对拉伸试验机抗拉强度测量结果的不确定度进行分析与计算

序号
试样直径 d (mm)
最大力 Fm (N)
抗拉强度 Rm (N/mm2)
1
10 .06
79 539
1 000 .7
2
10 .05
3
10 .06
4
10 .06
79 712 80 125 80 665
1 004 .8 1 008
1 014 .8
5
10 .04
80 177
1 012 .7
6
10 .07
式中 :uc(Rm)合成不确定度
Rm 抗拉强度
u(Fm)最大力的标准不确定度 Fm 最大力 u(S0)横截面积的标准不确定度 S0 横截面积 u(rep)对试样 进行测量重复 性引起的标 准不确定度分量
Rm 对试样进行重复测量的平均值
3 标准不确定度分量的评定
3 .1 对试样进行测量重复性引起的标准不确定度 分量
个相互垂直的方向测量直径 , 取其算数平均值 , 取用
三处测得的最小横截面积 。因此应除以 3 , 按均匀
分布考虑 , k = 3
则
:u(d)=0
.04mm 3· 3
=0
.01mm
则 :u(S0)=2u(d)=0 .026mm
urel(S0)=u(SS00)=0 .0026
4 合成相对标准不确定度的评定
⑵u(S0)横截面积 S0 的标准不确定度分量 。 3 .2 .1 最大力 Fm 的标准不确定度分量的评定
影响最大力的主要因素是示值误差带来的不确
定度 , 其次是标准测力仪带来的不确定度 。
⑴ 试验机示值误差带来的标准不确定度 u(F1)
1 .0 级的拉力试验机示值误差为 ±1 .0 %, 按均
匀分布考虑 k = 3 则
参考文献 [ 1] JJF 1059-1999 《测量不确定度评定与表示》 [ 2] JJG 139 -1999 《拉力 、压力和万能试验机检定规程》 [ 3] G B/ T 228 -2002 《金属材料 室温拉伸试验方法》
(收件日期 2006 -07 -10)
冀建新 工程师 计量检测中心理化科工作 电话 :3652746 1990 年毕业于四川广播电视 大学机械工 程专业 1999 年从 事 理化检测工作
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扩展不确定度 U95 =kpuc U95rel =2 ×0 .01 =2 ×10-2
6 考虑报告修约的扩展不确定度的评定
根据 GB/T228 -2002 标准中规定 , 在 >1 000N/ mm2 数值 范 围 中 , 修 约 间隔 10N/ mm2 。 在 抗 拉 强 度 1 010N/mm2 水平 , 按均匀分布 , 修约带来的相对标准 不确定主分量 :
0 .3 级标准测力仪 . 1 .3 被测对象
WES -600 拉 伸试验 机 , 配 置济南 试验机 厂的 T2002 通用试验机测量与控制系统 。 试验机为一级 精度 , 数字显示为 1N 。 1 .4 测量过程
在 室 温 10 ℃ ～ 35 ℃, 选 用 不 锈 钢 0Cr17Ni4Cu4Nb , 160 棒 材 , 加 工成 直径 10mm , 标 距 50 的螺 纹卡头标准试样 按 GB/T 228 -2002
Key Words:Uncertainty , Standard Uncertainty , Extended Uncertainty
引 言
拉伸试验机是对金属材料力学性能检验的重要 设备之一 , 在检验过程中 , 由于误差的存在 , 检测结 果必然存在着测量不确定度 。 我单位一台拉伸试验 机 , 经改造后配置了自动测试系统 , 设备的技术参数 发生了变化 , 现对这台拉伸试验机进行抗拉强度测 量结果不确定度进行评定 。
14
10 .08
15
10 .04
80 846 80 348 78 783
1 019 .1 1 006 .8 995 .1
16
10 .10
81 417
wk.baidu.com
1 016 .2
17
10 .09
80 400
1 005 .5
18
10 .10
81 711
1 019 .9
19
10 .09
20
10 .10
80 275 81 378
Abstract:The reasons for uncertainty of tensile strength result tested by tensile testing machine were analyzed, and the tested uncertainty of tensile strength was analyzed and calculated .
20 个试样测量得到结果见表 1 试样测量的特
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点是同一点不可能重复测量 , 单一试样结果为一个 数据 。采用 A 类方法进行评定 。
表 1 抗拉强度测量结果 Table 1 Test results on tensile strength
作者简介 :陈开忠 , 高级工程师 , 1968 年毕业于重庆钢铁工业学校化学分析专业 , 现供 职于攀钢集 团四川长 城特殊钢有 限 公司技术中心材料研究所
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(上接 37 页) 可以通过熔渣吸附去除掉 。 但 70 %CaF2 、30 %A l2O3 二元渣系不能润湿 Al2O3 , 通过熔渣去除 Al2O3 夹杂 较难 。 说明对于夹杂物要求很严的钢种 , 不能采用 70 %CaF2 、30 %Al2O3 二元渣系进行电渣重熔 。 我们 采用 60 %CaF2 、20 %A l2O3 、15 %CaO 、5 %MgO 四元渣
各不确定分量汇总如下 : urel(rep)=0 .007 urel(Fm)=0 .006 urel(S0)=0 .002 6
urel = u2rel(rep)+u2rel(Fm)+u2re l(S0)=0 .01
5 扩展不确定度的评定
取置信概率 p =95 % 按 kp =2
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1 003 .9 1 015 .7
实验标准偏差按贝塞尔公式计算 :
Rm
=1n
n
i∑=1Rmi
=1
008
.2N/mm2
Si =
∑(Rmi -Rm)2 n -1
=7
.06N/mm2
urel(rep)=u(Rremp)=0 .007
3 .2 B 类不确定度来源
⑴u(Fm)最大力 Fm 的标准不确定度分量 ;
u(FF11)=1
.0 %=0 3
.0058
⑵ 标准测力仪带来的标准不确定度 u(F2)
0 .3 级的标准测力仪相对而言标准不确定度为 0 .3 %, k =2 , 则 :
u(FF22)=0 .32 %=0 .0015
⑶ 最大力的相对标准不确定度 urel(Fm)
urel(Fm)= u(FFmm)=
u(F1) F1
2
+
u(F2) 2 F2
0 .00582 +0 .00152 =0 .006
3 .2 .2 横截面积的标准不确定度分量的评定 横截面积由下面公式(d 为试样的直径)计算 :
S0 =14 πd2 按其相对变化量的关系有 :
■S0 S0
=2
■d d
其相对不确定度的关系为 :
u(SS00)=2
80 141
1 006 .2
7
10 .06
80 801
1 016 .6
8
10 .07
9
10 .08
10
10 .04
11
10 .05
80 302 80 429 78 660 78 907
1 008 .3 1 007 .9 993 .6 994 .7
12
10 .04
80 175
1 012 .7
13
10 .05
系电渣重熔 , 使 HR-2 钢夹杂物级别达到技术标准 要求 , 可能 是渣中 CaO 起的作 用 。 前面已谈 到 , 高 配比 CaO 渣系 可以降 低熔速 , 获得细 小的金 属熔 滴 , 熔渣中 CaO 也可以通过物化吸附 作用 , 去除钢 中夹杂物 , 特别是 Al2O3 夹杂物的去除 。
进行标准试验 。 一共使用 20 个试样 , 得到一个测量 列 。 试样直径使用千分尺测量 。 1 .5 评定结果的使用
在室温条件下测量结果 , 一般可直接使用本不 确定度的评定结果 。
2 数学模型
Rm =FSm0
uc(RRmm)=
u(Fm) Fm
2
+
u(S 0) S0
2
+
u(rep) 2 Rm
Evaluation on Uncertainty of Tensile Strength Result Tested by Tensile Testing Machine
Ji Jianxin
Sichuan Chang cheng Special Steel Company , Pangang Gruop
图 1 熔渣能润湿夹杂物 图 2 熔渣不能润湿夹杂物 Fig 1 Slag with ability to moisten inclusion Fig 2 Slag without ability to moisten inclusion
从文献[ 2] 资料报道来看 , 无论是氟化钙渣系或 非氟化钙渣系熔渣都与 TiN 和 AlN 的接融角为 0。, 能完全润湿这些氮化物而被吸附去除掉 。从我们的 试验结果来看 , 渣系 CaO 配比达 到 15 %时 , 才能有 效吸附去除各类夹杂物(包括氮化物夹杂)。
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拉伸试验机抗拉强度测量结果不确定度的评定
冀建新
攀钢集团四川长城特殊钢有限责任公司
摘 要 :重点论述拉伸试验机抗拉强度测量结 果不确定度的来源 , 并对拉伸 试验机抗拉 强度测量结 果的不确 定 度进行分析与计算 。
关键词 :不确定度 标准不确定度 扩展不确定度
υd d
测量试样原始直径与断裂部位往往都不是吻合
的 , GB/ T228 -2002 表中除规定 了圆形拉伸试样直
径的尺寸 公差外 , 还规定直 径在 >6mm ～ 10mm 范
围 , 形状公差为 0 .04mm 。 因此 , 形状公差远远大于 测量仪器公差和其它条件的影响 。 按标准规定 , 对
于圆形横截面试样 , 应在标距的两端及中间三处两
urel(off)=10/1010 =0 .0057 3
urel = 0 .012 +0 .00572 =0 .0115 =1 .2 ×10-2
U95rel =2 ×1 .2 ×10-2 =2 .4 ×10-2
7 测量不确定度报告
在抗拉强度 1010N/mm2 水平 , 按规则修约 U95rel =2 .4 ×10-2
1 概述
1 .1 评定依据 JJF 1059 -1999《测量不确定度评定与表示》 JJG 139 -1999《拉力 、压力和万能试验机检定规
程》 GB/T 228 -2002《金属材料 室温拉伸试验方法》
1 .2 测量基准 拉伸 试验 机按 JJG 139 -1999 进行 检定 , 使 用
5 结论
通过电渣 重熔 试验研 究 , HR -2 钢采 用 60 %
CaF2 、20 %Al2O3 、15 %CaO 、5 %MgO 高 CaO 渣系电渣 重熔 , 能控制钢的熔化速度和对各类夹杂物产生吸 附作用 , 达到去除夹杂物的效果 。
(收件日期 2005 -10 -12)
参考文献 [ 1] 《电渣重熔炉冶炼》 [ 2] 《炼钢常用数据图表手册》