CSM 01 01 02 03-2006 钢绞线弹性模量测量结果不确定度评定.pdf

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1、eS黼中国金属学会推荐技术和方法CSM 01 01 02 032006钢绞线弹性模量测量结果不确定度评定发布日期：2006-04中国金属学会分析测试分会 发布中国金属学会推荐技术和方法钢绞线弹性模测结果不确定度评定CSM 01 01 02 032006*中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码t 100045网址WWWbzcbscom电话：68523946 68517548中国标准出版社秦皇岛印刷厂印捌各地新华书店经销*开本8801230 116印张05字数9千字2006年9月第一版2006年9月第一次印刷*书号：1550662-17237定价1400元如有印装差错由本社发行

2、中心调换版权专有侵权，必究举报电话：(01 0)68533533前 言CSM 01 01 02 0320061995年ISO等7个国际组织共同颁布了测量不确定度表示指南(简称GUM)。我国在1999年等同采用GUM，颁布了JJF 1059-1999测量不确定度评定与表示，对测量不确定度评定和表示的通用规则作了规定。GBT 154812000，ISO 17025：2005检测和校准实验室能力的通用要求以及CNALAC 01：2005检测和校准实验室能力认可准则等技术管理标准中对测量不确定度的评定和表示均有明确的要求。中国实验室国家认可委员会还专门颁布了CNALAR 11：2006测量不确定度政策

3、和cNALAG 06：2003测量不确定度政策实施指南两个文件，为贯彻JJF 10591999测量不确定度评定与表示国家计量技术规范明确了要求。金属力学性能是金属在力作用下所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及应力一应变关系的性能。由于作用力特点的不同，如力的种类、施力方式、应力状态等的不同，以及所处环境的不同，使金属在受力后表现出各种不同的行为。在诸多影响因素中，有些因素对性能的影响比较容易量化。有些则不然。金属力学试验测量结果不确定度评定的专业性和针对性很强。它不仅要求有测量不确定度的理论和必要的数学基础知识，还需要掌握试验方法和试验标准，了解设备的计量检定规范，以及标准物质等综合知识，这些更

4、增加了金属力学试验测量结果不确定度评定的难度。中国金属学会分析测试分会根据CNALAR 11：2006测量不确定度政策中“遵循国际规范的相关要求，与国际相关组织的要求保持一致”和“目标明确、重要先行、循序渐进”原则编写了中国金属学会推荐方法金属力学试验测量结果不确定度评定系列实例，内容包括：金属材料室温拉伸试验测量结果不确定度评定、金属拉伸杨氏模量(静态法)测量结果不确定度评定、钢绞线弹性模量测量结果不确定度评定、金属薄板和薄带塑性应变比(r值)测量结果不确定度评定、金属夏比冲击试验测量结果不确定度评定、金属洛氏硬度试验(HRC)测量结果不确定度评定、金属布氏硬度试验测量结果不确定度评定、金属

5、维氏硬度试验测量结果不确定度评定和金属里氏硬度试验测量结果不确定度评定等9篇，这些实例可为实验室中从事力学试验测量结果不确定度评定研究和具体实践工作的专业人员提供参考。本篝实例介绍了以公称直径1520 mm的7根钢丝捻制的标准型钢绞线为例的钢绞线弹性模量测量结果不确定度评定的方法。本方法由中国金属学会分析测试分会提出。本方法技术归口单位为中国金属学会分析测试分会。本方法起草单位：钢铁研究总院国家钢铁材料测试中心。本方法主要起草人：邓星临、梁新邦。1被测对象钢绞线弹性模量测量结果不确定度评定CSM 01 01 02 032006公称直径为1520 mm的7根钢丝捻制的标准型钢绞线。拉伸试验机，配

6、LZC-2拉伸自动测试系统。试验机为一级准确度；数字显示到1N。采用1级引伸计测量拉伸变形增量。评定单次测定结果的弹性模量测量不确定度。2引用文献JJF 1059一1999测量不确定度评定与表示JJG 139 1999 拉力、压力和万能试验机检定规程GBT 86531 988金属杨氏模量、弦线模量、切线模量和泊松比试验方法(静态法)GBT 228-2002金属材料室温拉伸试验方法JJF 1103 2003万能试验机计算机数据采集系统评定GBT 12160一2002单轴试验用引伸计的标定GBT 5224-2003预应力混凝土用钢绞线JJG 144-1992 标准测力仪检定规程3试验条件室温103

7、5。4测量基准试验机的检定是按照JJG 139 1 999进行的。使用03级标准测力仪。采用200 mm标距的1级引伸计测量拉伸变形增量。5测量过程使用公称直径1520 iilm的7根钢丝捻制的标准型钢绞线试样，参照GBT 228-2002和GBT 8653-1988进行试验。一共进行6次测量，得到一个测量列。6评定结果的使用可参照本不确定度的评定方法。7数学模型和输入量的标准不确定度评定弹性模量的定义是：拉伸应力与拉伸应变成线性比例关系范围内的拉伸应力与拉伸应变之比。实际测量过程是：在记录的拉伸变形曲线直线段上，取A、B两点之间力的增量和相应的轴向变形增量按公式计算：E一(a驯F、l(。A。

8、)CSM 01 01 02 032006式中：E拉伸杨氏模量，GPa；F轴向力增量。N；s。钢绞线截面积，mm2；轴向变形增量，mm；L。引伸计标距，mm。71对试样进行测量重复性引起的相对标准不确定度分项H。(rep)的评定一共进行6次测量，得到一个测量列。得到的结果见表1。衰1弹性模测量结果试验次 1 2 3 4 5 6 平均EGPa 198 199 199 198 199 201 199采用A类方法进行评定。试验标准偏差按极差法计算：R“一虿当测量次数为6时，极差系数c一253。极差R一3 GPa，5。=119 GPa。单次测量的测量重复性引起的标准不确定度分项与&相等：u(rep)一s

9、。一119 GPa“rd(rep)一堞一059872输入B类不确定度的评定721轴向力增AF的相对标准不确定度分项H一(AF)的评定影响力值的主要因素是试验机示值误差带来的不确定度，其次是标准测力仪带来的不确定度和计算机数据采集系统带来的不确定度。认为温度和应变速率带来的影响不大，其影响可以忽略不计。1)试验机示值误差带来的相对标准不确定度“。-(F，)10级的拉力试验机示值误差为士10。按均匀分布考虑=3，则：(F1)一型些一057732)标准测力仪带来的相对标准不确定度“。l(F2)使用03级的标准测力仪对试验机进行检定。JJG 1441992中没有直接给出标准测力仪的不确定度和最大误差。

10、而是给出了R=03。则其相对标准不确定度为：“耙z)一志=糌_01063) 计算机数据采集系统带来的相对标准不确定度“(R)根据JJF 1103-2003计量技术规范B3中给出，计算机数据采集系统带来的标准不确定度“m(F3)一O2。注t在不采用计算机数据采集系统时，应考虑读数的分辨力。读数的分辨力的标准不确定度分项为；读数分辨力的12再除以柑(按均匀分布考虑)。数字式显示装置的分辨力为末位的一个数码模拟式显示装置的分辨力通常为标尺分度的一半。力值的相对标准不确定度”。t(F)“rd(F)一,-L(F。)+“毛(F2)+“：(Fs)一以万丽乃万q可矿而巧石天百丽=0620轴向力增量F的相对标准

11、不确定度分项“td(F)2CSM 01 01 02 032006因为轴向力增量F为A、B两点力值之差，即：F=FAFB所以“。1(F)一“毛(FA)+M。2l(FB)一2“：(F)=0877722横截面积的相对标准不确定度分项u(S)的评定根据GBT 5224-2003中给出，钢绞线公称直径的允许偏差为一020 mm到+040 mm。根据JJF 1059-1999中58，对于不对称的界限，修正后半宽采用n=(口+-(I一)2。故直径D。的最大误差按士。3 him考虑，相对误差为：笔=士197。换算成公称圆面积的相对误差为：2(笔)=士395。可以认为，钢绞线参考截面积S。的相对误差与公称圆面积

12、的相对误差近似。即警：395。un按均匀分布考虑一3。(s。)；娑竖一22813723 引伸计标距L的相对标准不确定度分项H(L)的评定根据GBT12160-2002表2中规定，1级引伸计标距相对误差为1。按均匀分布考虑一手。“。(L。)一些一05773724轴向变形增量d的相对标准不确定度分项Ho)的评定根据GBT 12160-2002中表2规定，1级引伸计在变形大于03 mm时，其相对误差为1。按均匀分布考虑一，3。(L)一些一05773轴向变形增量为L。与LB两个变形之差 “。()=石器面j干砭面一撕_石五万=o816725修约带来的相对标准不确定度分项H一(off)的评定根据GBT 8

13、653-1988第9章中的规定，弹性模量修约一般保留3位有效数字。对于钢修约到1 GPa。按均匀分布考虑k=3。1“off卜面蒜刨1458相对合成标准不确定度的评定相对标准不确定度分项汇总见表2。衰2输入量的相对标准不确定度汇总表标准不确定度 不确定度来源 相对标准不确定度“州(rep) 试样测量重复性 0598“叫(F) 轴向力增量 O877o叫(S。) 横截面积 2281”一(L) 引伸计标距L 0577od() 轴向变形增量 0816(off) 修约 0145CSM 01 01 02 032006全部输入量彼此不相关，灵敏系数等于1，合成相对不确定度按下式计算：承y，一耋(錾)2以由数学模型公式代人上式，得到下式：“。t(E)=石2i石罚孬_=F霹2jI了了jI乏z X亏j_=F鼋jI：r干i：X万一以万丽巧铲了面百万而F取F丽砺伊干可百万而FR万豇万伊了可_T弼一2719相对扩展不确定度的评定取置信概率p一95，按。一2相对扩展不确定度U口s一(E)一。“(E)U。5fd(E)一2271一54ACSM 0101 0203006嘲绞嘎弹畦糗量涮鼍结果不糯定度评定0R啪：1400版权专有侵权必究书号：1550662-17237定价： 14元ooNlmoNoo10_茜U，叫17ii1iii吆删OZ圳B