拉伸試驗結(jié)果的測量不確定度報告(gbt8)

1、拉伸試驗結(jié)果的測量不確定度評定1 試驗1.1 檢測方法依據(jù)GB/ T22&2002金屬材料 室溫拉伸試驗方法進行試樣的加工和試驗.1.2 環(huán)境條件試驗時室溫為25C,相對濕度為75%.1.3 檢測設備及量具100kN 電子拉力試驗機，計量檢定合格 , 示值誤差為± 1%；電子引伸計（精度 0.5 級）；0150 mm游標卡尺，精度0.02mm 50mm、可距的標距定位極限偏差為土 1%1.4 被測對象圓形橫截面比例試樣，名義圓形橫截面直徑10 mm。1.5 試驗過程根據(jù) GB/ T228-2002, 在室溫條件下，用游標卡尺測量試樣圓形橫截面直徑，計算 原始橫截面積，采用電子

2、拉力試驗機完成試驗，計算相應的規(guī)定非比例延伸強度RP0.2、上屈服強度Rh、下屈服強度Rl、抗拉強度R、斷后伸長率A及斷面收縮率乙2 數(shù)學模型拉伸試驗過程中涉及到的考核指標 R°.2, Rh, Rl, R,A, Z的計算公式分別為 R P0.2 = FP0.2 / S0（ 1 ）ReH=FeH/ S0（ 2）ReL= FeL/ S0（3）Rm=Fm/ S0（ 4）A=（LU-L 0）/ L0（ 5）Z=（S0-S ）/ S0（6）式中F P0.2規(guī)定非比例延伸力；FeH 上屈服力 ;FeL 下屈服力 ；Fm 最大力 ； LU 斷后標距 ；L0 原始標距 ；S0 原始橫截面積 ；Su

3、斷面最小橫截面積。3 測量不確定度主要來源試驗在基本恒溫的條件下進行 , 溫度變化范圍很小,可以忽略溫度對試驗帶來的 影響。3.1 對于強度指標,不確定度主要分量可分為三類 : 試驗力值不確定度分量、試樣原始橫截面積測量不確定度分量和強度計算結(jié)果修約引起的不確定度分量 .3.2對于斷后伸長率A,不確定度主要分量包含輸入量 L0和Lu的不確定度分量.3.3對于斷面收縮率Z,不確定度主要分量包含輸入量 S）和Su的不確定度分量.4 標準不確定度分量的評定4.1 試驗力值測量結(jié)果的標準不確定度分量4.1.1 試驗機誤差所引入的不確定度分量試驗所用試驗機經(jīng)計量部門檢定，示值誤差為土1%服從均勻分布，因

4、此可用 B類評定，置信因子k=73，置信概率100%故規(guī)定非比例延伸力、上屈服力、下屈服力、最大力的相對標準不確定度為：Ul,rel ( FP0.2) = U 1,rel ( FeQ = U 1,rel ( FeL> = U 1,rel ( Fm) =1%/ .3=0.00584.1.2試驗機力示值檢定儀器誤差所引入的不確定度分量試驗機是借助標準測力儀進行檢定的，不確定度為0.4%，符合正態(tài)分布，可用B類評定，置信因子k=2,置信概率為95.45%,其相對不確定度為：U2,rel( FP0.2)=U2,rel( FeH)=U2,rel(FeL)=U2,rel( Fm)=0.4%/ 2=0

5、.00204.1.3引伸計的誤差所引入的不確定度分量由于上屈服強度Rh、下屈服強度艮L、抗拉強度Rm的測定不需使用引伸計，故計算 這三個指標數(shù)據(jù)的不確定度分量時，不需計算由引伸計誤差所引入的不確定度分量. 試驗所用的電子引伸計經(jīng)計量部門檢定，示值誤差為土0.5%，服從均勻分布，因此可用B類評定，置信因子k=-、3，置信概率100%其相對標準不確定度為：U31,rel ( FpO.2)=0.5%/ '一 3 =0.0029 測量規(guī)定非比例延伸力所采用基準線的標準不確定度測量規(guī)定非比例延伸力時，首先要確定基準線，即拉伸試驗曲線的彈性直線段部 分，根據(jù)實際經(jīng)驗，它有2%勺偏差，故其相對標準不

6、確定度為：U32,rel ( Fp0.2)= 2% / '一 3 =1.155% 引伸計的誤差所引入的不確定度分量以上兩項不確定度分量彼此不相關(guān)，故合成不確定度分量為U3,rel ( FP0.2) =Uirel =U 31,rel 2 ( Fp0.2)+U32,rel 2 ( Fp0.2)f=0.0029 2+0.0115521/2 =0.0124.1.4試驗軟件所引入的不確定度分量試驗軟件數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所引入的相對不確定度為0.2%，服從均勻分布，因此可用B類評定.其相對不確定度為：U4,rel ( FpO.2)=U4,rel ( FeH=U4,rel ( FeL) =U4,rel (

7、 Fm) =0.2%/ '3=0.00124.1.5試驗力值測量結(jié)果的不確定度分量合成上述試驗機、試驗機檢定儀、引伸計和試驗軟件所引起的四個不確定度分量相互獨立 彼此不相關(guān)，故其合成不確定度為UrelFp0.2 二店 u2,rel 二+u2,冋2 +u4,rel2 二 Jo.00582 +0.00202 +0.00122 =0.00625J? = /2U i,rel = 丁5,佗| U2,rel U3,rel U4,rel0.00582 0.002C2 0.0122 0.00122 =0.01353Urel(FeH)= Urel= UrelFm )經(jīng)試驗測定:F P°.2=2

8、7.304KN,FeH=27.407KN, F eL=25.303KN, Fm=37.547KN.故:u ( Fp0.2)=27304X 0.01353=369.43Nu (FeH) =27407X 0.00625=171.30Nu (FeL) =25303X 0.00625=158.15Nu (Fm) =37547X 0.00625=234.67N4.2試樣原始橫截面測量的不確定度分量4.2.1測量所使用的量具誤差所引入的不確定度分量試樣圓形橫截面直徑d采用0150 mm游標卡尺測量，極限誤差為土 0.02 mm,也服從均勻分布,因此可用B類評定,置信因子k=J3，置信概率100%故u (d

9、°) =A/3=0.02 / -., 3=0.0115mm因此：u 1 (S0) = J(亙)2u2(d°)=丄兀 d)2u2(d°) =0.181 mmY 創(chuàng)0Y 24.2.2試樣原始尺寸測量重復性所引入的不確定度分量在同一試樣上標距范圍內(nèi)中心和兩端測量橫截面直徑，計算出橫截面積，取三者 的最小值。測量十次，得到的數(shù)據(jù)見表1.表1 試樣原始尺寸d0的重復測量數(shù)據(jù)測量次數(shù)n原始橫截面直徑d。/ mm原始橫截面積S/ mm110.0078.500210.0278.814310.0078.50049.9878.18659.9878.1866 10.0278.81471

10、0.0278.81489.9878.186910.0078.500109.9878.186根據(jù)表1,運用A類方法進行評定:d0 八 d0,i / n=10.00 mm9=7 S0,i / n=78.470 mm2原始橫截面積S0的試驗標準偏差s (x)為:n' (S°,i -S°)2 =0.27 mm2i因此：u 2 (So) = s (x)/n 1/2=0.09 mm2423試樣原始尺寸測量的不確定度分量合成上述量具誤差和測量重復性所引起的兩個不確定度分量相互獨立，彼此不相關(guān)，故其合成不確定度為：u( So) =u2i (So) = u2i(So) u22(So)

11、 =0.2 mm2其相對標準不確定度為：Urel ( So) =U ( So)/ SO =0.25%4.3原始標距及斷后標距的標準不確定度分量4.3.1原始標距的標準不確定度分量試樣原始標距Lo=5o mm標距極限誤差為土 1%服從均勻分布，因此可用 B類評 定，置信因子k=、3，置信概率100%故其相對不確定度為：Urel ( Lo) =1%/ . 3 =0.00577u (Lo) =L)Xurel ( Lo) =50X 0.005 77=0.29mm4.3.2斷后標距的標準不確定度分量 測量試樣斷后標距所用量具的誤差所引入的不確定度分量試樣斷后標距測量采用 0150 mm游標卡尺測量，極限

12、誤差為土 0.02 mm,服從均勻分布，因此可用B類評定,置信因子k=T3，置信概率100%故其標準不確定度為：u1 (Lu) =A/3=0.02 /、3=0.0115 mm 斷后標距測量重復性所引入的不確定度分量在同一試樣測量斷后標距Lu，測量十次，得到的測量數(shù)據(jù)見表2.表2試樣斷后標距Lu的重復測量數(shù)據(jù)測量次數(shù)n斷后標距Lu/ mm163.42263.46363.44463.42563.48663.48763.46863.44963.421063.46根據(jù)表2,運用A類方法進行評定:Lu =' Lu,i / n=63.444 mm斷后標距Lu的試驗標準偏差s (x)為:s (X)訂

13、亠遲(匚_匚)2 =0.023 mm Yn -1 i因此：U2 (Lu) = s (x) / n1/2=0.0073 mm 斷后標距的標準不確定度分量合成上述測量斷后標距的量具誤差和斷后標距測量重復性所引入的兩個不確定度分量 相互獨立，彼此不相關(guān)，故其合成不確度為：u( Lu)u：仏)="(Lu) u22(Lu) =0.0136 mmUrel ( Lu) =u ( Lu) / Lu =0.0214%4.4試樣斷后最小橫截面積的標準不確定度分量4.4.1測量試樣斷后最小橫截面直徑所用量具的誤差引入的不確定度分量試樣斷后最小橫截面直徑測量采用0150 mm游標卡尺測量，極限誤差為土 0.

14、02 mm,服從均勻分布，因此可用 B類評定,置信因子k=T3，置信概率100%故其相對不確定度為：u1 (du) =A/、3 =0.02 /3=0.0115 mmu1 ( Su)u12(du) =0.092 mm24.4.2試樣斷后最小橫截面積測量重復性所引入的不確定度分量 在同一試樣測量斷后最小橫截面積，測量十次，得到的測量數(shù)據(jù)見表3.表3試樣斷后最小橫截面積的重復測量數(shù)據(jù)測量次數(shù)n斷后最小橫截面直徑di/ mm試樣斷后最小橫截面積Sl/ mm15.1220.57825.1020.41835.1220.57845.0820.25855.1020.41865.0820.25875.1220.

15、57885.1020.41895.0820.258105.1020.418根據(jù)表3,運用A類方法進行評定：nSu 八 Su,i / n=20.418 mmi斷后最小橫截面積SU的試驗標準偏差s (x)為：s(x) = 無(Su,i _Su)2 =0.131 mm2 n-1 i因此：U2 (Su) = s (x) / n1/2 =0.0414 mm24.4.3斷后最小橫截面積的標準不確定度分量合成上述測量斷后最小橫截面積的量具誤差和斷后最小橫截面積測量重復性所引入的 兩個不確定度分量相互獨立，彼此不相關(guān)，故其合成不確度為：n2 2 2 2u (Su) = J u i (Su) = .u 1 (S

16、u) u 2(Su) =0.1010 mmUrei (Su) = u (Su)/ 瓦=0.4947%4.5數(shù)據(jù)修約所引入的標準不確定度分量按照標準要求，試驗結(jié)果均進行了修約，引入了不確定度。依據(jù)標準規(guī)定，修約誤差滿足矩形分布，可用B類評定，置信因子k=、3，故其標準不確定度為：u ( Ro.2,rou ) =u ( Rhjou ) =u (艮L,rou ) =u ( Rn.rou ) =2.5 /、3 =1.44MPau (Arou ) = u (Z,rou) =0.25%/ V3 =0.144%5合成標準不確定度上述五個不確定度相互獨立，彼此不相關(guān)，故：Uc ( R>0.2)=JCFp

17、0.2 u ( Fp0.2) CS) u (s0) u (Rp0.2,rou)uc ( Rh) =CFeH2u2(FeH)Cs02u2(S0)u2(艮H,rou)uc (志)Cf6l2u2(F6l) CS02u2(S0) u2(ReL,rou)f 2 22 22uc ( R = ,CFm u (Fm) - Cs0 u (S0)u ( Rm,rou )uc(A)=.Clu2u2(Lu) Cu2(L0)u2(Arou)uc (Z)=上(和 Cu2(S0)u2(ZroU)5.1靈敏系數(shù)對以上數(shù)學模型中各輸入量求偏導，可得相應的不確定度靈敏系數(shù)為Cfp0.2cRp0.2 = 1-：Fp0.2SoCFh

18、=丄汗eHS0C _ 代 _ 1CFeL-：FeL SOC =：% = 1CFm _Rp0.2 _ Fp0.2CS)(F p0.2)=-S0S0tReLFeLCso(FeL)=eLeL'S0S°1C l 二：LuL。S0S0Rm-m)-=F-:S)S0ACl0 -匚L20C -江1Cso(FeH)：ReH 一FeH:SuS0芳mSOuc(R0.2)=4.93MPauc ( Rsh)=2.62MPauc(Rl)=2.48MPauc ( Rn)=3.32MPauc(A)=0.75%uc ( Z)=0.20%5.2合成標準不確定度95.45%，:ZSu 2 S0s。6擴展不確定度的評定 取包含因子k=2,置信概率(Rp).2)=2 uc (Rp).2) =2X 4.39=8.8 心9MPa,(Rh) =2X 2.62=5.24 6MPa, (Rl) =2X 2.48=4.96 5MPa,(R) =2X 3.32=6.64 7MPa, (A) =2X 0.75%=1.5% ,UZ) =2X 0.20%=0.4%UUUUU U U(Rh) =2 u (Rl) =2 u(R) =2 Uc(A) =2 u c(Z) =2 uc服從正態(tài)分布，于是，擴展不確定度為：(Ro.2)=2.59% 2.6%(Rh) =1.72% 1.8%(Rl