钢筋拉伸试验测量不确定度的分析与评定.doc

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钢筋拉伸试验测量不确定度的分析与评定

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摘要：本文以热轧光圆钢筋为例，分析了影响钢筋拉伸试验测量不确定度的各种因素，并对钢筋拉伸试验中的抗拉强度、下屈服强度、断后伸长率测量不确定度进行了评定。

关键词：钢筋；拉伸试验；测量不确定度；评定

引言

在检测过程中，几乎不可能得到绝对准确的结果（真值），只能得到近似接近于真值的测量结果。测量不确定度是与测量结果关系密切的参数，表征合理赋予被测量结果的分散性。拉伸试验作为物理机械性能检测的基本试验之一，因此对其进行测量不确定度评定非常必要。本文根据JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》对钢筋抗拉强度的测量不确定度进行评定[1]。

钢筋拉伸试验主要用于检测钢筋的抗拉强度、屈服强度、规定塑性延伸强度、规定总延伸强度、断后伸长率等参数，本文选取日常检测活动中常见的抗拉强度、下屈服强度和断后伸长率为例，进行测量不确定度的分析和评定。

试验方法:GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》[2]；并根据标准要求，强度结果修约至1，断后伸长率修约至0.5%。

被测对象：标称直径φ10mm的热轧光圆钢筋试样，采用50mm标距。

测试设备：三思纵横WAW-600微机控制电液伺服万能试验机；最小分度0.01mm，200mm量程的数显游标卡尺；最小分度0.001mm，量程为25mm的数显千分卡尺；钢筋标距仪（有效标距长度29cm，本实验室采用最小分度0.02mm，量程300mm的游标卡尺进行自校）。

测试环境：本次试验室温为28℃，相对湿度70%。

表1钢筋拉伸试验的测量结果

试样编号

直径d0

mm

抗拉强度Rm

下屈服强度ReL

断后伸长Lu-L0

mm

断后伸长率A

%

1

10.251

514

376

13.98

28.0

2

10.335

515

377

13.56

27.0

3

10.319

512

382

14.35

29.0

4

10.228

514

378

14.15

28.5

5

10.253

516

377

14.04

28.0

平均值

10.277

514

378

14.02

28.1

标准偏差Sj

/

1.483

2.345

/

0.742

相对标准偏差S/%

/

0.288

0.620

/

2.639

数学模型

依据标准GB/T228.1-2010：

下屈服强度；抗拉强度；断后伸长率

（其中：FeL为下屈服力，单位N；Fm为最大力，单位N；S0为原始横截面积，单位mm2；L0为原始标距，单位mm；Lu断后标距，单位mm。）

测量不确定度来源分析

3.1原始横截面积测量的不确定度。

原始横截面积的测量不确定度主要来源于数显千分卡尺的测量精度。

3.2最大力和下屈服力测量的不确定度。

最大力和下屈服力的测量不确定度主要来源以下两方面：①试验机的测量精度；②试验机校准因素。

3.3原始标距和断后标距伸长量测量的不确定度。

原始标距和断后标距伸长量测量的不确定度主要来源以下两方面：①标距原始标距用标距仪误差引入的不确定度；②标距仪自校使用游标卡尺误差引入的不确定度；③断后伸长量测量误差。

3.4数值修约引入的不确定度。

3.5拉伸速率引入的不确定度。

标准不确定度的分析

4.1抗拉强度测量不确定度的评定

4.1.1重复性测量引入的A类相对不确定度分量的评定

本次测量不确定评定分析3个试样检测值平均值的不确定度，故应除以：

4.1.2最大力的测量引入的B类相对不确定度分量的评定

（1）0.5级拉力试验机示值误差引入的误差为±0.5%，按均匀分布计算，则测力系统示值误差引入的B类相对不确定度为：

（2）根据JJG139-2014《拉力、压力和万能试验机检定规程》，0.1级标准测力仪用于检定0.5级试验机[3]。重复性R=0.1%，则测力仪引入的B类相对不确定度为：

[4]

合成B类相对不确定度

4.1.3原始横截面积测量引入的B类相对不确定度分量的评定

试样采用数显千分卡尺测量直径，根据JJG21-2008《千分尺检定规程》中“0-25mm的数显千分卡尺的最大示值允差为±0.002mm”[5]。按均匀分布计算，，直径平均值10.277mm，则直径测量引入的B类相对不确定度为：

故面积测量引入的B类相对不确定度为：

4.1.4数值修约引入的B类相对不确定度的评定

根据标准要求，强度修约至1，故间隔为1，按均匀分布计算，则数值修约引入的B类相对不确定度为：

4.1.5拉伸速率影响引入的B类相对不确定度的评定

根据标准GB/T228.1-