钢材力学性能检测各参数的不确定度.docx

钢材力学性能检测参数的不确定度分析与评定 （成都明晟建设工程质量检测有限公司 梁章立） 一、概述： 本公司仅对常规建筑用钢筋（HRB335、HRB400、HPB235、HPB300、CRB550） 进行力学性能检测，检测的参数有屈服强度、抗拉强度、伸长率、最大力总伸长率、强屈比、屈标比、重量偏差、冷弯性能。其中需要进行测量的值有：屈服强度、抗拉强度、伸长率、重量偏差、最大力总伸长率、强屈比、屈标比等7 个参数。 二、计算、测量及分析的引用依据： GB/T228.1-2010《金属材料室温拉伸试验方法》JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》GB/T16825.1-2008《静力单轴试验机的检验》 GB/T22066-2008《静力单轴试验机用计算机数据采集系统的评定》 抗拉强度不确定度的评定 一、不确定度影响因素来源分析： 1、试样的力学性能稳定性，试样来自于验收批钢筋，取自不同位置，其力学性能等待测量并非恒定不变，具有波动性，此影响因素用 A 类评定结果包涵； 2、设备的影响，包括设备检定所用的测力计带来的不确定度影响、检定不确定度、数据采集系统带来的不确定度，合成为设备带来的不确定度；3、夹持部位滑动产生的数据不确定度影响；4、检测过程中拉伸速率带来的不确定度影响；5、温度、湿度所带来的不确定度影响；6、面积测量的不确定度，因钢筋拉伸试验采用试样的公称面积，为一常数，此影响不考虑；7、数值修约带来的影响。 二、数学模型： 式中： — — 抗拉强度 — 夹持部位滑动产生的拉力影响，该值计算时取值为 0，不确定度为 — 试件力学性能波动影响及各种重复性测量的影响，该值计算时取值为 0， 不确定度为 — — 最大力，不确定度为 — — 拉伸速率对强度的影响，该值计算时取值为 0，不确定度为 — — 数值修约对强度的影响，该值计算时取值为 0，不确定度为 — — 抗拉强度，不确定度为 — 温度对抗拉强度的影响，该值计算时取值为 1，不确定度为 — 湿度对抗拉强度的影响，该值计算时取值为 1，不确定度为 — 钢筋公称面积，不确定度为 ，因 为常数，因此简化可为： 其中： — 最大力，不确定度为 — 样品固有的最大力，该值无偏差，为固定值，不确定度为 — 万能试验机示值允许偏差影响值，其值可视为 ，不确定度为 — 检定用测力计的修正值，其值可视为 ，不确定度为 — 数据采集系统的修正值，其值可视为 ，不确定度为三、抗拉强度不确定度的公式推导： 以上各影响因素视为相互之间无关联，可推导得抗拉强度的不确定度公式为： 其中： 由于目前为止未有任何科研单位作出温度、湿度对钢筋抗拉强度影响的相关研究，且公司力学试验室在标准规定的温度、湿度范围内，故取： 因夹具滑移可以采用给夹具上油等方法降低其影响，故 因此： 四、A 类相对标准不确定度分项评定： 取 10 个试样进行抗拉强度的测量，另取2 个作为评定试样。10 个试样测量后计算平均值、标准差（标准偏差， 4 位有效数字），然后计算相对标准偏差 s （俗称变异系数，百分比、4 位有效数字） A 类相对不确定度分项：(百分数、保留 4 位有效数字) 因单根钢筋测量结果为 1 个，因此 k= 五、最大力的 B 类标准不确定度分项评定： 1、万能试验机的示值误差带来的相对标准不确定度： 1%为 1 级万能试验机的允差为±1.0%，按均匀分布考虑，k= 2、标准测力计引入的相对不确定度的评定： 一般采用 0.3%级标准测力计进行检定，重复性 R=0.3%，视为重复性极限，k=2.83 3、计算机数据采集系统带来的相对标准不确定度评定： 根据引用依据中的相关规定，得以上数值 4、最大力的相对标准不确定度分项（设备固有的影响） 5、拉伸速率影响带来的不确定度评定： 根据相关资料并结合公司实际测量情况，拉伸速率变化范围内抗拉强度最大相差 10MPa,所以拉伸速率对抗拉强度的影响为±5MPa，按均匀分布考虑： （ ） 6、数值修约带来的不确定度评定： 强度修约间隔为 5MPa ，按均匀分布考虑，修约带来的标准不确定度分项为 （ ） 六、制作抗拉强度的相对合成不确定度表，合成抗拉强度的不确定度七、抗拉强度的相对扩展不确定度 取包含概率 ，按 k=2 屈服强度不确定度的评定 计算程序同抗拉强度不确定度的评定 断后伸长率不确定度的评定 一、不确定度影响因素的来源： 1、游标卡尺的不确定度；2、原始标距的不确定度；3、断后标距的不确定度；4、温度对量测长度的影响所产生的不确定度；5、湿度对量测长度的影响所产生的不确定度；6、量测方法所产生的影响；7、修约带来的影响 二、数学模型 其中： 视为一个与 不相关的测量值 最大力总延伸率不确定度的评定 一、不确定度影响因素的来源： 1、游标卡尺的不确定度；2、原始标