拉伸试验测量结果不确定度评定1.过程概述： 1.1方法及评定依据JJF1059-1999测量不确定度评定与表示 JJG139-1999拉力、压力和万能试验机机定规程 GB/T228-2002金属材料室温拉伸试验方法 JJF1103-2003万能试验机计算机数据采集系统评定1.2 环境条件试验温度为18℃，湿度40%。

1.3 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，计算截面积S 0；然后用WAW-1000C 微机控制电液伺服液压万能试验机以规定速率施加拉力，直至试样断裂。

在同一试验条件下，试验共进行10次。

2 拉伸试验测量结果不确定度的评定评定Q235钢材以三个试样平均结果的抗拉强度和塑性指标的不确定度 使用10个试样，得到测量结果见下表1。

实验室标准偏差按贝塞尔公式计算112)(-=∑-=n i ni jX Xs式中：∑==ni Xi n X 11表1 重复性试验测量结果2.1抗拉强度不确定度评定数学模型Rm =Fm/Sou rel(Rm )= )()()()(2222mvrelrelmrelrelRuSuFurepu+++式中：Rm—抗拉强度Fm—最大力S—原始横截面积rep—重复性Rmv—拉伸速率对抗拉强度的影响2.1.1 A 类不确定度分项u rel （rep ）的评定本例评定三个试样测量平均值的不确定度，故应除以3。

u rel （rep ）=3S ＝3%627.0=0.362% 2.1.2最大力F m 的B 类相对不确定度分项u rel （F m ）的评定 （1）试验机测力系统示值误差带来的不确定度u rel （F 1）万能试验机为1.0级，其示值误差为±1.0%，按均匀分布考虑K=3则：u rel （F 1）=%577.03%0.1=（2）标准测力仪的相对标准不确定度u rep （F 2）使用0.3级的标准测力仪对试验机进行鉴定，JJG144-1992中给出了R=0.3%。

则其相对标准不确定度为：u rel （F 2）=%106.083.2=R（3）计算机数据采集系统带来的相对标准不确定度u rep （F 3）根据JJF-2003计量技术规范中给出，计算机数据采集系统所引入的B 类相对标准不确定度为0.2%。

u rel （F 3）=0.2% （4）最大力的相对标准不确定度分项u rel （F m ）u rel （F m ）=)()()(322212F u F F u rel rel rel u ++=0.620% 2.1.3原始横截面积S 0 的相对标准不确定度分项u rel （S 0）的评定： 根据GB/T228-2002 标准中，测量原始横截面积时，测量每个尺寸应准确到±0.5%。

S 0 =ab )(0S u rel =)(a u rel +)(b u rel (1)测量宽度a 引入的不确定度)(a u rel ＝%289.03%5.0=(2)测量厚度b 引入的不确定度)(b u rel ＝%289.03%5.0= 则 )(0S u rel =)(a u rel +)(b u rel ＝0.578%2.1.4拉伸速率影响带来的相对标准不确定度分项)(mv rel R u试验得出，在拉伸速率变化范围抗拉强度相差10MPa ，所以拉伸速率对抗拉强度的影响为±5MPa ，按均匀分布考虑：u （Rmv）=887.235= u rel （R mv ）=%611.01.472887.2= 2.1.5抗拉强度的相对合成不确定度u c rel (R m )=)()()()(20222mv rel rel m rel rel R u S u F u rep u +++＝2222%)611.0(%)578.0(%)620.0(%)362.0(+++ ＝1.106%2.1.6抗拉强度的相对扩展不确定度取包含概率p=95%，按K ＝2 U rel (R m )＝k ·u c rel (R m ) U rel (R m )＝2·1.106%＝2.212% 2.2上屈服强度不确定度评定 数学模型R m =F eH /S 0u rel (R Eh )= )()()()(20222mHv rel rel eH rel relR u S u F u rep u +++ 式中：R Eh —上屈服强度 F Eh —上屈服力 S 0—原始横截面积 rep —重复性R mHv —拉伸速率对上屈服强度的影响 2.2.1 A 类不确定度分项u rel （rep ）的评定本例评定三个试样测量平均值的不确定度，故应除以3。

u rel （rep ）=3S ＝3%896.0=0.517% 2.2.2上屈服力F Eh 的B 类相对不确定度分项u rel （F Eh ）的评定 （1）试验机测力系统示值误差带来的不确定度u rel （F Eh1）万能试验机为1.0级，其示值误差为±1.0%，按均匀分布考虑K=3则：u rel （F 1）=%577.03%0.1=（2）标准测力仪的相对标准不确定度u rep （F Eh2）使用0.3级的标准测力仪对试验机进行鉴定，JJG144-1992中给出了R=0.3%。

则其相对标准不确定度为：u rel （F 2）=%106.083.2=R（3）计算机数据采集系统带来的相对标准不确定度u rep （F Eh3）根据JJF-2003计量技术规范中给出，计算机数据采集系统所引入的B 类相对标准不确定度为0.2%。

u rel （F Eh 3）=0.2% （4）最大力的相对标准不确定度分项u rel （F eHm ）u rel （F eHm ）=)()()(eH32eH22eH12F u F F u rel rel rel u ++=0.620%2.2.3原始横截面积S 0 的相对标准不确定度分项u rel （S 0）的评定：根据GB/T228-2002 标准中，测量原始横截面积时，测量每个尺寸应准确到±0.5%。

S 0 =ab )(0S u rel =)(a u rel +)(b u rel (1)测量宽度a 引入的不确定度)(a u rel ＝%289.03%5.0= (2)测量厚度b 引入的不确定度)(b u rel ＝%289.03%5.0= 则 )(0S u rel =)(a u rel +)(b u rel ＝0.578%2.2.4拉伸速率影响带来的相对标准不确定度分项)(eHv rel R u试验得出，在拉伸速率变化范围抗拉强度相差10MPa ，所以拉伸速率对抗拉强度的影响为±5MPa ，按均匀分布考虑：u （ReHv）=887.235= u rel （R eHv ）=%611.01.472887.2= 2.2.5上屈服强度的相对合成不确定度u rel (R Eh )= )()()()(20222eHv rel rel eH rel relR u S u F u rep u +++ ＝2222%)611.0(%)578.0(%)620.0(%)517.0(+++＝1.166%2.2.6上屈服强度的相对扩展不确定度取包含概率p=95%，按K ＝2 U rel (R eH )＝k ·u c rel (R eH ) U rel (R eH )＝2·1.166%＝2.332% 2.3规定塑性延伸强度不确定度评定 数学模型R p0.2=F p0.2/S 0u rel (R p0.2)= )()()()(2.02022.022Hv p rel rel p rel rel R u S u F u rep u +++式中：R p0.2—规定塑性延伸强度 F p0.2—规定塑性延伸力 S 0—原始横截面积 rep —重复性R p0.2Hv —拉伸速率对上屈服强度的影响 2.3.1 A 类不确定度分项u rel （rep ）的评定本例评定三个试样测量平均值的不确定度，故应除以3。

u rel （rep ）=3S ＝3%859.0=0.496% 2.3.2规定塑性延伸力F p0.2的B 类相对不确定度分项u rel （F p0.2）的评定 （1）试验机测力系统示值误差带来的不确定度u rel （F p0.21）万能试验机为1.0级，其示值误差为±1.0%，按均匀分布考虑K=3则：u rel （F 1）=%577.03%0.1=（2）标准测力仪的相对标准不确定度u rep （F p0.22）使用0.3级的标准测力仪对试验机进行鉴定，JJG144-1992中给出了R=0.3%。

则其相对标准不确定度为：u rel （F 2）=%106.083.2=R（3）计算机数据采集系统带来的相对标准不确定度u rep （F p0.23）根据JJF-2003计量技术规范中给出，计算机数据采集系统所引入的B 类相对标准不确定度为0.2%。

u rel （F p0.23）=0.2% （4）引伸计带来的相对标准不确定度u rel （F p0.24）规定塑性延伸力是按如下方法得到的：在力－延伸曲线图上，划一条与曲线的弹性直线段部分平行，且在延伸轴上与此直线的距离等效于规定塑性延伸率0.2%。

此平行线与曲线的交截点给出相应于所求规定塑性延伸强度的力。

由于无法得到力－延伸曲线的数学表达式，我们不能准确地得到引伸计测量应变的相对标准不确定度u rel （△L ）与力值的相对标准不确定度u rel (F p0.2)之间的关系。

为得到两者之间的近似关系，通过交截点与曲线作切线，与延伸轴的交角为a 。

则引伸计测量应变的相对标准不确定度u rel （△L ） 与引伸计对力值带来的相对标准不确定度u rel (F p0.2) 近似符合下式：u rel (F p0.2)=)(tan L u a rel ∆•1级引伸计的相对误差为匀分布考虑。

u rel （F p0.24）=%577.03%0.1=在实际操作中 角与坐标轴的比例有关，L F a ∆∆=tan 本例中在交截点0≈∆∆LF则u rel （F p0.24）＝u rel （△L ）＊0≈∆∆LF规定塑性延伸力的相对标准不确定度分项u rel （F 0.2）u rel （F p0.2）=)()()()(p0.242p0.232p0.222p0.212F u F u F F u rel rel rel rel u +++=0.620%2.3.3原始横截面积S 0 的相对标准不确定度分项u rel （S 0）的评定： 根据GB/T228-2002 标准中，测量原始横截面积时，测量每个尺寸应准确到±0.5%。