金属拉伸试验不确定度分析

金属拉伸试验不确定度分析

一、概述

1.1目的评定金属材料抗拉强度服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电子万能试验机，型号LDS-50,允差±1%；千分尺，型号0-25mm,允差±

0.01mm；游标卡尺，型号0-150mm,允差±

0.02mni

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，计算截面积然后用LDS-50电子万能试验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人，使用《二兄/A计算出抗拉强度£,在同一试验条件下，试验共进行2次

二、数学模型表金属材料抗拉强度吊检测原始数据1样号厚度宽度最大力a mmb mmFm N

11.

9520.

081720021.

9320.1017240算术平均值

1.

9420.0917220Rm=17220/

1.94/

20.09=442试验中的影响因素包括厚度测量，宽度测量，拉力测量，温湿度，夹具滑动，试件的同轴度，加载速率等考虑厚度测量，宽度测量，拉力测量和加载速率的影响，忽略温湿度，夹具滑动，试件的同轴度影响，建立数学模型如下式中R—拉伸强度；m£一加载速率影响系数;/一试件横截面积；a一试件厚度；b一试件宽度试件断裂时的拉力〜由于数学模型中仅包含输入量的积和商，则被测量Rm的合成方差为UcreJ R=Ui f1+Ll/F+11/6+11/b

三、测量不确定度分量1厚度测量，U lare被测试件标称厚度为

2.Omni厚度测量的不确定度由两部分组成千分尺的示值误差导致的不确定度和操作者所引入的测量不确定度a千分尺示值误差导致的不确定度，uia

0.01mmUi a==

0.0058mmV3千分尺的允差为±

0.01mni,估计其为矩形分布均匀分布，则b由操作者所引入的测量不确定度，u a2根据经验估计，由操作者引入的测量误差在±

0.01mm范围内，估计其为矩形分布均匀分布，则

0.01mm/、u a=------=

0.0058mm2V3两者合并后，得直径测量的标准不确定度为VO.OO582+

0.00582u a=mni=O.0082mm若以相对不确定度表示，则为u ia=

0.0082/

1.94=

0.4227%re2宽度测量，u ibrc被测试件标称宽度为20mm宽度测量的不确定度由两部分组成游标卡尺的示值误差导致的不确定度和操作者所引入的测量不确定度b游标卡尺示值误差导致的不确定度，u.b游标卡尺的允差为±

0.02mm,估计其为矩形分布均匀分布，则

0.02mm/、th b=-----广—二

0.012mmV3b由操作者所引入的测量不确定度，112b分布，则U2b二=

0.012mm根据经验估计，由操作者引入的测量误差在±

0.02mm范围内，估计其为矩形分布均匀两者合并后，得直径测量的标准不确定度为V

0.00582+

0.00582u b=mm=

0.0082mm若以相对不确定度表示，则为u ib=

0.0082/

20.09=

0.0822%re3拉力测量对于数显测量仪器，拉力F的测量不确定度来源于仪器校准的不确定度、仪器的测量不确定度两方面a仪器校准的不确定度，UF经查仪器校准证书，其给出的扩展不确定度为15二0・2%,以正态分布估计，其标准不确定度为F=

0.2%/2=

0.1%Ulrelb仪器的测量不确定度U

2.F拉力试验机的精度为I级，其测量不确定度为

1.0%,以正态分布估计，标准不确定度为U relF=

1.0%/2=

0.5%2于是拉力测量的不确定度为%eiF=yju2\relF+U22relF=

70.1%2+

0.5%2=

0.51%4加载速率引起的不确定度估计由加载速率引起的相对标准不确定度为Urel fl=

0.25%

四、不确定度概算各测量不确定度分量汇总表测量不确定度来源误差限分布Ux/mm urelx/Ci uiy/%ire%

0.42271厚度测量

0.

008210.42271示值误差

0.01mm均匀

0.0058读数操作误差

0.01mm均匀

0.

00580.08072宽度测量

0.0163[

0.0807示值误差

0.02mm均匀

0.0115读数操作误差

0.02mm均匀

0.

01150.513拉力F测量L

0.51仪器校准

0.2%正态

0.1仪器测量

1.0%正态

0.

500.254加载速率L

0.25合成标准不确定度u iR=

0.7127%1cre ni

五、合成标准不确定度，UcrelRm方+〃，/〃+/向、+/也/1UcrelRm=J/%/=70-51%2+

0.4227%2+

0.0822%2+

0.25%2=

0.7127%

六、相对扩展不确定度取包含因子K=2,于是二UrelRn.=2UcrelR“

1.4254%

七、测量不确定度报告金属拉伸试验的相对扩展不确定度为

1.4254%,是由标准相对不确定度

0.7127%乘以包含因子k二2得到的

八、报告检测结果和扩展不确定度金属材料抗拉强度测量结果q为442N/mm2,其扩展不确定度为U=442xl.4254%=6N/mni2；公2编制/日期:审核/日期:批准/日期:。