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金属拉伸试验不确定度分析一、测量依据金属试件的横截面为圆形。
拉伸试验方法依据GB/T 228-2002《金属拉伸试验方法》。
二、测量过程描述拉伸强度是以试验过程中试件断裂时的最大作用力除以试件截面积来表示。
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 。
SF R m = 三、测量溯源试验过程中F 通过拉力机直接测量得到。
试样横截面S 通过使用游标卡尺直接测量试样直径D ，然后计算得到。
四、金属拉伸试验测量不确定度分析金属材料抗拉强度R m 测量结果不确定度来源主要包括：(1) 拉力机示值误差引入的标准测量不确定度；(2) 仪器检测过程中产生的校准不确定度；(3) 游标卡尺误差引入的标准不确定度；(4) 试验直径测量人员操作引入的不确定度(5) 温度等环境因素引入的不确定度：(6) 试验夹角引入的不确定度。
五、数学模型试验中的影响因素包括直径测量，拉力测量，温湿度，夹具滑动，试件的同轴度，加载速率等。
考虑直径测量，拉力测量和加载速率的影响，忽略温湿度，夹具滑动影响，建立数学模型如下：214*D F f f R mm π= 式中：R m —拉伸强度；f 1—加载速率影响系数；f m —操作中试样与竖直面的夹角影响系数；D —试件直径；F —试件断裂时的拉力。
六、分析评定个项标准不确定度（1）直径测量，u(D)直径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。
a ） 游标卡尺示值误差导致的不确定度，u 1(d)游标卡尺的允差为±0.02mm ，估计其为矩形分布（均匀分布），则u 1(d)=302.0mm=0.012mmb)由操作者所引入的测量不确定度，u 2(d)根据经验估计，由操作者引入的测量误差在±0.10mm 范围内，估计其为矩形分布（均匀分布），则u 2(d)=310.0mm=0.06mm两者合并后，得直径测量的标准不确定度为 u(D)=2206.0012.0+mm=0.06mm相对标准不确定度为0.06/25.32=0.24%(2) 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。
拉伸试验结果的测量不确定度评定1试验检测方法依据GB∕T228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》进行试样的加工和试验.环境条件试验时室温为25℃,相对湿度为75%.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（精度级）；0～150㎜游标卡尺，精度0.02mm；50mm间距的标距定位极限偏差为±1%。
被测对象圆形横截面比例试样，名义圆形横截面直径10 mm。
试验过程根据GB∕T228-2002,在室温条件下，用游标卡尺测量试样圆形横截面直径，计算原始横截面积，采用电子拉力试验机完成试验，计算相应的规定非比例延伸强度、上屈服强度R eH、下屈服强度R eL、抗拉强度R m、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，R eH，R eL，R m，A，Z的计算公式分别为= ∕S0（1）R eH=F eH∕S0（2）R eL= F eL∕S0（3）R m=F m∕S0（4）A=（L U-L0）∕L0（5）Z=（S0-S）∕S0（6）式中———规定非比例延伸力;F eH———上屈服力;F eL———下屈服力;F m———最大力;L U———断后标距;L0———原始标距;S0———原始横截面积;S u———断面最小横截面积。
3测量不确定度主要来源试验在基本恒温的条件下进行,温度变化范围很小，可以忽略温度对试验带来的影响。
对于强度指标，不确定度主要分量可分为三类:试验力值不确定度分量、试样原始横截面积测量不确定度分量和强度计算结果修约引起的不确定度分量.对于断后伸长率A, 不确定度主要分量包含输入量L0和L U的不确定度分量.对于断面收缩率Z, 不确定度主要分量包含输入量S0和S u的不确定度分量.4标准不确定度分量的评定试验力值测量结果的标准不确定度分量4.1.1试验机误差所引入的不确定度分量试验所用试验机经计量部门检定，示值误差为±1%，服从均匀分布，因此可用B类评定，置信因子100%。
拉伸试验不确定度评定报告
1. 试验方法描述，报告会详细描述使用的拉伸试验方法，包括实施标准、设备规格和试验环境条件等。
这有助于其他人理解试验的具体操作步骤和环境要求。
2. 不确定度分析，报告会对拉伸试验中各种影响测量结果的因素进行分析，包括设备精度、环境条件、操作人员技术水平等。
通过对这些因素的分析，可以确定测量结果的不确定性范围。
3. 实验数据和结果，报告会提供拉伸试验的实验数据和结果，包括样品的拉伸性能指标，如抗拉强度、屈服强度、延伸率等。
同时，报告还会给出测量结果的不确定度范围。
4. 不确定度的计算方法，报告会说明评定拉伸试验不确定度的具体计算方法，可能涉及到统计学方法、不确定度传递规则等。
5. 结论和建议，报告会对测量结果的不确定性进行总结，提出相关的建议，如改进试验方法、提高测量精度等。
综上所述，拉伸试验不确定度评定报告是对拉伸试验测量结果
不确定性的评估和分析，通过这份报告可以更全面地了解拉伸试验结果的可靠性和准确性，为进一步的材料性能评价和质量控制提供重要参考。
热轧带肋钢筋拉伸性能测量不确定度直接评定2019年第1期新疆钢铁总113期热轧带肋钢筋拉伸性能测量不确定度直接评定卜玲丽王勇(宝钢集团八钢公司制造管理部)摘要:根据国家JJF1059—2019(~tJ量不确定度评定与表示》的技术规范应用于热轧带肋钢筋的拉伸性能的测量不确定度评定,我们采用直接评定法,解决了金属材料拉伸性能试验的测量不确定度的评定.关键词:热轧带肋钢筋;拉伸性能;测量不确定度评定中图分类号:TG115.5文献标识码:A文章编号:1672--4224(2019)01---0011_-05 ImmediateEvaluationMethodofMeasurementUncertaintyonthe TensileProperiesoftheHotRolledRibbedBarsBULing-li,WangYong(ManufacturingManagementDepartment,BayiIron&SteelCo.,BaosteelGroup) Abstract:AccordingtoJJF1059——2019(Evaluationofmeasurementuncertaintyandmean)andthetechnicalspecifi——cationapplytomeasurethetensilepropertyofthehotrolledribbedsteelbarsandassesstheeval uationofmeasurementuncertainty.Weusedimmediateevaluationmethodtosolvetheevaluationofmeasurementu ncertaintyofmetallicmateri-al'stensileproperty.Keywords:hotroHedribbedsteelbars;tensileproperty;evaluationofmeasurementuncertai nty1前言钢筋混凝土用热轧带肋钢筋的拉伸性能是非常重要的考核指标.根据JJF1059—2019技术规范采用直接评定法,在实验条件明确的基础上,建立由检测参数实验原理所给出的数学模型,然后按照检测方法和试验条件对测量不确定度的来源进行分析,找出主要来源,以此求出各标准不确定度,根据它们之间的相关性进行合成,最终得到合成不确定度,给出评定结果.2测量方法书给出为I级试验机.被测对象:HRB335热轧带肋钢筋,公称直径14mm,检测下屈服强度R也,抗拉强度和断后伸长率A.测量过程:根据GB/T228--2019,在规定环境条件下(包括万能试验机处于受控状态),选用试验机的300kN量程对试样在标准规定的加载速率下,对试样施加轴向拉力,测试其试样的下屈服力和最大力,用划线机和游标卡尺分别给出原始标距并测量出断后标距,最后通过计算得到,抗拉强度R和断后伸长率A.依据GB/T228—2019《金属拉伸试验方法》.3建-Or数学模型依据:JJFo59一999《测量不确定度评定根据GB厂I'228—2019标准:镰温度10度波动<2~C/h,R荨环境条件:温度～35℃,温度波动,r,屈服强发:—实验WE16'相00验机,检定证抗拉强度:蚤=测量标准:一型液压万能试验机,检定证～一一一'一5n7rd2联系人:玲丽,女,4l岁,本科,钢铁分析工程师,乌鲁木齐(830022)宝钢集团八钢公司制造部理化检测中心E-mail:zh-p-y@163.tom.(1)(2)2019年第1期新疆钢铁总113期断后伸长率:A:×100%(3)式中,,,『__一分别为下屈服力和最大力,N;5卜—一试样平行长度的原始横截面积,mm;d一试样平行长度的直径,mm;￡——试样原始标距,mm;Ll——试样拉断后的标距均值,mm.3.1测量不确定度来源分析根据JJF1059—2019《测量不确定度评定与表示》理化检验工作,对于由于采用固定偏差,所使用的仪器设备和数值修约带来的不确定度分量,往往使用B类评定方法进行评定,而在重复性条件下的进行测量产生的数值不稳定观测值和数列必须使用统计分析的方法采用A类评定方法.经分析,钢筋拉伸试验的测量不确定度的主要来源有:钢筋直径允许偏差所引起的不确定度分量u(d);试验力值测量所引起的不确定度分量u)和U(Fd;试样原始标距和断后标距长度测量所引起的不确定度分量u(和u(_).试验力值测量所引起的不确定度分量中包括了试验人员操作技能重现12性,试样夹持,试验机拉伸速率控制,材质不均匀性等和测量设备或量具误差带来的不确定,还有数值修约带来的不确定度分量.3.2标准不确定度分量的评定(1)钢筋直径允许偏差所引起的不确定度分量.在钢筋的拉伸试验中,钢筋的直径是采用公称直径,根据GB1499.2—2019<钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》不同的公称直径允许有不同的偏差,其间的概率服从均匀分布,引入的标准不确定度采用B类方法评定:ufd1=a/k=O.4/x/3=0.283mm公称直径14mm,允许偏差为±0.4mm其相对不确定度:(d)=(d)/lI=0.283/14=2.02%(2)试验力值所引起的不确定度分量的评定.试验人员操作技能重现性,试样夹持,试验机拉伸速率控制,材质不均匀性,数值修约等,将所有与试验,操作相关部分引入的不确定度采用A类不确定度评定.下屈服力读数数据及计算见表1.表1下屈服力读数数据及计算人数j检测数据j!望墨_-F日总平均值Sj0.645o.5000.5000.6290.2500.2890.0000.479o.500o.645O.6290.479o.6290.0000.4790.4080.5770.6450.2890.577040OO66666∞叭的的66的6的62430●O2O昏66666∞明66的6叭的叭的6 4430●O昏昏缸66吼6∞∞66的6∞∞66 555乱矾甜吼∞∞∞叭∞吼23456789nM"加2019年第1期新疆钢铁总113期最大力示值数据及计算见表2.表2最大力示值数据及计算为了求得高可靠度的合并样本标准偏差sp,先对合并样本标准偏差进行判定.屈服强度的合并样本标准差:,FoL=-()_676kN抗拉强度的合并样本标准差:Fm=,/×6_85585kN屈服强度的标准差数列的标准差:AR(5)=-o-99kN估,n(s)o.276kNn(5)<估,R(5)'抗拉强度的标准差数列的标准差:(S)=:v,lxo~.=o.195kN,如(5):::0.239kN,/2(n-1J,/2(4—1)n(5)<估,(5)从以上m组测量列的各个标准差相差不大,这表明测量状态稳定.而实际测定中是单次测定值为最终测定值,所以采用单次合并标准标准偏差:S~ol=Sin==1.37kN0.65kN因此,其测定相对不确定度分量为:(FoL1)=(FeL1)/I『=1.37/61.2=2.24%M(Fm1)=(1)/JI:0.65/86.3=0.750%(3)试验机示值误差引起的标准不确定度分量(试验机检定为I级即其示值误差为±l%1耐()=耐(j)=cr/k=1%/1/丁=0.577%(4)标准测力仪引人的标准不确定度分量(试验机是借助于0.3级标准测力仪校准的,该校准源132019年第1期新疆钢铁总113期的不确定度为0.3%,置信因子为2.(L3)=()=0.3%/2=0.15%(5)试验人员操作技能重现性,试样夹持,试验机拉伸速率控制,材质不均匀性,试验机示值误差, 标准测力仪校准源所引起的相对不确定度分量耐(R)=V=,/0.0224+0.00577+0.0015=2_32%d(Fm)=,/1)+((=V'0.0750+0.00577+0.0015=0.958%(6)试样原始标距测量所引起的标准不确定度分量u(试样采用标点机一次性标记,标点机计量检定合格,极限误差为±0.5%,服从均匀分布,(=O.5%/,/=0.289%(7)试样断后标距长度测量所引起的标准不确定度分量u(L】)断后标距测量数据见表3.表3断后标距测量数据延伸率的合并样本标准差:S,=,1V亩×4.63=0.481mm延伸率的标准差数列的标准差:(5)==-o.?94mm估,(s):—兰;:—:0.196mm,/2(11—1)X/2(4—1)5)<俄s)从以上m组测量列的各个标准差相差不大,这14表明测量状态稳定.而实际测定中是单次测定值为最终测定值,所以采用单次合并标准标准偏差:j-1J-o.6mm测量引起的相对不确定度分量以实际测量中以单次最大值计算:(L,)=厶I,.)/II=0.61/86.3=0.706%测量断后标距使用量具的误差引入的不确定度分量u(Ll,2)计量合格的卡尺极限误差±0.02mm,【,(厶1.2)=0.02/N/3=O.O115mm2019年第1期新疆钢铁总113期断后标距测量所引人的相对标准不确定度分量是:(L.1)=0.0115/86.3=0.013%L1)=.V/UreL('Lu,1)2I.UmL(Lu,2)2一=%/—0.007062+—0.000132=0.706%3.3计算此热轧带肋钢筋的抗拉强度,屈服强度及延伸率鲁==_397.42~397MPa吐一一_一—_;__一一Rm==等=_560.50~560MP142a—sn一仃×d一7r×一'. ×100%:×100%=23-28%3.4数值修约所引起的不确定度分量评定抗拉强度和屈服强度修约间隔是5N/mm,伸长率修约间隔是0.5%t/(ReL,rOU)=Ⅱ兄rol1)=1.4N/ram2,u()=O.14%3.5合成不确定度的计算llo(ReL)=u(Rd)=,/f):U~l(FoO+(.(R=X/(0.0065×0.0232)+(56.8×o.0202)2+0.00141.15%(R)~[/crm(R)=,/f)2uM)2u(d)zz,/(0.0065x0.0096)十(80.1×0.0202)+0.0014=1.62%u(A)=122~222=,/(0.0143×0.00706)+(0.0176×0.00289)+O.0014=0.14%3.6扩展不确定度的评定u(R)=2u(R)=2×397×1.15%~9(MPa)U(R)=2"(R)=2×560×1.62%18(MPa)【,(A)=2u.(A)=2×23.5×0.14%0.07%3-7测量不确定度报告R.c=397MPa,L『-37MPa,k=2Rm=560MPa,U=46MPa,k=2A=23.5%,U=O.4%,k=24讨论(1)影响拉伸试验结果的因素还有取样部位,试样加工,试样夹持方式,施力同轴性等,但是如夹持采用螺纹钢钳口,固定方式,取样采用直接的未加工试样,这样严格执行相关标准并达到要求,那么其所引起的不确定度即可以忽略不计.(2)试验中使用的相关计量器具的误差引入的不确定度采用了器具的最大示值误差的不确定度数据.参考文献[1】JJF10592019.测量不确定度评定与表示.[2】GB/T228--2019.金属拉伸试验方法.【3]王承忠.测量不确定度直接评定法和综合评定法的几个典型实例.理化检测一物理分册.2019(1).42210～215.。
∮6.5mm HPB235热轧光圆钢筋力学性能检测结果的不确定度评定报告一、概述1、测量方法：依据GB/T228.1-2010 《金属材料室温拉伸试验方法》。
2、评定依据：JJF1059—1999《测量不确定度评定与表示》。
3、环境条件：温度10℃～35℃，温度波动＜2℃/h ，本实验温度为22℃±2℃，相对湿度＜80%RH4、测量标准：WE-300型液压万能材料试验机，检定证书给出为0.3级试验机。
5、被测对象：HPB235，公称直径∮6.5mm,下屈服强度R el ，抗拉强度R m 和断后伸长率A..6、测量过程根据GB/T228.1-2010，在规定环境条件下，选用试验机300 kN 量程，在标准规定的加载速率下，对试样施加轴向拉力，测试其试样的下屈服力和最大力，用计量合格的试验标距和游标卡尺分别给出原始标距并测量出断后标距，最后通过计算得到下屈服强度R el ，抗拉强度R m 和断后伸长率A 。
二、数学模型根据GB/T228.1-2010标准 下屈服强度： R el =2el0el d F 4S F π=抗拉强度： R m =2m0m dF 4S F π=断后伸长率： A=100%L L L 0u — 式中F el 和F m —下屈服力和最大力，kN ；S o —试样平行长度的原始横截面积，mm 2； d 0—试样平行长度的直径，mm ；Lo —试验原始标距（Lo= 5d 0为短比例试样）mm ；—u L 试样拉断后的标距平均值，mm ；A —断后伸长率，%。
三、测量不确定度来源的分析对于钢筋的拉伸试验，根据其特点经分析，测量结果不确定度的主要来源是：1、同一人员试验力值测量重复性所引起的不确定度分量u A1（F el ）和u A1（F m ），属于A 类评定方法；2.试验机最大允差引入的不确定度分量u B1（F el ）和u B1（F m ）, 属于B 类评定方法；3、、试验机度盘最小刻度的判读引入的不确定度分量u B2（F el ）和u B2（F m ）,属于B 类评定方法；4、同一人员断后标距测量结果的重复性引入的不确定度分量u A1（u L ），属于A 类评定方法；5、数值修约所带来的不确定度分量u B3（F el ）、u B3（F m ）、u B1（A ），属于B类评定方法；6、测量用具游标卡尺最小分度值引入的不确定度分量u B2（L），属于Bu类评定方法；7、测量断后标距的打点机引入的不确定度分量u B3（L），属于B类评定u方法；8、不同人员测量重复性带来的测量不确定度u A2（F el）、u A2（F m）、u A2（L），u 属于A类评定方法；9、钢筋直径允许的偏差引入的不确定度分量u B2（d0）、u B2（L0），属于B类评定方法；10、其他原因引入的不确定度u B4（F el）、u B4（F m）、u B4（d0）、u B4（L），u如严格按照检定规程或校准规范的要求控制环境条件，一般情况下可以认为u B4（F el）=u B4（F m）=u B4（d0）=u B4（L）=0。
金属材料拉伸试验测量结果不确定度分析引言
金属材料的拉伸试验是评估金属材料力学性能的重要方法之一。
在实际应用中，拉伸试验测量结果的准确性和可靠性对金属材料的安全性和可靠性具有重要影响。
因此，对拉伸试验测量结果的不确定度进行分析和评估，有助于提高测量结果的准确性和可靠性。
本文将分析金属材料拉伸试验时测量结果的不确定度，并讨论影响拉伸试验测量结果不确定度的因素，以及如何降低测量结果的不确定度。
拉伸试验测量结果的不确定度是指在一定测量条件下，由于各种测量误差的存在，导致测量结果的误差或偏差。
通常，不确定度可以通过标准偏差、扩展不确定度等方式进行表述。
拉伸试验测量结果的不确定度来源主要包括以下几个方面：
1. 仪器误差：包括仪器本身的误差和读数误差。
仪器本身的误差可以通过校准和调试来降低，而读数误差则可以通过提高读数精度来减小。
2. 试样准备误差：拉伸试验对试样的准备要求较高，试样尺寸和形状的误差可能会影响拉伸试验结果的准确性。
3. 操作者误差：操作者不熟悉试验操作规程或存在操作疏忽等都可能引起试验结果的误差。
4. 环境因素：环境因素如温度、湿度、气压等也可能对试验结果产生一定的影响。
如何降低不确定度
为了提高拉伸试验测量结果的准确性和可靠性，可以从以下几个方面进行改进和提高：
1. 选择合适的仪器：选择精度高、稳定性好的测试仪器可以大大减小仪器误差对试验结果的影响。
3. 培训和操作规范：对操作者进行必要的培训，完善操作规范和出现问题的处理方法，可以帮助降低操作者误差。
结论。
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。
IF热轧钢板拉伸试验结果的测量不确定度评定吴伟【摘要】根据GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法》,利用WEW-600型万能材料试验机对某钢厂生产的IF热轧钢板进行了拉伸试验,分析了拉伸试验的不确定度来源,并对每个不确定度分量逐一进行了评定,最终给出了扩展不确定度及测量结果的不确定度报告.结果表明:该拉伸试验的不确定度来源主要包括试验机、量具和试验结果数据修约3个部分;当包含因子k-2时,该IF热轧钢板的下屈服强度ReL=(264±11)MPa,抗拉强度Rm=(318±13) MPa,断后伸长率A=47.5％±0.3％.该方法对金属材料拉伸试验的不确定度评定有一定的参考价值.【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2016(052)006【总页数】5页(P392-396)【关键词】IF热轧钢板;测量不确定度;下屈服强度;抗拉强度;断后伸长率【作者】吴伟【作者单位】攀钢集团研究院有限公司,攀枝花617000;钒钛资源综合利用国家重点实验室,攀枝花617000【正文语种】中文【中图分类】TG113.25众所周知，对材料的任何特征参量(如力学性能、化学成分等)进行测试时，不管试验方案如何完善，试验设备如何先进，其试验结果依然会存有不确定性。
JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》[1]对测量不确定度的定义是：“根据所用到信息，表征赋予被测量值分散性的非负参数”。
实验室的检测能力和检验质量通常用“测量不确定度”来评定，测量不确定度越低，对试验结果的怀疑程度就越低，其可靠度就越高,使用价值也越高。
金属材料拉伸试验由于其破坏特性和不可重复特性，以及材料自身组织的不均匀性，所以试验获得的检测数据存在一定的离散性。
为了系统地评价试验结果，从而对金属材料进行恰当的评判，因而有必要对拉伸试验结果开展测量不确定度的评定。
笔者依照GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》[2]，对IF热轧钢板的力学性能进行了检测，并通过数学模型推导计算对拉伸试验结果的测量不确定度进行了评定，考查了影响测试结果的主要因素，以利于更好地指导检验工作，使测试结果更具可信性[3-6]。
(1) 试样制备：试验材料为某钢厂生产的IF热轧钢板，钢板厚度为3.55 mm，在同一块钢板上制取10个P7号(L0=50 mm)矩形拉伸试样。
(2) 试验温度：GB/T 228.1-2010规定，拉伸试验一般在室温10～35 ℃进行，对温度要求严格的试验，试验温度应为(23±5) ℃;本试验在室温25 ℃下进行,温度变化较小。
(3) 试验仪器：拉力试验机和试验用量具经国家认可计量部门检定均为合格，相关参数如表1所示。
(4) 试验方法：按照GB/T 228.1-2010的要求，使用WEW-600型万能材料试验机将划有原始标距(L0=50 mm)的矩形试样拉伸直至断裂，测试IF热轧钢板的下屈服强度ReL、抗拉强度Rm、断后伸长率A;试验控制模式和试验速率为GB/T 228A224[2]。
2.1 强度IF热轧钢板的强度指标主要包括两个参数：下屈服强度和抗拉强度。
抗拉强度是试样断裂前最大力除以试样原始横截面积，是材料在拉伸条件下所能承受的最大载荷下的应力。
在试样屈服期间，不计初始瞬时效应时的最小应力称为下屈服强度，是宏观塑性变形开始的一种标志。
强度计算的数学模型如下:式中：R可为下屈服强度ReL或抗拉强度Rm，MPa；F为与R对应的拉力，可为FeL或Fm，N；S0为试样原始横截面积，mm2；a为试样厚度，mm；b为试样宽度，mm。
2.2 断后伸长率断后伸长率是断裂后试样标距长度的相对伸长值，其数学模型如下：式中：L0为试样原始标距长度，mm；Lu为试样断裂后标距长度，mm；A可为A50 mm,A60 mm,A80 mm,A100 mm等,%。
对于IF热轧钢板的拉伸试验，温度在室温10～35 ℃变化不大，因此温度对试验结果的影响忽略不计。
另外，与试验有关的因素还有试验人员、试验方法、试样弯曲度、材料均匀性、试样夹持方式、施力同轴性、试验控制方式等，但目前还没有足够的定量数据，可以忽略。
结合对IF热轧钢板试样进行拉伸试验的实际情况，将影响该试验结果的不确定度来源列入表2。
在同一试验条件下进行10次拉伸试验，结果见表3，将表3中数据代入式(1)和式(2)可得IF热轧钢板的下屈服强度ReL=263.78 MPa，抗拉强度Rm=318.25 MPa，断后伸长率A=47.36%。
按照GB/T 228.1-2010修约后ReL=264 MPa，Rm=318 MPa，A=47.5%。
表3中的试验标准偏差由贝塞尔公式计算得到。
5.1 试样厚度a测量引入的不确定度分量ua(1) 试样厚度测量重复性引入的标准不确定度分量为: uA1=Sa=0.013 15 mm。
(2) IF热轧钢板试样的厚度采用千分尺来测量，表1中千分尺允许误差为±0.01 mm。
区间内可视为均匀分布，包含因子，区间半宽aB1=0.01 mm，则千分尺允许误差引入的标准不确定度分量为=0.005 77 mm。
由于uA1和uB1两分量互不相关，可合成不确定度为由以上可得试样厚度a测量引入的不确定分量为。
则有：0.014 36=-1.069 4 MPa；0.014 36=-1.290 3 MPa。
5.2 试样宽度b测量引入的不确定度分量ub(1) 试样宽度测量重复性引入的标准不确定度分量为：uA2=Sb=0.102 50 mm。
(2) 游标卡尺的允许误差为±0.02 mm，则区间半宽aB2=0.02 mm，区间内服从均匀分布，包含因子，则游标卡尺允许误差引入的标准不确定度分量为=0.011 5 mm。
由于uA2和uB2两分量互不相关，可合成不确定度为=0.103 14 mm。
由以上可得试样宽度b测量引入的不确定分量为。
则有：0.103 14=-1.089 9 MPa；0.103 14=-1.315 0 MPa。
5.3 力F测量引入的不确定度分量uF(1) 试验机力测量重复性引入的标准不确定度分量为；(2) WEW-600型拉力试验机检定证书示值允差为±1%，区间内可视为均匀分布，包含因子，则试验机示值允差引入的标准不确定度分量为：×23 322.37=134.651 8 N；。
由于两分量互不相关，可合成不确定度为：。
由以上可得，力F测量引入的不确定度分量为。
则有：；。
5.4 试验结果数据修约引入的不确定度分量uB4GB/T 228.1-2010规定，下屈服强度ReL、抗拉强度Rm修约到1 MPa[2]。
区间内服从均匀分布，包含因子，区间半宽aB4=0.5 MPa，则试验结果数据修约引入的不确定度分量为。
5.5 合成标准不确定度评定由于以上各分量互不相关，而且数学模型中均为乘除关系，所以合成不确定度为：uc(ReL)={[ua(ReL)]2+[ub(ReL)]2+[uF(ReL)]2+[uB4)]2}1/2=[(-1.069 4)2+(-1.089 9)2+5.238 72+0.288 72]1/2=5.464 3 MPa；uc(Rm)={[ua(Rm)]2+[ub(Rm)]2+[uF(Rm)]2+[uB4)]2}1/2=[(-1.290 3)2+(-1.315 0)2+5.971 02+0.288 72]1/2=6.255 4 MPa。
5.6 扩展不确定度评定扩展不确定度等于包含因子与合成标准不确定度的乘积，取包含因子k=2，则：U(ReL)=kuc(ReL)=2×5.464 3=10.928 6 MPa，取U(ReL)=11 MPa；U(Rm)=kuc(Rm)=2×6.255 4=12.510 8 MPa，取U(Rm)=13 MPa。
6.1 灵敏系数IF热轧钢板试样原始标距L0对断后伸长率A的灵敏系数为=-0.029 5 mm-1。
IF 热轧钢板试样断后标距Lu对断后伸长率A的灵敏系数为。
6.2 断后标距测量重复性引入的标准不确定度分量uLA1断后标距Lu的测量重复性引入的标准不确定度分量uLA1按A类进行评定。
原则上，试样拉断后，断裂位置在原始标距内均视为有效。
在本试验中，IF热轧钢板试样断口位置均在试样中部。
则断后标距测量重复性引入的标准不确定度分量为：uLA1=SL=0.571 93 mm。
6.3 原始标距标记引入的标准不确定度分量uLB1GB/T 228.1-2010规定,原始标距的标记应准确到±1%[2]，即标点机的示值误差应≤±1%，原始标距L0是采用打点机一次性做出标记。
从最大偏离考虑，区间内服从均匀分布，包含因子，区间半宽aLB1=0.01，则=0.288 7 mm。
6.4 游标卡尺允许误差引入的标准不确定度分 (〗量uLB2)〗IF热轧钢板试样的断后标距采用游标卡尺来测量，表1中给出的游标卡尺允许误差为±0.02 mm，则区间半宽aLB2=0.02 mm，区间内服从均匀分布，包含因子，则=0.011 5 mm。
6.5 试验结果数据修约引入的标准不确定度分 (〗量uLB3)〗GB/T 228.1-2010规定，断后伸长率修约到0.5%[2]，区间半宽aLB3=0.25%，区间内服从均匀分布，包含因子，则。
6.6 合成标准不确定度评定由于断后伸长率A类不确定度分量与B类不确定度分量是相互独立的，所以合成不确定度为：uc(A)=[(cL0uLB1)2+(cLuuLA1)2+(cLuuLB2)2+(uLB3)2]1/2=[(-0.029 5)2×0.288 72+0.022×0.571 932+0.022×0.011 52+0.1443%2]1/2=0.145 0%。
6.7 扩展不确定度评定取包含因子k=2，则IF热轧钢板试样断后伸长率A的扩展不确定度为：U(A)=kuc(A)=2×0.145 0%=0.29%，取U(A)=0.3%。
IF热轧钢板拉伸试验测量不确定度评定结果为：ReL=(264±11)MPa，k=2；Rm=(318±13) MPa,k=2；A=47.5%±0.3%，k=2。
(1) 不确定度的来源必须根据测量的实际情况进行分析，应避免遗漏对测量结果影响较大的不确定度来源。
IF热轧钢板拉伸试验的不确定度来源主要包括试验机、量具、试验结果数据修约3个部分。
(2) 通过分析IF热轧钢板拉伸试验结果的测量不确定度的评定过程，试验速率满足国家标准要求，对试验结果影响很小，在测量不确定度评定时，就不需要将试验速率影响引入的标准不确定度分量单独考虑。
