=37547×0.00625=234.67N

4.2试样原始横截面测量的不确定度分量

4.2.1测量所使用的量具误差所引入的不确定度分量

试样圆形横截面直径d采用0～150 mm游标卡尺测量，极限误差为±0.02 mm，也服从均匀分