热轧带肋钢筋屈服强度试验结果的不确定度评估

2011-11-08汪瑞俊

池州学院学报 2011年6期

关键词：游标卡尺检验所试验机

方勤，汪瑞俊

（池州市产品质量监督检验所，安徽池州 247000）

热轧带肋钢筋屈服强度试验结果的不确定度评估

方勤，汪瑞俊

（池州市产品质量监督检验所，安徽池州 247000）

为评定钢材屈服强度的测量不确定度，以Φ16热轧带肋钢筋为例，根据不确定度的数学模型确定影响试验结果的各项因素，计算各因素所带来的不确定度分量，求出合成标准不确定度和扩展不确定度，最终给出热轧带肋钢筋屈服强度测量结果的检测报告。

热轧带肋钢筋；屈服强度；不确定度

众所周知，不管仪器和方法怎样完善，其测量结果都不可避免地具有不确定度。为表征测量结果的不确定度，我国发布了JJF 1059-1999测量不确定度评定和表示方法[1]。

由于热轧钢筋本身的不均匀性以及外界因素的影响，其屈服强度的测量结果具有一定的分散性。本文通过所测定的热轧钢筋屈服强度不确定度评定，查找测量结果不确定度的主要来源并加以分析，从而为提高检测水平提供依据。

1 测量所采用数学模型

根据GB 1499.2-2007《钢筋混凝土用钢第2部分:热轧带肋钢筋》，屈服强度表示为：

式中：FeL— 拉伸过程中的下屈服荷载

S0— 试验原始横截面积

d — 热轧带肋钢筋内径

ReL—屈服强度

2 不确定度因素评定

2.1 样品不均匀性所引起的不确定度

从同一根尺寸为Φ16mm的HRB400热轧带肋钢筋上去掉头尾50cm后均匀截取10段进行拉伸试验。根据GB/T 228-2002《金属材料室温拉伸强度试验方法》[2]进行测定，2人次10根样品测定结果见表1。

表1 10根样品屈服强度结果

根据不确定度的A类评定方法 (统计的方法)，计算得到材料力学性能不均匀性的标准不确定度为：

2.2 延伸载荷（FeL）引起的不确定度

2.2.1 试验机力值所引起的不确定度由于拉伸试验所用的试验机要求为1级，其示值误差＜±1%，且为矩形分布。因此，试验机力值相对标准不确定度为[3]：

2.2.2 试验机校准引入的标准不确定度校准测力仪的不确定度为0.3%，置信因子为2，由此引入的相对标准不确定度为[2]：

由于上述两项相互独立，根据合成法则，延伸载荷（FeL）测量的相对标准不确定度为：

2.3 测量原始直径d 所用游标卡尺引起的不确定度

2.3.1 卡尺自身不确定度试样原始直径d是用0-300mm的游标卡尺进行测量，游标卡尺提供的扩展不确定度为±0.01mm，由此产生的宽度测量标准不确定度为：

2.3.2 卡尺读数不确定度

使用游标卡尺时，测量人员在置信度95%下的测量不确定度为0.01 mm，由此而引入的测量标准不确定度为：

上述两项相互独立，由合成法则，直径测量的标准不确定度为：

2.4 数值修约引起的不确定度

我国GB/T 228-2002[2]标准第20条规定：“试样测定的性能结果数值应按照相关产品标准的要求进行修约。如未规定具体要求，应按照标准GB/T 228-2002中表5的要求进行修约。修约方法按照GB/T 8170-2008”[4]。日常工作中，在许多情况下未规定具体要求，因此应按照GB/T 228-2002标准中表5要求进行修约。这必定引入了不确定度。

ReL范围在200N/mm2-1000N/mm2之间，修约间隔为5N/mm2。则修约所引起的不确定度表示为：

此外，国内外长期研究力学性能检测工作表明：ReL在加载速率以及确定力值所受影响较大。但是有关这方面的资料不够充分，因而未作进一步研究探讨。在衡量不确定度评定的可靠程度时，JJF 1059-1999标准引入了自由度，即不确定度的不确定度。上述测量评定进行了简化，没有给出自由度，这也是对检测试验进行不确定度评定时的一种简化。