金属材料抗拉强度Rm测量结果的不确定度评定

金属材料抗拉强度Rm测量结果的不确定度评定 金属材料抗拉强度R测量结果的不确定度评定 m 一、 概 述 1.1 目 的 评定金属材料抗拉强度R测量结果的不确定度。 m 1.2 检测依据的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 GB/T228—2002《金属材料 室温拉伸试验方法》。 1.3 检测使用的仪器设备 电子拉伸试验机，型号:CMT5205，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;然后用CMT5205电子拉伸机以 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 速率施加拉力，直至试0 样断裂，读取断裂过程中的最大力F，使用R =F/S计算出抗拉强度(R)，在同一试验mmm0m 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 RFSFab =/=/(), (1) mm0m 2式中:R—抗拉强度，N/mm; m F—断裂过程中的最大力，N; m 2S—金属材料横截面积，mm; 0 a—金属材料厚度，mm; b—金属材料宽度，mm。 ,2,Sd注:对于圆形横截面金属材料试样，可按计算， 04式中:d—金属材料横截面直径，mm。 关于圆形横截面金属材料试样室温拉伸试验测量不确定的评定，将本章金属材料拉伸 断面收缩率测量不确定度评定实例中进行讨论。 三、 不确定度来源 金属材料抗拉强度R测量结果不确定度来源主要包括: m (1) 厚度测量重复性引入的标准不确定度u，采用A类方法评定; A1 (2) 千分尺误差引入的标准不确定度u，采用B类方法评定; B1 (3) 宽度测量重复性引入的标准不确定度u，采用A类方法评定; A2 (4) 游标卡尺误差引入的标准不确定度u，采用B类方法评定; B2 (5) 最大力测量重复性引入的标准不确定度u，采用A类方法评定; A3 (6) 拉力机示值误差引入的标准不确定度u，采用B类方法评定; B3 (7) 测量结果数据修约引入的标准不确定度u，采用B类方法评定。 B4 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检测共进行10次，得到测量列如表1所示: m 表1 金属材料抗拉强度R检测原始数据 m 样号 厚度a(mm) 宽度b(mm) 最大力F(N) m 1 8.03 15.12 64588 2 7.92 15.14 64156 3 7.93 15.22 64383 4 7.89 15.08 63980 5 8.03 15.14 64623 6 8.01 15.26 64667 7 7.95 15.10 64258 8 7.97 15.16 64462 9 7.97 15.18 64577 10 7.94 15.04 64086 算术平均值 7.964 15.144 64378 单次实验标准差 s=0.04742 s= 0.06518 s=245.3297 abF n21表1中单次实验标准差使用贝塞尔公式计算: sxx,,，，,in,1i,1 金属材料抗拉强度R由算术平均值根据式(1)计算给出: m 2RFab =/()=64378/(7.96415.144)=533.8,，N/mm mm 4.1 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 sau==0.0150mm A110 4.2千分尺误差引入的标准不确定度uB1 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=3，区间半宽a=0.01mm，则标准不确定度 B1B1 u= a/k=0.01/3=0.0058mm B1B1B1 4.3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 sbu==0.0206mm A210 4.4游标卡尺误差引入的标准不确定度uB2 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 3分布，包含因子k=，区间半宽a=0.02mm，则标准不确定度 B2B2 3u= a/k=0.02/=0.0116mm B2B2B2 4.5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 sFu==77.58N A310 4.6拉力机示值误差引入的标准不确定度uB3 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， 3包含因子k=，区间半宽a=1%，则标准不确定度 B3B3 3u= a/k=0.01/=0.0058 B3B3B3 4.7测量结果数据修约引入的标准不确定度u B4 根据GB/T228—2002《金属材料 室温拉伸试验方法》中规定，对于本例中金属材料 22533.784抗拉强度R= N/mm时，R修约到5N/mm，区间内服从均匀分布，包含因子mm 23k=，区间半宽a=5/2=2.5N/mm，则标准不确定度 B4B4 23u= a/k=2.5/=1.4434N/mm B4B4B4 列表给出不确定度汇总如下: 表2 金属材料抗拉强度R测量不确定度汇总表 m 标 准 不 确 定 度 序号 包含因子 i 不确定度来源 类型 分 布 符 号 数值 (k) i 厚度测量重复性 正态 1 A 1 u 0.0150mm A1 千分尺误差 均匀 2 B 0.0058mm u3 B1 宽度测量重复性 正态 3 A 1 u 0.0206mm A2 游标卡尺误差 均匀 4 B 0.0116mm u3 B2 最大力测量重复性 正态 5 A 1 u 77.58N A3 拉力机示值误差 均匀 6 B 0.0058 u3 B3 2数值修约 均匀 7 B 1.4434N/mm u3 B4 22合成不确定度 8 0.0072 u cuuu,，,,iicAB 相对扩展不确定度U,2u;k= 2 9 c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: 2N upux,() (2) ,,,criii,1 式中: p—各输入量的幂指数; i ux()—各输入量的相对标准不确定度。 ri 1-1-1RFabf,，，， 将式(1)改写为，式中，f是数值修约因素的修正因子，由于各repmmrep 输入量的幂指数绝对值均为1，则金属材料抗拉强度R测量结果的合成不确定度: m 2222uuFuaubuf,，，，，，，，，，，，cmrrrrrep 222222uuuuuu，，2A3A1B1A2B2B4()()() ,，，，，uB32222FabRmm 22222,,1.4434,,,,77.580.01500.00580.02060.0116,,,,,,,,,,22，,,()0.0058,, ,，，，，，,,,,,,,,,,,,,,533.8,,,,643787.9647.96415.1447.964,,,,,,,,,,,,,, ,0.0072 六、 扩展不确定度评定 取包含因子k=2，金属材料抗拉强度测量结果R的测量不确定度: m 2Uku,,，，,20.0072533.87.69N/mm c 七、 报告检测结果和扩展不确定度 2金属材料抗拉强度测量结果R为535 N/mm，其扩展不确定度为: m 2;k=2。 U,8N/mm