拉伸试验测量结果不确定度评定

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。

金属拉伸试验抗拉强度测量不确定度评定报告编制人：何去何从日期：2012.3.12四川宜宾普什铸造公司检测中心1 引言抗拉强度是金属材料的重要力学性能指标。

根据JJF1059-1999《测量不确定度评定和表示》及CNAS-GL05《测量不确定度要求的实施指南》,对同炉浇注的康明斯NG4缸体单铸试棒HT300(Φ20)的抗拉强度测量的不确定度进行了评定。

1.1试验依据：金属材料拉伸试验检测标准GB /T228.1-2010《金属材料室温拉伸试验方法》，1.2被测对象：康明斯NG4缸体,HT300，圆形试棒，试棒标称原始直径20mm。

1.3测量仪器：KQP-1000B型万能材料试验机(计量检定合格为 1 级,示值相对最大允许误差±0.30 %) ，计量检定合格的数显0～150 mm 游标卡尺。

1.4环境要求：试验一般在10～30℃的室温中进行,对温度要求较高的试验室温应控制在23±5℃,本试验在20℃条件下进行。

2 建立数学模型根据拉伸试验抗拉强度R m计算公式：Rm =2 4dFmRm——抗拉强度，MPaFm—最大试验力，KN；d—试棒原始直径，mm。

3 测量不确定度来源分析测量不确定度通常由测量过程的数学模型和不确定度的传播律来评定。

根据数学模型及试验条件，本试验考虑的不确定度来源及评定方法见表1。

π的不确定度可通过取适当的有效位而忽略不计，本试验中π取3.14159。

表1 不确定来源及评定方法4.1重复性引入的不确定度u rep( R m)相同一条件下,在KQP-1000B试验机上,按照GB/T228.1-2010标准连续测定8个同炉浇注的试棒，可认为是重复测定同一试样,测量结果列入表2 。

由表2可得：试样原始直径的样本均值d0 = 19.94mm ,最大力的样本均值Fm=94.01 KN ,抗拉强度样本均值R m =301 MPa ,据标准差计算公式，可算出本次试验的 u rep ( R m ) =3.00MPa .表2 原始直径d0、最大力Fm和抗拉强度Rm抗拉强度重复性测量引入的相对标准不确定度为：%997.0%10030100.31=⨯=u4.2试样直径测量引起的不确定度分量的评定圆柱形试样的标称直径d 0 为20 mm ,用0～150mm 数显游标卡尺测量。

钢筋拉伸强度测量不确定度的评估1. 方法概述按GB/T11181-2003标准，测量了钢丝的拉伸强度。

本文分析了钢丝拉伸强度测量不确定度的来源，利用测量获得的结果及其他相关资料，测定了该测量结果的不确定度。

1.1测量依据：GB/T11181-2003。

1.2测量原理：试样以恒定的拉伸速度（100±1mm/min ）被拉伸，直至拉伸，记录拉伸过程的最大力值，再除以钢丝的横截面积即为拉伸强度。

1.3环境条件：23±5℃。

1.4仪器设备：万能试验机，游标卡尺。

2.测量结果本测量为间接测量，钢丝的破断力用万能试验机测量，钢丝横截面为圆形，直径用游标卡尺测量，因为仪器示值偏差较小，不对仪器示值进行修正，拉伸强度R m 按下式计算：)1...(....................d4R2πFA F m == 式中：F ——钢丝破断力测量结果，N A ——钢丝横截面，mm 2d ——钢丝直径，mm3.不确定度的主要来源和分析测量过程的不确定度的主要来源有：1） 影响拉伸强度测量结果的随机因素较多，主要有试样不均匀、仪器的变动性、操作的差异和模拟式计量器具的读数偏差等因素； 2） 仪器校准的不确定度。

4.数学模型在实际评定中很难分别定量地研究每个影响因素的影响。

比较简便易行的方法是在重复性测量条件下测量同一批次的多个试样，计算该观测列的标准偏差，作为各种随机因素合成重复性不确定度分量。

通常，将测量结果乘以重复性系数rep f ，该数值等于1，其标准偏差等于测量结果的相对合成标准不确定度。

评定不确定度的数学模型应写为：)2.....(....................d4R rep 2f FA F m π==5．不确定度分量的评定5.1测量不确定度的评定5.1.1测量重复性引入的不确定度分量影响检测结果重复性的因素主要有测量仪器的变动性、人员操作和读数差异、样品不均匀等因素。

统计分析在重复性测量条件下一系列测量结果，即可得到各种随机因素合并引起的重复性不确定度分量。

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%。

金属材料拉伸试验测量结果不确定度分析拉伸试验是一种常用的金属材料性能测试方法，通过测定材料在拉伸过程中的应力和应变关系，可以获得材料的一些重要性能指标，如屈服强度、抗拉强度、延伸率等。

然而，在实际测试中，由于各种因素的影响，测试结果往往存在一定的不确定度，这对于材料的实际应用和研究有着重要的影响。

因此，本文将对金属材料拉伸试验测量结果不确定度进行分析。

1.拉伸试验的基本原理拉伸试验是通过施加一个拉力，使试样沿着其轴向发生变形，然后测定变形量和施加力之间的关系，从而获得材料的力学性能数据。

在一般情况下，拉伸试验主要包括以下步骤：准备试样、安装试样、施加负载、记录数据等。

在测试过程中，应该尽可能减小外界因素的干扰，以获得准确的测试结果。

在拉伸试验中，存在多种因素会对测试结果产生影响，需要对其进行分析和评价，以确定测试结果的不确定度。

具体来说，拉伸试验结果的不确定度主要来源于以下几个因素：1）试样的制备：试样的制备质量将直接影响测试结果的准确性和精度。

如果制备不均匀或存在缺陷，将导致拉伸试验中材料发生异常的变形，从而影响测试结果。

3）测试条件的控制：温度、湿度等环境因素以及测试速度等测试条件对结果具有极大的影响，需要在测试前进行充分的控制和标准化。

4）人为误差：测试操作人员的技能水平和经验，以及测试记录的准确性和可读性都会影响测试结果的准确性。

3.拉伸试验结果的不确定度评价方法为了获得准确的测试结果，并确定测试结果的不确定度，需要使用一些统计方法来评价不确定度。

这些方法包括：参数估计法、置信区间法、容差分析法等。

其中，参数估计法是通过测量数据来估计测试值和不确定度的方法，包括最小二乘法、方差分析法、最大似然估计法等。

置信区间法是通过确定数据集合的置信区间来估计测试值和不确定度的方法，包括平均值法、t分布法等。

容差分析法是在一定的允许误差和信任水平下，对影响测试结果的因素进行评价和分析。

4.总结拉伸试验是一种精度较高的金属材料性能测试方法。

拉伸试验测量不确定度的评定1.测量原理拉伸强度以试验过程中最大作用力除以试样截面积表示，忽略温度对测量结果的影响（即温度受控）。

2.数学模型在温度和其他条件不变时，拉伸强度表示为：F bT sb = ————W·t式中：T sb —拉伸强度MPa；F b—试样断裂时记录的力值，N；W —裁刀狭小平行部分的宽度，mm；t —试样的厚度，mm。

于是：u2crel(T sb) = u2rel(F b) + u2rel(W) + u2rel(t)3.测量不确定度分量。

（以2003053为例）1)厚度测量引入的相对不确定度分量（u rel(t)）①厚度计示值标准不确定度。

0.01×2×(1/10)u t1 = ————————= 1.15μm√3②校验厚度计时引入的不确定度。

鉴定证书给出的是合格。

根据JJG34—1996计量规程，合格为准确度等级1，查表百分表示值误差为20μm.。

20μm.u t2 = ————= 11.55μm√3③测量人员在测量试样厚度时引入的不确定度，可由多次重复测量利用熟知的统计方法（例如贝塞尔公式）进行评定。

因此为A类不确定度评定。

10次的平均值t = —∑t i =1/10×18.86mm =1.886mm10∑v i = 0 是一个约束条件，即限制数为1，由此可见得自由度v=n-1,试验标准差S（t i）按贝塞尔公式计算：∑（t i-t）2 ∑（t i-t）2（14.4×10-4）2S（ti）= —————= —————= ——————n-1 10-1 9= 1.26×10-2mm = 12.6μm.所以厚度测量引起的标准不确定度为：u t = u t12 +u t22 +u t32 = 1.152+11.552+12.62 =17.13μm.=0.01713mmu t0.01713所以相对不确定度u rel(t)= ———= ————= 0.908%1.886 1.8862）宽度引入的相对不确定度裁刀的不确定度。

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对金属材料力学性能进行评价的重要方法之一，而对拉伸试验测量结果的不确定度分析则是评价和提高测试数据可靠性的关键环节。

本文将对金属材料拉伸试验测量结果不确定度的分析进行探讨，以期提高对金属材料性能评价的准确性和可靠性。

1.1 实验设备的分辨率和精度拉伸试验的测量结果不确定度受到实验设备的分辨率和精度的影响。

拉伸试验机的载荷传感器和位移传感器的分辨率和精度，会直接影响到试验中测得的载荷和位移数据的准确性。

试样的尺寸测量、截面面积测量等实验设备的精度也会影响到拉伸试验测量结果的准确性。

1.2 试样制备和标定误差试样的几何形状和尺寸精度受到试样制备过程的影响，试样的几何尺寸测量精度和截面积计算误差等都会影响到拉伸试验测量结果的准确性。

试样的标定误差也会对拉伸试验测量结果的不确定度造成影响。

1.3 实验环境的影响实验环境的温度、湿度等因素会对实验设备和试样的性能产生影响，从而影响到拉伸试验测量结果的准确性。

在拉伸试验中需要对实验环境进行控制和记录，以降低实验环境对拉伸试验测量结果的不确定度产生的影响。

1.4 操作人员技能和操作误差操作人员的技能和经验直接影响到拉伸试验的操作质量，例如试样安装、负荷施加、位移测量等操作都需要操作人员具备一定的技能和经验，否则将会产生较大的操作误差，从而影响到拉伸试验测量结果的准确性。

在实际操作中需要对操作人员进行培训和监督，提高操作技能和减少操作误差的产生。

2.1 不确定度的类型拉伸试验测量结果的不确定度可以分为随机不确定度和系统不确定度两种类型。

随机不确定度是由于试样的不均匀性、试验设备的测量误差等造成的不确定度，而系统不确定度则是由于试验设备、试样制备和标定等方面的系统性误差所导致的不确定度。

对这两种类型的不确定度进行分析，可以全面评价拉伸试验测量结果的可靠性。

对拉伸试验测量结果的不确定度进行分析，可采用GUM(指导亚模型)方法和Monte Carlo模拟方法。

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。