钢材力学性能检测各参数的不确定度

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1、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》JJF10

2、59-1999《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

3、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：Rm=f1f2Fm+Fj+FbS0+RmV+Rx式中：Rm——抗拉强度Fj——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ureljFb——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urel(rep)Fm——最大力，不确定度为ure

4、l(Fm)RmV——拉伸速率对强度的影响，该值计算时取值为0，不确定度为urel(RmV)Rx——数值修约对强度的影响，该值计算时取值为0，不确定度为urel(Rx)Rm——抗拉强度，不确定度为ucrel(Rm)f1——温度对抗拉强度的影响，该值计算时取值为1，不确定度为urel(f1)f2——湿度对抗拉强度的影响，该值计算时取值为1，不确定度为urel(f2)S0——钢筋公称面积，不确定度为urelS0，因S0为常数，因此urelS0=0简化可为：Rm=FmS0其中：Fm=Fy+F1+F2+F

5、3Fm——最大力，不确定度为urel(Fm)Fy——样品固有的最大力，该值无偏差，为固定值，不确定度为urelFy=0F1——万能试验机示值允许偏差影响值，其值可视为0，不确定度为urelF1F2——检定用测力计的修正值，其值可视为0，不确定度为urelF2F3——数据采集系统的修正值，其值可视为0，不确定度为urelF3三、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：ucrelRm=urel2f1+urel2f2+urel2Fm+urel2F

6、j+urel2rep+urel2S0+urel2RmV+urel2Rx其中：urelFm=urel2F1+urel2F2+urel2F3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：urelf1≈0urelf2≈0urelS0=0因夹具滑移可以采用给夹具上油等方法降低其影响，故urelFj≈0因此：ucrelRm=urel2Fm+urel2rep+urel2Rx+urel2RmV四、A类相对标准不确定度分项评定：取10

7、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)urelrep=s1=s因单根钢筋测量结果为1个，因此k=1五、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：urelF1=1%3=0.577%1%为1级万能试验机的允差为±1.0%，按均匀分布考虑，k=32、标准测力计引入的相对不确定度的评定

8、：urelF2=R2.83=0.106%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=2.833、计算机数据采集系统带来的相对标准不确定度评定：urelF3=0.2%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）urelFm=urel2F1+urel2F2+urel2F35、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±5MP