拉伸试验结果测量不确定度报告 .docx

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1、精品名师归纳总结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 GBT228-2002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）。 0150 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 试验过程依据 GBT228-2002,在室温条件下，用游标卡尺测量试样圆形横截面直径，运算原始横截面积，采纳电子拉力试验机完

2、成试验，运算相应的规定非比例延长强度RP0.2、上屈服强度ReH、下屈服强度 ReL、抗拉强度 Rm、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RP0.2， ReH， ReL， Rm， A，Z 的运算公式分别为RP0.2= FP0.2S0（1）ReH=FeHS0（ 2） ReL= FeLS0（ 3） Rm=FmS0（ 4）A= （ LU -L 0） L 0（ 5）Z=（S0-S） S0（ 6） 式中 FP0.2 规定非比例延长力。FeH 上屈服力。FeL 下屈服力。Fm 最大力。LU 断后标距。L0 原始标距。S0 原始横截面积。Su 断面最小横截面积。3 测

3、量不确定度主要来源试验在基本恒温的条件下进行 ,温度变化范畴很小，可以忽视温度对试验带来的影响。3.1 对于强度指标，不确定度主要重量可分为三类:试验力值不确定度重量、试样原始横截面积测量不确定度重量和强度运算结果修约引起的不确定度重量.3.2 对于断后伸长率 A, 不确定度主要重量包含输入量L0 和 LU 的不确定度重量 .3.3 对于断面收缩率 Z, 不确定度主要重量包含输入量 S0 和 Su 的不确定度重量 . 4 标准不确定度重量的评定4.1 试验力值测量结果的标准不确定度重量4.1.1 试验机误差所引入的不确定度重量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结试验所用试验机经计量

4、部门检定，示值误差为1%，听从匀称分布，因此可用B 类评定，置信因子 k=3 ，置信概率 100%。故规定非比例延长力、上屈服力、下屈服力、最大力的相对标准不确定度为:u1,rel（FP0.2）=u1,rel（FeH）= u1,rel（FeL） = u1,rel（Fm）=1%3 =0.00584.1.2 试验机力示值检定仪器误差所引入的不确定度重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（ FP0.2）=u2,rel（ FeH） =u2,rel（FeL）=u2,rel（

5、Fm）=0.4% 2=0.00204.1.3 引伸计的误差所引入的不确定度重量由于上屈服强度 ReH、下屈服强度 ReL、抗拉强度 Rm 的测定不需使用引伸计，故运算这三个指标数据的不确定度重量时，不需运算由引伸计误差所引入的不确定度重量.试验所用的电子引伸计经计量部门检定，示值误差为0.5%，听从匀称分布，因此可用B 类评定，置信因子 k=3 ，置信概率 100%。其相对标准不确定度为 :u31,rel（ FP0.2）=0.5%3 =0.0029测量规定非比例延长力所采纳基准线的标准不确定度测量规定非比例延长力时，第一要确定基准线，即拉伸试验曲线的弹性直线段部分，依据实际体会,它有 2%的偏

6、差，故其相对标准不确定度为 :u32,rel（ FP0.2）=2%3 =1.155%引伸计的误差所引入的不确定度重量以上两项不确定度重量彼此不相关，故合成不确定度重量为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结nu3,rel（FP0.2） =u2=u2（FP0.2） +u2（FP0.2） 12可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3i ,reli31,rel32,rel可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结=0.00292+0.0115521=20.0124.1.4 试验软件所引入的不确定度重量试验软件数据采集系统所引入的相对不确定度为0.2%，听从匀称分布，因此可用

7、B 类评定.其相对不确定度为 :u4,rel（ FP0.2）=u4,rel（ FeH） =u4,rel（ FeL） =u4,rel（Fm） =0.2%3 =0.00124.1.5 试验力值测量结果的不确定度重量合成上述试验机、试验机检定仪、引伸计和试验软件所引起的四个不确定度重量相互独立,彼此不相关 ,故其合成不确定度为 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结n222222222可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结urel（FP0.2） =u i ,rel =u1,relu2, relu3,relu4, rel=i0.00580.00200.0120.0012 =0.0

8、1353可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结urel（FeH）=urel（FeL）=urel（Fm）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结n=u 2ii ,rel =u1,rel2u2,relu4, rel=0.005820.002020.00122=0.00625可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结22经试验测定 : FP0.2=27.304KN,FeH=27.407KN, FeL=25.303KN, Fm=37.547KN. 故: u（FP0.2） =273040.01353=369.43N u（FeH）=274070.00625=171.30N u（Fe

9、L）=253030.00625=158.15N u（Fm） =375470.00625=234.67N4.2 试样原始横截面测量的不确定度重量4.2.1 测量所使用的量具误差所引入的不确定度重量试样圆形横截面直径 d 采纳 0 150 mm 游标卡尺测量，极限误差为 0.02 mm，也听从匀称分布,因此可用 B 类评定, 置信因子 k=3 ，置信概率 100%。故u（d0） =A3 =0.02 3 =0.0115mm因此:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结u1（S0） =S0 2u 2d = 1d 2u2 d =0.181 mm2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结0

10、0d024.2.2 试样原始尺寸测量重复性所引入的不确定度重量在同一试样上标距范畴内中心和两端测量横截面直径，运算出横截面积，取三者的最小值。测量十次 ,得到的数据见表 1.测量次数 n原始横截面直径d0/ mm原始横截面积 S0/ mm2110.0078.500210.0278.814310.0078.50049.9878.18659.9878.186610.0278.814710.0278.81489.9878.186910.0078.500109.9878.186依据表 1,运用A 类方法进行评定 :表 1试样原始尺寸 d0 的重复测量数据可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结

11、d0 =d 0,i n=10.00 mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结S0=S0, i n=78.470 mm2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结原始横截面积 S0 的试验标准偏差 s（x）为:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结s（ x） =因此:1nn1 iS0,iS0 22=0.27 mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结u2（S0）= s（x）1n=20.09 mm2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4.2.3 试样原始尺寸测量的不确定度重量合成上述量具误差和测量重复

12、性所引起的两个不确定度重量相互独立,彼此不相关，故其合成不确定度为:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结u（S0） =nu2 S =u 2 S u 2 S2 =0.2 mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结i01020i可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结其相对标准不确定度为 : urel（S0） =u（S0） s0=0.25%可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4.3 原始标距及断后标距的标准不确定度重量4.3.1 原始标距的标准不确定度重量试样原始标距L 0=50 mm，标距极限误差为 1%，听从匀称分布，因此可用B 类评定, 置信因子 k

13、=3，置信概率 100%，故其相对不确定度为 :urel（L 0）=1% 3 =0.00577u（ L0） =L0 urel（L 0） =500.00577=0.29mm4.3.2 断后标距的标准不确定度重量测量试样断后标距所用量具的误差所引入的不确定度重量试样断后标距测量采纳 0 150 mm 游标卡尺测量，极限误差为 0.02 mm, 听从匀称分布，因此可用 B 类评定, 置信因子 k=3 ，置信概率 100%，故其标准不确定度为 :u1（Lu） =A 3 =0.02 3 =0.0115 mm断后标距测量重复性所引入的不确定度重量在同一试样测量断后标距 Lu，测量十次，得到的测量数据见表2

14、.表 2 试样断后标距 Lu 的重复测量数据测量次数 n断后标距 Lu/ mm163.42263.46363.44463.42563.48663.48763.46863.44963.421063.46依据表 2,运用A 类方法进行评定 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Lu =Lu,in=63.444 mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结断后标距 Lu的试验标准偏差 s（ x）为:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结s（x ）=1nn1 i Lu ,iLu 2=0.023 mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结因此:u2（Lu） = s

15、（ x） n1=20.0073 mm断后标距的标准不确定度重量合成上述测量断后标距的量具误差和断后标距测量重复性所引入的两个不确定度重量相互独立， 彼此不相关 ,故其合成不确度为 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结u（ Lu）=niuu1u2 L =i2 L u2u 2 Lu=0.0136 mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结urel（ Lu）=u（Lu） Lu =0.0214%4.4 试样断后最小横截面积的标准不确定度重量4.4.1 测量试样断后最小横截面直径所用量具的误差引入的不确定度重量试样断后最小横截面直径测量采纳0150 mm 游标卡尺测量，极限误差为

16、 0.02 mm, 听从匀称分布，因此可用 B 类评定 , 置信因子 k=3 ，置信概率 100%，故其相对不确定度为 :u1（dU） =A 3 =0.023 =0.0115 mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2u1（SU） = Su 2u 2 d =0.092 mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1udu4.4.2 试样断后最小横截面积测量重复性所引入的不确定度重量在同一试样测量断后最小横截面积，测量十次,得到的测量数据见表 3.表 3试样断后最小横截面积的重复测量数据测量次数n断后最小横截面直径du/ mm试样断后最小横截面积SU/ mm215.1220.

17、57825.1020.41835.1220.57845.0820.25855.1020.41865.0820.25875.1220.57885.1020.41895.0820.258105.1020.418依据表 3,运用 A 类方法进行评定 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结nSu =iSu ,in=20.418 mm2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结断后最小横截面积 SU 的试验标准偏差 s（ x）为:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结因此:s（x ）=1nn1 iSu ,iSu 22=0.131 mm可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归

18、纳总结u2（ Su）= s（x） n1=20.0414 mm24.4.3 断后最小横截面积的标准不确定度重量合成可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结上述测量断后最小横截面积的量具误差和断后最小横截面积测量重复性所引入的两个不确定度重量相互独立，彼此不相关，故其合成不确度为:n2222可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结u（Su）=u i Su =u 1 Su u 2 Su =0.1010 mmi可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结urel（ Su）= u（Su） Su =0.4947%4.5 数据修约所引入的标准不确定度重量依据标准要求，试验结果均进行了修约

19、，引入了不确定度。依据标准规定,修约误差满意矩形分布，可用 B 类评定, 置信因子 k=3 ，故其标准不确定度为 :u（RP0.2,rou）=u（ReH,rou）=u（ReL,rou） =u（Rm,rou） =2.53 =1.44MPau（A,rou） = u（ Z,rou）=0.25%3 =0.144% 5 合成标准不确定度0u R2上述五个不确定度相互独立 ,彼此不相关 ,故:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结uc（RP0.2）=CFp 0.22u 2 Fp0.2 CS02u 2 s p 0.2, rou 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结22222可编辑资料

20、- - - 欢迎下载精品名师归纳总结CF0ueHuc（ReH）=FeH CS u s0 u ReH ,rou 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结uc（ReL）=C2u 2 FC2u 2 s u 2 R可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结FeLeLS00eL,rou可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结22222可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结m0uc（Rm）=CFu Fm CS u s0 u Rm, rou 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师

21、归纳总结uc（A）=C2u 2 L C2u 2 L u 2 A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结LuuL00rou可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结uc（Z）=C2u 2S C 2u2 S u 2 Z可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5.1 灵敏系数SuuS00rou可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结对以上数学模型中各输入量求偏导，可得相应的不确定度灵敏系数为:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结CF=p 0.2Rp0.21=Fp0.2S0CFeHReH1=FeHS0可编辑资料

22、- - - 欢迎下载精品名师归纳总结C=ReL = 1 C=Rm1=可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结FeLFmFeLS0FmS0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结CS0Fp0.2 =Rp0.2=S0Fp 0.2S0CS0FeH =ReH=S0FeH S0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结CS0FeL =ReL=S0FeL S0CS0RmFmFm =S0S0可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结LLC=A1 C=ALu可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结uLL0LL2可编辑资料 -

23、- - 欢迎下载精品名师归纳总结u000可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结C=ZSu C=Z1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结S0SS 2SuSS00u05.2 合成标准不确定度uc（ RP0.2） =4.93MPauc（ReH）=2.62MPa uc（ ReL）=2.48MPauc（Rm）=3.32MPa uc（ A）=0.75%uc（Z）=0.20%6 扩展不确定度的评定取包含因子 k=2，置信概率 95.45%，听从正态分布 ,于是,扩展不确定度为 : U（RP0.2）=2 uc（RP0.2）=24.39=8.89MPa,Urel（RP0.2）=2.59%2

24、.6%U（ReH）=2 uc（ ReH） =22.62=5.246MPa, Urel（ReH）=1.72%1.8%U（ReL）=2 uc（ReL） =22.48=4.965MPa, Urel（ReL）=1.56%1.6% U（Rm）=2 uc（Rm）=23.32=6.647MPa, Urel（Rm）=1.47%1.5% U（A） =2 uc（ A）=20.75%=1.5%, Urel（A ）5.6%U（Z）=2 uc（Z） =20.20%=0.4%， Urel（ Z） =0.54%0.6%7 测量不确定度报告的表示（1） ）规定非比例延长强度 RP0.2=（3489）MPa,k=2。（2） ）上屈服强度 ReH=349 6）MPa,k=2。（3） ）下屈服强度 ReL=322 5）MPa,k=2。（4） ）抗拉强度 Rm=478 7） MPa,k=2。（ 5）断后伸长率 A=（ 26.9 1.5） %,k=2。（ 6）断面收缩率 Z=（74.0 0.4）%,k=2.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载