金属材料抗拉强度测量不确定度评定
金属材料的抗拉强度 断后伸长率和断面收缩率的不确定度评定
测量不确定度的评定报告一、金属材料抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率的试验概述试验采用万能材料试验机， 依据 GB ／T228.1-2010《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》，对螺栓在室温下进行试验，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9次。
测得抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率。
二、抗拉强度不确定度的评定：数学模型：()Rmv u rep u Fm u Rm u rel rel rel crel 222)()()(++=式中：Rm —— 抗拉强度； Fm —— 最大力； rep —— 重复性；Rmv ——拉伸速率对抗拉强度的影响；使用9个试样得到测量数值，结果见表1，试验标准偏差按贝塞尔公式计算：式中：批准/日期： 审核/日期： 制定/日期：测量不确定度的评定报告表1 重复性试验测量结果序号 抗拉强度 Mpa断后伸长率 %断面收缩率 %1 1344.7 6.9 52 2 1345.5 6.8 513 1346.6 6.8 514 1346.7 7.2 515 1347.0 7.1 526 1349.3 7.2 527 1354.5 6.9 538 1356.8 7.2 539 1360.4 7.1 51 平均值 1350.2 Mpa 7.02 % 51.78 % 标准偏差 5.64 Mpa 0.172 % 0.833 % 相对标准偏差0.418%2.45%1.609%2.1 A 类相对标准不确定度分量的评定： 评定三个试样测量平均值的不确定度： )(rep u rel =3%418.0=0.241 %2.2 最大力Fm 的B 类相对标准不确定度分量 )(Fm u rel 的评定： 试验机测力系统示值误差带来的相对标准不确定度)(Fm u rel 1.0级的拉力试验机示值误差为±1.0% ，按均匀分布考虑则 )(Fm u rel =3%0.1=0.577 %2.3 拉伸速率影响带来的相对标准不确定度分量)(Rmvu rel 试验得出，在拉伸速率变化范围内抗拉强度最大相差10Mpa,所以，拉伸速率对抗拉强度的影响是±5Mpa,按均匀性分布考虑：)(Rmv u =35= 2.877 )(Rmv urel =2.1350877.2= 0.21%批准/日期： 审核/日期： 制定/日期：测量不确定度的评定报告2.4 抗拉强度的合成相对不确定度：()Rmv u rep u Fm u Rm u rel rel rel crel 222)()()(++==222%)21.0(%)577.0(%)241.0(++=0.66 %2.5 抗拉强度的扩展相对不确定度： 取包含概率p = 95%，按k =2: )(*)(m m R u k R U rel rel ==2X0.66%=1.32%三、断后伸长率不确定度的评定：数学模型：断后伸长（Lu-Lo ）的测量应准确到±0.25mm 。
金属拉伸试验测量不确定度评定方法
金属拉伸试验抗拉强度测量不确定度评定报告编制人：何去何从日期：2012.3.12四川宜宾普什铸造公司检测中心1 引言抗拉强度是金属材料的重要力学性能指标。
根据JJF1059-1999《测量不确定度评定和表示》及CNAS-GL05《测量不确定度要求的实施指南》,对同炉浇注的康明斯NG4缸体单铸试棒HT300(Φ20)的抗拉强度测量的不确定度进行了评定。
1.1试验依据：金属材料拉伸试验检测标准GB /T228.1-2010《金属材料室温拉伸试验方法》，1.2被测对象：康明斯NG4缸体,HT300，圆形试棒，试棒标称原始直径20mm。
1.3测量仪器：KQP-1000B型万能材料试验机(计量检定合格为 1 级,示值相对最大允许误差±0.30 %) ，计量检定合格的数显0～150 mm 游标卡尺。
1.4环境要求：试验一般在10～30℃的室温中进行,对温度要求较高的试验室温应控制在23±5℃,本试验在20℃条件下进行。
2 建立数学模型根据拉伸试验抗拉强度R m计算公式：Rm =2 4dFmRm——抗拉强度，MPaFm—最大试验力，KN；d—试棒原始直径，mm。
3 测量不确定度来源分析测量不确定度通常由测量过程的数学模型和不确定度的传播律来评定。
根据数学模型及试验条件，本试验考虑的不确定度来源及评定方法见表1。
π的不确定度可通过取适当的有效位而忽略不计，本试验中π取3.14159。
表1 不确定来源及评定方法4.1重复性引入的不确定度u rep( R m)相同一条件下,在KQP-1000B试验机上,按照GB/T228.1-2010标准连续测定8个同炉浇注的试棒，可认为是重复测定同一试样,测量结果列入表2 。
由表2可得：试样原始直径的样本均值d0 = 19.94mm ,最大力的样本均值Fm=94.01 KN ,抗拉强度样本均值R m =301 MPa ,据标准差计算公式，可算出本次试验的 u rep ( R m ) =3.00MPa .表2 原始直径d0、最大力Fm和抗拉强度Rm抗拉强度重复性测量引入的相对标准不确定度为：%997.0%10030100.31=⨯=u4.2试样直径测量引起的不确定度分量的评定圆柱形试样的标称直径d 0 为20 mm ,用0～150mm 数显游标卡尺测量。
抗拉强度测量结果的不确定度评定
抗拉强度测量结果的不确定度评定1、测量依据GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》2、试验设备电子万能试验机，型号：QJ212，（0～200）kN，准度度等级：0.5级。
数显卡尺，（0～150）mm，分度值0.01mm。
3、数学模型R m=F m a×b式中：R m——抗拉强度，MPa；F m——试样在屈服阶段之后所能抵抗的最大力，N；a——试样厚度，mm；b——试样宽度，mm。
4、抗拉强度不确定度分量的来源拉力引起的不确定度分量u1﹔试样厚度引起的不确定度分量u2﹔试样宽度引起的不确定度分量u3﹔抗拉结果的重复性引人的不确定度u4﹔数据修约引起的不确定度分量u5。
5、标准不确定度分量的评定5.1 拉力引起的不确定度分量u1依据QJ212电子万能试验机电子万能试验机的检定证书提供准度度符合0.5级，则其相对标准不确定度为：u rel1=0.5%。
5.2 试样厚度引起的不确定度分量u2根据数显卡尺的校准证书提供测量结果不确定度U=0.01mm，k=2，则：u2=U2=0.005mm同一试样测量3次数据为5.05mm、5.04mm、5.00mm，取3次结果的算数平均值5.03mm 为测量结果。
其相对标准不确定度为：u rel2=u√3×5.03=0.06%5.3 试样宽度引起的不确定度分量u3由于宽度测量同厚度测量使用同一设备，那么：u3=u2=0.005mm同一试样测量3次数据为19.82mm、19.69mm、19.88mm，取3次结果的算数平均值19.80mm为测量结果。
其相对标准不确定度为：u rel3=u √3×19.80=0.01%5.4抗拉结果的重复性引人的不确定度u 4同一块板材上按同一方向均匀截取10片试样进行抗拉试验，所有试样的切割边缘统一进行去硬化处理以消除样品制备对抗拉强度的影响。
进行抗拉试验，结果如下：580MPa 、 585MPa 、585MPa 、590MPa 、580MPa 、 590MPa 、 580MPa 、590MPa 、590MPa 、590MPa 。
金属材料的抗拉强度断后伸长率和断面收缩率的不确定度评定
金属材料的抗拉强度断后伸长率和断面收缩率的不确定度评定抗拉强度是指材料在拉伸过程中抵抗拉力的能力。
对于金属材料的抗拉强度，其不确定度评定主要包括以下几个方面：1.采样样品选择不确定度：抗拉强度是对材料整体性能的反映，因此选取样品时需要考虑材料的均匀性和代表性。
样品的几何形状、尺寸和制备工艺等都会对抗拉强度的测试结果产生影响。
2.设备精度不确定度：抗拉强度测试需要使用专用的拉伸试验机，该设备的精度对测试结果会产生影响。
因此，在开展抗拉强度测试时需要校准设备，并确保测试设备的稳定性和准确性。
3.试验过程中的操作不确定度：抗拉强度的测试需要在一定的试验条件下进行，包括温度、速度等方面的控制。
试验中操作人员的技术水平和经验也会对抗拉强度测试结果的准确性产生影响。
4.统计分析方法的不确定度：抗拉强度的测试结果需要进行统计分析，并计算平均值和标准差等统计参数。
统计分析方法的选择和数据处理的准确性会对抗拉强度的不确定度评定产生影响。
以上是抗拉强度的不确定度评定的主要方面，通过合理的样品选择、设备校准和操作规范等措施可以降低抗拉强度测试的不确定度。
断后伸长率和断面收缩率是评估材料的延展性和塑性的重要指标。
对于断后伸长率和断面收缩率的不确定度评定，主要包括以下几个方面：1.断裂形态的不确定度：断后伸长率和断面收缩率是在材料断裂后对样品进行测量得到的。
在实际测试中，材料的断裂形态受到多种因素的影响，包括材料组织、应力状态、试验温度等。
因此，在进行断后伸长率和断面收缩率测试时，需要结合材料的断裂形态进行评估，以减小测试结果的不确定度。
2.测试方法的不确定度：断后伸长率和断面收缩率的测试需要依靠一定的试验方法和设备。
测试方法的选择和设备的精度会对测试结果产生影响。
因此，在进行测试时需要选择适合的测试方法，并确保测试设备的准确性和稳定性。
3.试验数据的处理不确定度：断后伸长率和断面收缩率的测试结果需要进行数据处理和统计分析。
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(AF)+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 510.0234.425%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 424.026.02)(==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 23.034.0==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。
金属材料抗拉强度测量不确定度的评定
表 中 试 验 标 准 偏 差 按 贝 塞 尔 公式 计 算 ：
电子数显卡尺，ｏ －ｔ Ｓ ０ ｎ ｍａ ， 允差 ： ± ０ ． ０ １ ｍｍ 检定合格 １ ． ３试验 依据 ： 按照 ＧＢ ／ Ｔ ２ ２ ８ － ２ ０ １ ０《 金属材料 室温拉伸试验方法》 Ｊ Ｊ ＧＩ ３ ９ －１ ９ ９ ９ 《 拉力、 压力和万能试验 机检定 规程》 １ Ｉ Ｆ １ ０ ５ ９ —１ ９ ９ ９ 侧 量不确定度评定与表示》 １ ． ４试 验 条件 ： 宅温 ２ ４ Ｒ Ｚ ２ ． 数学模型
给 出测 量 不确 定 瘦 在 游 验结 果 中的 表 示 方 法 。
关键词 ： 拉伸试验： 测 量不确定度； 标准 不确定度 ； 扩展不确定度
１ ． 试 验 说 明
方 法 进 行 抗 拉 强 度 试验 ， 根 据 数学 计 算 模 型 （ １ ） 得到 １ ０个 试 样 抗 拉 强度 的
量数据如下： 表３ １ ≠ ≠ 和６ ≠ ≠ 试 样 直径 测 量 值
试 样 编 夸 ＼ ｌ ２ ｌ ３ ４ ５ ６ 平 均 值
ｌ 并 ９ ． ｇ ９ ９ ． ９ ８ Ｊ ９ ． ９ ／ ＂ ９ ． ９ ７ ９ ． ９ ７ １ Ｏ ． ０ ０ ９ ８
测 量 列 。 测 量 结 果 见表 １ 。
１ ． １被 测 对 象 ： ２ Ｃｒ １ ３试样 抗 拉 强 度 指 标 Ｒｍ 测 量 结 果 的不 确 定 度 １ ． ２试 验 所 用 仪 器 ： 液压 万能材料试验 机 ， 型 号： Ｗ Ｅ一 ３ ０ ， 最 大 试 验 力 ３ ０ ０ Ｋ Ｎ， 允差± １ ％； 该试验机用 ０ ． ３级 标 准 计 按 ｊ Ｊ Ｇ１ ３ ９ － １ ９ ９ ９《 拉 力、 压 和 万 能 试 验 机 检 定 规程 》 检 定 合 格
拉伸试验测量结果不确定度评定
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MPa断后伸长长度mm断后伸长率A%断面收缩率Z% a b1 260 475 260 312 259 472 2583 255 468 2564 259 477 2595 259 470 2606 262 470 2617 260 470 2598 262 470 2639 262 475 262 10263 474 263 平均值标准差S j相对标准偏差%%%%%抗拉强度不确定度评定 数学模型 R m=F m /Sou rel R m= )()()()(20222mvrelrelmrelrelR 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=3S＝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=R3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 relF mu relF m=)()()(322212F u F F u rel relrelu++=% 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)(mvrelR 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 Rmv=887.235=u rel R mv =%611.01.472887.2= 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 rel rep 测量重复性 % u rel F m最大力 %试样原始面积 % u rel R mv拉伸速率%ucrelR m=)()()()(20222mvrel 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·uc rel R mU rel R m＝2·%＝%上屈服强度不确定度评定 数学模型R m=F eH /Su rel R Eh= )()()()(20222mHvrelreleHrelrelRu 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=3S＝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=R3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 Eh3=%4最大力的相对标准不确定度分项u relF eHmu rel F eHm=)()()(eH32eH22eH12F u F F u rel relrel 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 rel1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＝%2.2.4拉伸速率影响带来的相对标准不确定度分项)(eHvrelRu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 ReHv=887.235= u rel R eHv =%611.01.472887.2= 2.2.5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 rel rep 测量重复性 % u rel F eH最大力 %试样原始面积 % u rel R eHv拉伸速率%u rel R Eh= )()()()(20222eHvrelreleHrelrelRu S u F u rep u +++＝2222%)611.0(%)578.0(%)620.0(%)517.0(+++ ＝%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 rel R eH ＝k·ucrelR eHU rel R eH＝2·%＝%规定塑性延伸强度不确定度评定 数学模型 =Su rel = )()()()(2.02022.022Hvp relrelp relrelRu S u Fu rep u +++式中：—规定塑性延伸强度 —规定塑性延伸力S 0—原始横截面积rep—重复性—拉伸速率对上屈服强度的影响 2.3.1 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=3S＝3%859.0=%2.3.2规定塑性延伸力的B 类相对不确定度分项u rel 的评定 1试验机测力系统示值误差带来的不确定度u rel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=R3计算机数据采集系统带来的相对标准不确定度u rep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 =% 4引伸计带来的相对标准不确定度u rel规定塑性延伸力是按如下方法得到的：在力－延伸曲线图上,划一条与曲线的弹性直线段部分平行,且在延伸轴上与此直线的距离等效于规定塑性延伸率%; 此平行线与曲线的交截点给出相应于所求规定塑性延伸强度的力;由于无法得到力－延伸曲线的数学表达式,我们不能准确地得到引伸计测量应变的相对标准不确定度u rel △L 与力值的相对标准不确定度u rel 之间的关系;为得到两者之间的近似关系,通过交截点与曲线作切线,与延伸轴的交角为a;则引伸计测量应变的相对标准不确定度u rel △L 与引伸计对力值带来的相对标准不确定度u rel 近似符合下式：u rel =)(tan L u a rel∆•1级引伸计的相对误差为匀分布考虑;u rel =%577.03%0.1=在实际操作中 角与坐标轴的比例有关,L F a ∆∆=tan 本例中在交截点0≈∆∆LF则u rel ＝u rel △L 0≈∆∆L F规定塑性延伸力的相对标准不确定度分项u relu rel=)()()()(p0.242p0.232p0.222p0.212Fu Fu FF u relrelrelrelu+++=%2.3.3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 rel1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＝%2.3.4拉伸速率影响带来的相对标准不确定度分项)(2.0vp relRu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 =887.235= u rel =%611.01.472887.2=2.3.5规定塑性延伸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 rel rep 测量重复性 % u rel规定塑性延伸力 %试样原始面积 % u rel拉伸速率%u rel R p= )()()()(2.02022.022vp relrelp relrelRu S u Fu rep u +++＝2222%)611.0(%)578.0(%)620.0(%)496.0(+++ ＝%2.3.6规定塑性延伸强度的相对扩展不确定度取包含概率p=95%,按K＝2 U rel R p ＝k·uc rel R pU rel R p＝2·%＝%断后伸长率不确定度评定 数学模型A――断后伸长率 L 0――原始标距L u――原始标距断后伸长L u―L 0的测量精确到±;在测定不确定度时公式表达为：L ∆与L 0彼此不相关,则：u relA= )()()()(20222off u L u L u rep u relrelrelrel++∆+ 类相对标准不确定度分项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=3S＝3%079.3=%2.4.2原始标距的B 类相对不确定度分项u rel L 0的评定根据标准规定,原始标距的标记L 应准确到±1%;按均匀分布考虑3,则：u rel L 0＝3%1＝% 2.4.3断后伸长的B 类相对标准不确定度分项u rel L ∆的评定断后伸长L u―L 0的测量精确到±;本试验平均伸长为,按均匀分布考虑k=3,则：u rel L ∆＝3598.1525.0⨯＝% 2.4.4数字修约带来的相对标准不确定度分项u rel off断后伸长率的修约间隔%;按均匀分布考虑,修约带来的相对标准不确定度分项：u rel off＝%05.3132%5.0⨯⨯＝% 2.4.5断后伸长率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 平均值 u rel rep 测量重复性 % %u rel L 0试样原始标距 % 0L ＝50mm断后伸长 % L ∆＝u rel off修约%相对合成不确定度：u relA= )()()()(20222off u L u L u rep u relrelrelrel++∆+ ＝2222%)465.0(%)577.0(%)925.0(%)778.1(+++ ＝%2.4.6断后伸长率的相对扩展不确定度 取包含概率p=95%,按K＝2 相对扩展不确定度 ()()%274.4%137.22=⨯=⨯=A u k A Urelrel断面收缩率不确定的评定 数学模型Z――断后伸长率 S 0――原始横截面积S u――断后最小横截面积 公式中S u 不独立,与S 0相关性显着;近似按S 0与S u相关系数为1考虑;符合下式关系： c u Z= )()(),(2202off u rep u S S u relrel u rel ++ 类标准不确定度u rep,故应除以3 u rep= %580.03%005.13==S 2.5.2原始横截面积S 0 的相对标准不确定度分项()0S u 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 rel1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 ＝% 试样公称面积10190⨯=S ＝190mm 22.5.3断裂后横截面积的标准不确定度()U S u 分项标准中规定断裂后最小横截面积的测定应准确到±2%,按均匀分布考虑： 根据计算断后缩径处最小直径处横截面积平均为=uS 2.5.4数字修约带来的相对标准不确定度分项u off根据GB/金属材料 第1部分：室温拉伸试验方法,第22条中的规定,断后伸长率的修约间隔1%;按均匀分布考虑,修约带来的相对标准不确定度分项：u rel off＝32%1⨯＝% 2.5.5断后伸长率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 平均值 u rep测量重复性 % % u S 0 试样原始横截面积0S ＝ 断裂后横截面积u S ＝ u off 修约 % ()()u u u c S u S S u S S S S u •-•=002001),(=163.1196.1921098.1196.192404.982•-• =%c u Z= )()(),(2202off u rep u S S u relrel u rel ++ =()()()222%289.0%580.0%313.0++ =%2.5.6断面收缩率的相对扩展不确定度 取包含概率p=95%,按K＝2 相对扩展不确定度 ()()%438.1%719.02=⨯=⨯=Z u k Z U c 3 相对扩展不确定度汇总抗拉强度U r e l R m 上屈服强度U r e l R e H规定塑性延伸强度U rel R p 断后伸长率()A U rel 断面收缩率()Z U rel % % %。
金属材料抗拉强度测量不确定度
金属材料抗拉强度测量不确定度的评估1、概述1.1测试方法：GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第一部分：室温试验方法》1.2测试环境：依据方法要求室温10~35℃，相对湿度≤85%。
1.3测试设备：WEW-600B微机屏显示液压万能试验机；0~150mm带表卡尺；DX-400标距仪；1.4测试对象：横截面积为圆形的棒材试样2、测量模型(1)(2)式中：——抗拉强度；——最大力；——原始横截面积；——测量重复性；——拉伸速率对抗拉强度的影响；3、标准不确定度分量的评估3.1测量重复性引入的相对标准不确定度=0.443%以三个试样的测量值的平均值作为重复性的不确定度：=0.256%3.2最大力引入的相对标准不确定度3.2.1万能试验机测力系统示值误差代理的相对标准不确定度1.0级的万能试验机的示值最大允许误差为±1.0%，按均匀分布考虑，则0.577%3.2.2标准测力仪的相对标准不确定度使用0.3级标准测力仪对试验机进行校准，重复性R=0.3%，可视为重复性极限，用极差法进行评估，n=3，C=2.83。
其相对标准不确定度为：=0.106%3.2.3最大力的相对标准不确定度=0.587%3.3、原始横截面积引入的相对标准不确定度测量原始横截面积时，根据GB/T228.1-2010 附录D.4的要求，测量每个尺寸应准确到±0.5%，按均匀分布考虑，则直径d引入的相对标准不确定度为：=0.289% 由横截面积公式，可得：=2×=0.578%3.4拉伸速率影响引入的相对标准不确定度试验得出，在拉伸速率编号范围内，抗拉强度最大相差10MPa，所以拉伸速率对抗拉强度的影响为±5MPa，按均匀分布考虑，则：=2.887MPa=0.376%45、相对合成不确定度=0.94%6、抗拉强度的相对扩展不确定度取置信概率p=95%，包含银子k=2，则：=1.9%。
国检检测金属抗拉试验不确定度评定
1、 概述1.1 测量方法：依据GB/T228 2002《金属材料室温拉伸试验方法》。
1.2 环境条件：室温10~35℃。
1.3 检测所用的仪器设备:WES-600C 屏显万能材料试验机，千分尺（0~25mm ）。
1.4 被测对象：螺杆机加工试样直径 12.70mm ，标距长度50mm 。
1.5 测量过程：利用电子万能试验机进行拉力试验，以受控的速率施加轴向力并测量拉断试棒所需的 最大试验力（F m ）。
抗拉强度（R m ）等于试验过程中的最大试验力F m 与试棒原有截面积S 0 之比。
2、 数学模型mm 0F R =S 式中：R m ——抗拉强度，2N/mm0S ——原始横截面积，2mmm F ——最大试验力，N 3、 输入量的标准不确定度评定 3.1 输入量的标准不确定度m u(F )的评定输入量m F 的不确定度来源主要由以下两部分构成： a ） 试验机示值误差引起的标准不确定度分项 m1u(F )；b ） 试验机借助于0.3级标准测力仪进行校准或检定，该标准源引起的标准不确定度分项 m2u(F )3.1.1试验机示值误差引起的标准不确定度分项m1u(F )的评定根据电子万能试验机校准证书给出的相对示值误差W 0.6%≤± ，估计为均匀的分布，取包含因子k=，采用Ｂ类方法进行评定，则标准不确定度为：1()0.0035m a u F k === 估计11()()m m u F u F V 为0.10，按公式计算自由度为：12121()111[]502()2(0.10)m m F m u F v u F -==⨯=V3.1.2 标准测力仪引起的标准不确定度分项m2u(F )的评定根据电子万能试验机校准证书给出的标准测得的不确定度 U=0.2%，k=2，采用 B 类方法进行评定，则标准不确定度为：20.002()0.0012m U u F k === 估计22()()m m u F u F V 为0.10，按公式计算自由度为：22222()111[]502()2(0.10)m m F m u F v u F -==⨯=V 3.1.3输入量的标准不确定度的计算输入量的标准不确定度为：22212()()()m m m u F u F u F =+则()0.0036m u F == 3.1.4输入量的标准不确定度有效自由度的计算 1244444412()0.003650()()(0.0035)(0.001)5050mm m m F m m F F u F v u F u F v v ===++3.2 输入量S 0 的标准不确定度u （S 0）的评定输入量S 0 的不确定度主要来源由以下两部分构成：a ） 圆棒试样直径测量使用的千分尺示值校准结果引起的标准不确定度分项1()u d ；b ） 检测人员测量直径的重复性引起的标准不确定度分项2()u d 。
金属材料抗拉强度和断后伸长率的测量不确定度评定研究
金属材料抗拉强度和断后伸长率的测量不确定度评定研究摘要：抗拉强度是金属在静拉伸条件下的最大承载能力，断后伸长率是断裂后标距的伸长与原始标距的之比的百分率，是金属材料的最主要力学性能指标。
根据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》，对ISO 6892-1:2016 《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》中抗拉强度和断后伸长率A的影响因素进行了分析,对测量不确定度的主要分量进行量化,评定了抗拉强度和断后伸长率A的测量不确定度。
关键词：金属材料；不确定度；室温拉伸试验；抗拉强度；断后伸长率1 引言所有零部件以及产品在使用过程上往往会受到外力的作用，因此要求金属材料必须在一定程度上具有承受机械载荷而不超过允许变形或破坏的能力，我们把这种能力称为金属材料的力学性能。
室温拉伸试验方法是目前使用最普遍的力学性能的试验方法。
为了更有效地使用和分析金属材料，我们需要了解材料的力学性能以及影响力学性能的主要因素。
试样制备方法、检测设备和仪器、测试方法和结果的处理都会影响力学性能的测量结果，包括抗拉强度、屈服强度、规定塑性延伸强度、断后伸长率等。
分析各影响因素对力学性能合成标准不确定度的贡献，可以帮助我们找到主要因素，继而对这些主要因素进行控制和改进。
2 概述2.1测试设备(1)万能试验机：新三思CMT-5205微机控制电子万能试验机，精度：0.5级；(2)游标卡尺：广陆数显游标卡尺，测量范围：（0~150）mm，分辨力：0.01mm，不确定度：U=0.01mm（k=2）；(3)打点机：上海东星建材试验设备公司DD-II连续式标点机。
2.2 试验条件环境条件：室温（23±5）℃，湿度（20~80）%RH。
应变速率：根据标准ISO 6892-1:2016采用试验速率控制的方法A2进行基于横梁位移计算得到应变速率控制。
2.3被测对象热轧钢板t=40mm。
2.4试验方法及过程试验方法：ISO 6892-1:2016 《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》试验过程：确认环境条件是否满足标准要求，同时确认万能试验机、游标卡尺等设备是否处于有效校准周期内，是否处于正常使用状态。
金属材料拉伸试验测量结果不确定度分析
金属材料拉伸试验测量结果不确定度分析金属材料的拉伸试验是常用的实验方法，用于评估金属材料的力学性能。
在进行拉伸试验时，经常需要对测量结果进行不确定度分析，以确定测量结果的可靠性和精确度。
拉伸试验的测量结果通常包括材料的最大拉伸强度、屈服强度、延伸率等，这些参数对于评估材料的性能和使用范围至关重要。
由于各种因素的影响，拉伸试验的测量结果往往存在一定的不确定度。
测量仪器的精度和准确度是影响测量结果不确定度的重要因素。
如果测量仪器的精度较低或者存在系统误差，会导致测量结果偏离真实值，从而增大测量结果的不确定度。
在进行拉伸试验时，需要选择合适的仪器，并进行仪器校准和检验，以保证测量结果的可靠性。
操作人员的技术水平和操作方法也会对测量结果的不确定度产生影响。
在拉伸试验过程中，需要保证操作人员的技术水平高、严格按照操作规程进行操作，以减小人为误差的影响。
还需要注意对样品的处理、夹具的选择以及试验环境的控制等因素，以确保实验条件的一致性，减小不确定度。
样品本身的特性和试验条件也会对测量结果的不确定度有所影响。
金属材料的组织结构、化学成分、形状等特性会影响其力学性能的测量结果。
在进行拉伸试验时，需要对样品的制备、尺寸和形状进行控制，以减小试样之间的差异，提高测量结果的精确度。
测量结果的不确定度分析需要使用统计方法进行处理。
通常使用标准偏差或扩展不确定度等指标来评估测量结果的不确定度大小。
标准偏差是指测量结果与平均值之间的离散程度，扩展不确定度则是在标准偏差的基础上，考虑到其他因素的不确定度进行修正计算。
通过进行不确定度分析，可以评估测量结果的精确度和可靠性，并为后续的数据处理和结果分析提供依据。
金属材料拉伸试验的测量结果不确定度分析是确保测量结果可靠性和精确度的重要步骤。
通过选择合适的测量仪器、控制实验条件、操作规程以及使用统计方法进行不确定度分析，可以减小测量结果的不确定度，提高测量结果的可靠性和精确度。
金属材料抗拉强度测量不确定度
金属材料抗拉强度测量不确定度分析1．试验依据GB228—2002(金属材料拉伸试验方法)试验采用RGM-100型万能材料试验机，以20～30MPa/s 速率加荷直至将试样拉伸至断裂。
试样拉断时的最大力所对应的应力即为金属材料的抗拉强度。
2．钢材抗拉强度测量的影响因素根据钢材抗拉强度的计算公式为: 24dFπσ=（1) 式中：σ －抗拉强度，单位MPa （N/mm 2); F －拉力，单位 N; d －钢材直径，单位mm 。
对于钢材抗拉强度检测，只要温度在室温（25~35℃）附近变化不大，温度对试验结果的影响就可以忽略不计;另外，只要加荷速率控制在规范允许范围内（规范允许范围：10-30MPa/s;实际加荷速率：20—30MPa/s),加荷速率的影响也可以忽略不计。
能够对试验测试结果产生影响的因素主要有：重复测试（同一批试件在相同试验条件下重复测量结果的差异性）、试件截面积变化(归结为直径d 偏差）、荷载测量的精度以及测量结果的数据修约。
上述影响因素中,试件材质非均匀性直接表现在测量结果的数据变化上，属于A 类不确定度评定；其余影响因素都是由于影响量的误差而导致试验测试量的偏差，均属B 类不确定度评定.金属材料抗拉强度测量不确定度影响因素汇总于表1中。
表1 影响金属材料抗拉强度测量准确性的主要因素3．标准不确定度评定3。
1 样品不均匀性引起的标准不确定度R u从根据这10个测试数据进行钢材抗拉强度测量不确定度的评定,属于A 类不确定度评定，相应的测量不确定度称为重复测量不确定度R u ，可采用贝塞尔法按（2）式进行评定:R u ＝∑=--ni in n 12)()1(1σσ (2） 式中:n 为重复测量次数，σ i 为第i 次测量的材料强度测量值，σ为同一材料的试件强度各次测量结果的平均值。
按式（2）计算，重复测量导致的试件抗拉强度测量标准不确定度为：R u3。
2 试件尺寸导致的测量标准不确定度d u由于试件直径偏差导致的试件抗拉强度测量不确定度属B 类不确定度。
抗拉强度不确定度的评定
抗拉强度不确定度的评定1 被测对象评定2Cr13棒材抗拉强度指标的不确定度。
2 引用文献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 JJF 1103—2003 万能试验机数据采集系统评定 3 试验条件室温 10～35℃ 4 测量基准试验机的检定是按照JJG 139—1999 进行的。
使用0.3级标准测力仪进行拉伸试验机的检定。
5 测量过程使用济南新世纪试验机厂生产的DWD300型电子拉力试验机测定。
试验机为1级精度。
试样加工成采用Ф10，标距为50的的标准试样，按照GB/T 228—2002进行试验。
一共使用20个试样得到测量列。
6 评定结果的使用在符合上述条件的情况下可以直接使用本结果，其他在DWD300型电拉试验机测量抗拉强度不确定度的评定可以使用本方法。
7 数学模型Rm=S Fm =24d Fmπ()=Rm u rel ()()()()ffu S u F u rep u rel rel m rel rel 020222+++式中Rm 为抗拉强度； Fm 为最大力；S 0为原始面积； d 0为原始直径； rep 为重复性； off 为修约。
8 不确定度来源及评定方法本次不确定度考虑的因素见表1。
本次试验温度为20℃，温度效应修正及其引入的标准不确定度u t 可以忽略不计。
至于应变速率因为是在标准允许的范围内进行的所以未加以考虑。
其他因素如夹具、同轴度等因为影响较小且无法量化而忽略不计。
表1 不确定度来源及评定方法名称内容评定方法力值试验机的精度等级B 校验试验机所用标准测力仪的不确定 B 计算机数据采集系统带来的不确定度B 面积测量的重复性A 试样的大小头B 千分尺测量误差引入的不确定度B 重复性 抗拉强度的重复性 A 修约由于修约引入的不确定度B9 标准不确定度分量的评定9.1横截面积相对标准不确定度分量u rel (S 0)求S 0的不确定度可以转化为求d 0的不确定度。
金属材料拉伸试验测量结果不确定度分析
金属材料拉伸试验测量结果不确定度分析金属材料拉伸试验是评价材料性能的重要手段之一，通过对材料进行拉伸试验可以获取其力学性能参数，帮助工程师和科研人员了解材料的性能特点。
在进行实验测量时，不能避免地会存在一定的测量不确定度，而准确的不确定度分析对于研究结果的可靠性和准确性具有重要意义。
本文将针对金属材料拉伸试验测量结果的不确定度进行分析，以帮助读者更全面地了解测量结果的可靠性和准确性。
一、拉伸试验及其测量方法拉伸试验是通过对金属试样施加拉力，使其产生变形，从而根据应力-应变曲线获得材料的力学性能参数。
在进行拉伸试验时，通常会使用万能试验机进行测量，通过对试样施加拉力并测量外部载荷和试样位移来获取拉伸应力和应变数据。
在拉伸试验测量过程中，通常会面临一些测量不确定度的影响因素，例如试样制备的误差、试验操作的误差、测量设备的精度等。
这些因素都会对最终的测量结果产生一定的影响，我们需要进行不确定度分析，以评估测量结果的可靠性。
二、不确定度的评定方法不确定度的评定首先需要考虑的是标准偏差，标准偏差是指一组数据离散程度的度量，通常使用样本标准偏差来评定数据的离散程度。
还需要考虑测量设备的精度，包括万能试验机的位移传感器的精度、外部载荷传感器的精度等。
还需要考虑实验操作的误差，例如试样制备的误差、试验过程中操作的误差等。
在进行不确定度评定时，可以利用均方根误差法对不确定度进行估计，具体步骤包括：首先计算出每个影响因素的标准偏差，然后将各影响因素的标准偏差平方相加，最后取平方根作为总的不确定度。
通过这种方法可以综合考虑各种影响因素对测量结果的影响，得到可靠的不确定度评定结果。
三、实例分析以某金属材料为例，对其进行拉伸试验，并通过万能试验机获取了相应的力-位移数据。
接下来对这组数据进行不确定度分析，以评估测量结果的可靠性。
我们需要计算出力-位移数据的标准偏差，然后考虑测量设备的精度，最后考虑实验操作的误差。
通过均方根误差法得到的不确定度为0.02，这表明测量结果的可靠性较高。
不确定度评定(金属材料抗拉强度)
金属材料抗拉强度测量结果的不确定度评定一、 概述1.1 目 的评定金属材料抗拉强度测量结果的不确定度。
1.2 检测依据的标准GB/T228—2010《金属材料 室温拉伸试验方法》。
1.3 检测使用的仪器设备微机控制电子万能试验机，型号：WDW-E100，允差：±1％； 千分尺，型号：0-25mm ，允差：±0.01mm ； 游标卡尺，型号：0-150mm ，允差：±0.02mm 。
1.4 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、宽度或直径，计算截面积S 0；然后用WDW-E100电子拉伸机以规定速率施加拉力，直至试样断裂，读取断裂过程中的最大力F m ，使用R m =F m /S 0计算出抗拉强度(R m )，在同一试验条件下，试验共进行10次。
二、数学模型以矩形横截面金属材料试样为例m m 0m =/=/()R F S F a b (1)式中：R m —抗拉强度，N/mm 2；F m —断裂过程中的最大力，N ； S 0—金属材料横截面积，mm 2； a —金属材料厚度，mm ； b —金属材料宽度，mm 。
三、不确定度来源金属材料抗拉强度R m 测量结果不确定度来源主要包括：(1) 厚度测量重复性引入的标准不确定度u A1，采用A 类方法评定； (2) 千分尺误差引入的标准不确定度u B1，采用B 类方法评定； (3) 宽度测量重复性引入的标准不确定度u A2，采用A 类方法评定；(4) 游标卡尺误差引入的标准不确定度u B2，采用B 类方法评定； (5) 最大力测量重复性引入的标准不确定度u A3，采用A 类方法评定； (6) 拉力机示值误差引入的标准不确定度u B3，采用B 类方法评定； (7) 测量结果数据修约引入的标准不确定度u B4，采用B 类方法评定。
四、标准不确定度评定在同一试验条件下，金属材料抗拉强度R m 检测共进行10次，得到测量列如表1所示：表1 金属材料抗拉强度R m 检测原始数据表1中单次实验标准差使用贝塞尔公式计算：s =金属材料抗拉强度R m 由算术平均值根据式(1)计算给出：5729/1.32*10.54=414.97N/mm 24.1 厚度测量重复性引入的标准不确定度u A1根据表1中厚度检测的单次实验标准差计算结果得到，厚度测量重复性引入的相对标准不确定度u A1=0.0042mm4.2千分尺误差引入的标准不确定度u B1千分尺经上级计量部门检定合格，检定证书给出允差为±0.01mm，区间内服从均匀分布，包含因子k B1a B1=0.01mm，则标准不确定度u B1= a B1/k B1=0.01/3=0.0058mm4.3宽度测量重复性引入的标准不确定度u A2根据表1中宽度检测的单次实验标准差计算结果得到，厚度测量重复性引入的相对标准不确定度u A2=0.0083mm4.4游标卡尺误差引入的标准不确定度u B2游标卡尺经上级计量部门检定合格，检定证书给出允差为±0.02mm，区间内服从均匀分布，包含因子k B2a B2=0.02mm，则标准不确定度u B2= a B2/k B2=0.02/3=0.0116mm4.5最大力测量重复性的不重复引入的标准不确定度u A3根据表1中最大力检测的单次实验标准差计算结果得到，厚度测量重复性引入的相对标准不确定度u A34.6拉力机示值误差引入的标准不确定度u B3拉力机经上级计量部门检定合格，检定证书给出允差为±1%，区间内服从均匀分布，包含因子k B3a B3=1%，则标准不确定度u B3= a B3/k B3=0.01/3=0.00584.7测量结果数据修约引入的标准不确定度u B4根据GB/T228—2010《金属材料室温拉伸试验方法》中规定，对于本例中金属材料抗拉强度R m=414.97 N/mm2时，R m修约到1N/mm2，区间内服从均匀分布，包含因子k B4a B4=1/2=0.5N/mm2，则标准不确定度u B4= a B4/k B4=0.5/3=0.2887N/mm2列表给出不确定度汇总如下：表2 金属材料抗拉强度R m 测量不确定度汇总表五、合成标准不确定度评定对于直接测量，由于各输入量直接互不相关且数学模型中均为乘除关系，所以采用简化方法进行合成合成，如式(2)所示：c =u (2)式中： p i —各输入量的幂指数；r ()i u x —各输入量的相对标准不确定度。
金属材料拉伸试验测量结果不确定度分析
金属材料拉伸试验测量结果不确定度分析金属材料拉伸试验是工程材料力学性能测试中的一项重要内容，用于评估金属材料的力学性能和工程应用性能。
根据金属材料的拉伸试验测量结果进行不确定度分析，可以有效评估测量结果的可靠性和准确性，为进一步研究金属材料的力学性能提供可靠的数据支撑。
本文将从金属材料拉伸试验的原理、测量结果的不确定度分析方法和实际案例分析等方面展开，对金属材料拉伸试验测量结果不确定度进行深入探讨。
一、金属材料拉伸试验的原理金属材料的拉伸试验是一种常用的力学性能测试方法，它通过对金属试样施加拉伸载荷，使试样发生拉伸变形，测量应力和应变的变化规律，从而得到金属材料的拉伸性能指标。
在金属材料的拉伸试验过程中，通常会采用标准的试验设备和标准试验方法，以确保测试结果的准确性和可比性。
金属材料的拉伸试验过程中，需要测量的主要参数包括试样的尺寸、载荷和应变等。
在测量这些参数的过程中，如试样尺寸测量、载荷测量和应变测量等，都存在一定的不确定度。
这些不确定度可能来自于试验设备的精度、测量仪器的精度、操作人员的技术水平等多个方面。
对金属材料拉伸试验测量结果的不确定度进行分析是十分必要的。
二、金属材料拉伸试验测量结果的不确定度分析方法金属材料拉伸试验测量结果的不确定度分析是通过确定各种影响测量结果准确性和可靠性的因素，对不确定度进行量化评估，并给出不确定度的上限和下限范围。
对金属材料拉伸试验测量结果的不确定度进行分析，通常可以采用以下几种方法：1. 不确定度的评定不确定度的评定是指确定不确定度影响因素的种类和大小。
根据金属材料拉伸试验的具体情况，可以确定试验设备的精度、测量仪器的精度、操作人员的技术水平等不确定度来源，并对其进行评定。
评定不确定度的方法主要包括直接测量不确定度、间接测量不确定度和综合测量不确定度等。
2. 不确定度的计算不确定度的计算是通过各种不确定度的评定结果，利用合适的计算方法对不确定度进行计算。
金属材料拉伸试验测量结果不确定度分析
金属材料拉伸试验测量结果不确定度分析摘要：金属材料自身的化学成分及组织结构是其力学性质的主要决定性因素。
金属材料拉伸试验是材料力学性能试验组成的一个重要成分，可对材料自身力学性能有效地进行评价，得到了十分广泛的运用。
该方法具有简单、快捷及可靠等优势，能对材料自身具备的基本属性快速、准确地进行反映。
关键词：金属材料;拉伸试验;测量结果不确定度通常金属不确定度标准结果在数值表达上都保留一位或两位有效位数，因而在进行测定过程中可首先明确可能会影响不确定度的因素，判断其对不确定度的影响程度，然后对因素进行取舍。
金属不确定度计算时，如果计算数据为相对测量数据，那么在计算时可不需进行单位换算处理，在结果处理上便捷性和直观性更高，有利于对不确定影响因素进行取舍。
1方法与条件测定方法：根据GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验》的第1部分：室温试验方法进行。
环境条件：测试温度应在10℃和36℃之间，本试验选择温度为20℃;相对湿度不超过85%，本试验进行时相对湿度为79%。
测试对象：58SiMn 圆柱棒。
设备：CMT4205-20T电子万能材料试验机，标准测力计，千分尺。
2不确定度来源测量所得数值的四舍五入修约算法和测量仪器存在的不确定性是拉伸试验结构不确定性的主要因素。
由于有许多因素可能影响样品的均匀性，如采样表示和热处理均匀性，因此不能与测量系统的不确定性评估范围相适应。
3数学模型建立及相关试验拉伸强度测试的两个主要试验参数是试验机的拉力值和试样直径。
Rm=f （Fm，d）=4Fm/πd2，其中Rm表示拉伸强度N，Fm表示最大拉伸力N，d表示圆棒样品。
截面直径，mm。
主要的拉伸强度测试装置是测量力值的测试器，校准测试机器的测力计，以及测量样品长度的千分尺。
3.1 最大拉力值Fm的标准不确定度μ（Fm）最大拉力值Fm的不确定性的主要组成部分是试验机指示误差的不确定性和试验机的校准误差。
一方面，一部分不确定性的分项内容与试验机的读数误差有关。
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（ ． ｈ ｎ ｘ ｏ １ Ｓ ａ ｎ ｉＣ ｍｍｕ ｉａｉｎ ｅｈ ｉａ ｏｓ ｌ ｎ ｙＣ ．，Ｌｄ，Ｘ ’ ｒ７１０ ８，Ｃ ｉａ； ｎｃ ｔ ｓＴ ｃ ｎ ｌＣ ｎｕｔ ｃ ｏ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ａｔ ０ ６ ｈｎ
般采取对 日常开展检测 和校 准的测 试系统 和具有代 表性 的样 品
表 １ 影 响金属材料抗拉 强度测量准确性的主要因素
序号 １ ２ ３ 影响因素 重复测试 试件尺寸偏差／ ｍ ｍ 荷载测量偏差／ Ｎ 强度测量值数据修约／ Ｎ ｄ ｑ Ｂ类 代号 不确定 度类型 Ａ类
二 Ｊ
直径尺寸 出现在区间 （ ０ ０ ） ｍ（ ０ ０ ｍ） ｄ± ． ２ ｍ ａ＝ ．２ ｍ 内各 点 的 ຫໍສະໝຸດ ５ 不确 定度 分量 汇 总
金 属材料 试件 抗拉强度测量不确定度分量见表 ３ 。
表 ３ 金属 材 料试 件 抗 拉 强 度 测 量 不 确 定 度 分 ■ 汇 总表 ＭＰ ａ
ｎｍ ｃｐｒ ｒ ａｃ ｆｈ ｌ ｒ ｏ ｐ ｃ ｄｃｎｒｔ， Ｏａ ｒｖ ｅｔｅｒｆ ｅｃ ｒ ｈ ｒ ｅｔ ｆ ｌ ｒ ｏ ｐｃ ｄｃｎｒｔ． ａ ｉ ｅ ｏｍ ｎｅｏ ｅｒ ｌ ｍ ａｔ ｏｃｅ Ｓ ｓ ｏｐｏｉ ｅ ｎｅｆ ｅｐｏ ｃ ｏ ｌ ｍ ａｔ ｏｃｅｅ ｆ ｔ ｏ ｅｃ ｅ ｅ ｔ ｄ ｈ ｅｒ ｏｔ ｊ ｒ ｅｃ ｏ ｅ
ｎ ｔ ｅ ｎ ｏｕ ｉ ｃ ｍｅ ｔｖ ｌｍｅ，ｔｅ ｗ ｔｒｃ ｍｅ ｔ ａｉ ，ｔｅ ｌｒ ｅ ｔ ａｔ ｌ ｉｍｅｅ ｆｔｅ ｃ ａ ｓ ｇ ｒ ｇ ｔ ，ｔ ｅｍｉｉ ｇｔ ｈ ａｅ ｅ ｎ ｔ ｒ ｏ ｈ ａｇ ｓ ｒｉ ｅｄ ａ ｔｒｏ ｏ ｒｅ ａ ｇ ｅ ａｅ ｈ ｘｎ ｍｅ， ｎ ｈ ｏ ａ ｔ ｅ ｓｏ ｈ ｙ ｐ ｃ ｈ ｉ ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｃ ｎ ｓ ｎ ｔ ｅｄ
・
第３ ８卷 第 ２ ９期 １ ６ ・ ２０１２年 １０月 ４
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮ ＡＲＣ Ｔ Ｔ ＸＩ ＨＩ ＥＣ ＵＲＥ
Ｖｏ． ． ９ １３８ Ｎｏ ２ ０ｃ． ２ ２ ｔ Ｏｌ
文章 编号 ：０ ９６ ２ （ ０ ２ ２ — １ ６０ １０ —８ ５ ２ １ ）９ ０ ４ —２
Ｉ
１
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１４ ．５
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００ １ ５ｍ ．１ ｍ ５
（） ５
不确定度值
６ 金属 材 料抗 拉强 度测量 合成 标准 不确定 度
因为 ， ｕ ， 这 四个不 确定度 分量是彼 此独立 的 ， “ ，， ｕ 因此 金属材料抗拉强度测量合成标准不 确定度 ｕ 可 以按 照式 （３ 进 １）
金 属 材 料 抗 拉 强 度 测 量 不 确 定 度 评 定
潘 晓 龙
（ 新疆伊犁河流域开发建设 管理局 ， 新疆 乌鲁木齐 ８００ ３ ００）
摘
要： 通过对金属材料抗拉强度试验 ， 对在测量过程 中由重复测量 、 试件直径偏 差等因素所 引起 的钢材试件 抗拉强 度测量不确
定度进行 了分析评定 ， 为准确分析不确定度来源提供了依据。 关键词 ： 金属材料 ， 拉强 度 ， 抗 测量不确定度
其中 ， ｎ为重复测量次数 ； 为第 ｉ 次测量的材料强度测量值 ；
为测量结果的平均值。按式 （ ） ２ 计算 ， 测量标准不确定度为 ：
时， 温度 和加荷 速率对 检测结果 的影 响可 以忽略 不计 。然 而 ， 重 在实 际 工程 中， 场施 工 时 ， 续式 搅 拌机 拌 和时 间不 应 低 于 ［ ］ 方 现 连 ３
参考文献 ： 梁，０ ０ ６ ） ２ －５ ２ １ （ ４ ：１２ ． ［ ］ 祝海折． 续厂拌式碾压 混凝 土基层应 用技 术研 究 ［ ． １ 连 Ｄ］ 长 ［ ］ 张伟卿 ， ６ 洪柏钧． 碾压混凝土基层在清连 高速化 改造项 目的
沙： 长沙理 工大学硕 士学位论 文，０ ２ ２１．
Ｋｅ ｒ ｓ ｏｌｒｃ ｍｐ ｃ ｅ ｏ ｃ ｅｅ ｅ ． ｇｄ ｂ ｓ ，ｄ ｎ ｍｉ ｅｆ ｒ ａ ｃ ，ｗａｅ ｅ ｎ ａｉ ｙ ｗｏ ｄ ：ｒ ｌ ｏ ａ ｔ ｄ ｃ ｎ ｒ ｔ ，ｓ ｍｉ ｉ ａ ｅ ｙ ａ ｃ ｐ ｒｏ ｅ ｉ ｒ ｍ ｎｅ ｔ ｒｃ ｍｅ ｔ ｔ ｒ ｏ
收稿 日期 ：０ ２０ —７ ２ １ －８１ 作者简介 ： 潘晓龙（９ ８ ， ， １７ －） 男 助理工程师
霄
壅 ｌ 呈 ｌ ｌ
潘龙 属料拉度量确度定 晓 ： 材 抗 强 测 不 定 评 金
表 ２ 同 一 根钢 材 的不 同试 件 抗 拉 强 度 测试 结 果 ＭＰ ａ
Ｃ ＝ 为试件抗拉强度 对试件直径 ｄ的灵敏系数 ， ｄ 灵敏 系 数对式 （ ） １ 求偏导数可 以得到 ：
ＩＩ一３ 丽 ｌ－ Ｉ Ｉｄ 一ｌ ， ｎ＝
＝
（ 行计算 ： ６ ）
（） ７
取 ｏ＝ ｒｄ取标称 尺寸 ， ｒ ｏ， 代入式 （ ） ６ 中得 ：
ｃ ＝ ０２ Ｐ／ ｍ ｄ ５ ．９Ｍ ａ ｍ
中 图 分 类 号 ：Ｕ １ Ｔ ５ 文献标识码 ： Ａ
１ 测量 不确定 度 的定义
复测试 、 试件尺寸偏差 、 载测量偏 差及 测量结 果 的数 据修 约直 荷
测量不确定度按照评定 方法 可 以分 为测量 不确定 度 的 Ａ类 接影响试 验测 试结果 。影 响金属 材料抗 拉强度 测量 准确性 的 主 。 评定和测量不确定 度的 Ｂ类评 定。测量不 确定度 的 Ａ类 评定一 要因素见 表 １
ｌ —
— —Ｌ — ＿ ＿
４ ２ 试 件 尺寸 导致 的测量标 准不确定 度 ．
圆柱形钢 材试件直径 的偏差 为 ± ．２ｍ ００ ｍ。由于试件直 径偏 差导致的试件 抗拉强度测量 不确定度 属 Ｂ类不确定度 。
行评 定 ：
度 “ ６ 由钢 材抗 拉强 度的数值 修约规则可 以得 知 ， 数值 修约 的修约 间隔是 占 ５ＭＰ 。对金属试件抗拉强度 的测量数据进 行数值修 ＝ ａ
２ Ｓ ａ ｘ Ｔａ ｐ ｒ ｔ ｎＳｉ ｔ ｃ ｅ ａ ｈＡａ ｅ ｙ ａ ｕ ｎ０ ００ ， ｈｎ ） ． ｈ ｎｉ ｒｎ ｏｔ ｉ ｃ ｎｉ ｓ ｒ ｃｄｍ ，Ｔｉ ａ ３ ０ ６ Ｃ ｉ ｓ ａｏ ｅ ｆ Ｒ ｅｃ ｉ ｙ ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｏ ｉｉ ｇ ｗ ｔ ｅｆ ａｕ ｅ ｆ Ｉ ｏｌ ｒ ｏ ａ ｔ ｄ ｃ ｎ ｒｔ ，ｔｅ ｐ ｐ ｒａ ａｙ ｅ ｅ ｓ ｅ ｉ ｎ ，ａ ｄ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ｅｉ ｆ ｅ ｃ ｆ ｈ — ｓｒ ｃ ：Ｃ ｍｂ ｎ ｎ ｉ ｔ ｅ ｔ ｒ ｓｏ ｌ ｒ ｌ ｍｐ ｃ ｅ ｏ ｃ ｅ ｅ ｈ ａ ｅ ｎ ｌｚ ｓｔ ｐ ｃ ｍｅ ｓ ｎ ｅ ｅ ｒｈ ｓｔ ｎ ｕ ｎ ｅ ｏ ｅ Ｕ ｈｈ ｔｅ ｅｃ ｈ ｈ ｌ ｔ
预先评估 的。测量 不确定度 的 Ｂ类评定 主要来源 于校 准／ 检定证
书、 生产厂家的说明书 、 检验依据 的标准等 。
２ 试验 方 法
根据文献 ［ ］ 试 验采用 ＷＥ １０ Ａ型液压 式万 能材料 试验 １， 一０ ０
４
６
机， 加荷速率严 格控制在 ２ ａ ｓ ３ ａ ｓ 问， ＯＭＰ ／ 一 ０ ＭＰ／ 之 直到把钢筋 试样拉伸至断裂为止。此时， 产生的最大力所对 应 的应力 就是金
ｎ ＝～ ＋ ： ｕ ＋ ２ ／ Ｍ＋２ “ Ｆ ８
“ ＝ ．７ＭＰ ３ ７ ａ
（３ １）
（ ４ １）
（ ）３ ．０ ７ ：８４ ．
应 用［ ］ 建设机械技 术与管理 ，００ ７ ：３２ ． Ｊ． ２ １ （ ）２ —７
用［ ］ 公路 交通科技 ，０９ ５ ：１４ ． Ｊ． ２０ （ ） ４ —２
［ ］ 杨 士敏． 压混凝土的稠度特性和测量 方法［ ］ 公路 ，０ ０ ［ ］ 陈 艳． ２ 碾 Ｊ． ２０ ７ 碾压混凝土基 层在京 珠 高速 公路 扩建 工程 中的应
属材料的抗拉强度。
４ 标准 不确 定度评 定
４ １ 重复 测量 引起 的标 准 不确定度 ｕ ．
从同一根钢材上截取 １ ０个标 称直径 ｄ＝２ ２ｍｍ的 圆柱形试 件进行抗 拉试 验 ， １ 这 ０个试件的抗拉强度 的测试结果见表 ２ 。
３ 金 属材 料抗拉 强度 测量不 确定 度的 影响 因素
・７ １・ ４
堕
５９８ ｆ ５． ｊ ４ ． ｝ ５０３ ｆ ５ ． ｆ ５ ． ｆ ５ ． ｆ ５２４ ｆ ５５ １ ｆ ５９８ ｌ ５． ４． ５２４ ５７２ ６ ． ５７７ ５２４ ５５ １ ５． ５． ４． ５３２
ｌ！ ｌ
Ｌ
对 于偏差 为 －ａ的影 响量 的不确定度 ｕ ｘ ， Ｉ － （ ） 可按式 （ ） ４ 进 约所 引起 的抗拉强度测 量标 准不 确定 度 结果 如下 ：
ｕ ＝ ＝ ．９ ＝ ．９ｘ５＝１４ ａ ０ ２ ６ ０ ２ ．５ＭＰ （２ １）
ｕ ） ÷ （ ＝
（） ４
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｎ ｕ ｎ ｉ ｌｆ ｃｏ ｓ ｆ ｒ ｄ ｎ ｍｉ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｆｒ ｌ ｒ ｃ ｍ ｐ ｃ ｅ ｏ ｃ ｅ ｅ ｓ ａ ｃ ｎ ｉ ｆ ｅ ｔａ ａ ｔ ｒ ｏ ｙ ａ ｃ ｐ ｒｏ ｍ ｎ ｅ ｏ ｏ ｌ ｏ ｌ ｅ ａ ｔ ｄ ｃ ｎ ｒ ｔ
径， ｍｍ。
＿ ＾
／ｎ１ 一 ） （ ｔ 白＂ ｒ一 主ｏ （ ｉ
Ｕ ＝１２ ａ Ｒ ．４ＭＰ
（ ２ ）
（） ３
进行金属材料抗拉强度检测 时， 试验环境温度控 制在 １ ０℃一 ３ ５℃范 围内及实际加荷速率控制在 ２ ａｓ一 ０ＭＰ／ 范 围内 ０ＭＰ／ ３ ａｓ
根据金属材料抗拉强度 的计算公 式为 ：