汽车半轴静扭强度测量不确定度的分析与评定

贾志强+柯瑞强

摘 要： 本文阐述了依据QC/T 293-1999《汽车半轴台架试验方法》对某车型的汽车半轴进行静扭强度试验，并且按照JJF 1059.1 -2012 《测量不确定度评定与表示》的规定，建立数学模型，对半轴的静扭强度进行测量不确定度的分析与评定。

关键词： 半轴；静扭强度；不确定度

引言：

测量不确定度是与测量结果关联的一个参数，用于表征合理赋予被测量的值的分散性。随着国家的发展，整个汽车行业技术水平的提升，现在对我们检测行业来说要求也愈发严格，对此我们需要有更具说服能力的实验数据来应对客户的需求。本文选择汽车半轴，对其进行静扭强度的测量不确定度分析与评定，以此找到提高技术水平方法，并且可以扩展于其他的检测项目。

1.半轴静扭强度的检测方法及检测设备的技术指标

1.1检测方法

将半轴用工装固定在静扭机上，开动静扭机，一段时间后，半轴断裂。函数记录仪通过拉压力传感器记录半轴断裂时的最大力值；用标准钢卷尺测量转动轴的中心与施力点的距离即为力臂长度，即为半轴静扭强度。

1.2测量设备的技术指标

2. 半轴静扭强度的测量不确定度数学模型

在温度和其他条件不变时，半轴静扭强度的数学模型是：

T=FL

式中： T--半轴静扭强度

F--半轴断裂时的最大力值

L--力臂长度

3.半轴静扭强度的测量不确定度的来源分析

3.1由拉压力传感器最大允许误差引入的不确定度，按B类方法进行评定。

3.2由函数记录仪示值误差引入的不确定度，按B类方法进行评定。

3.3由力臂长度独立重复测量引入的不确定度，按A类方法进行评定。

3.4由标准钢卷尺计量误差引入的不确定度，按B类方法进行评定。

3.5由数值修约引入的不确定度，按B类方法进行评定。

4.半轴静扭强度的测量不确定度的评定

4.1拉压力传感器最大允许误差引入的相对标准不确定度

经过检定校准的试验台拉压力传感器准确度为≤±1%FS，以均匀分布估计，包含因子 ，故其相对标准不确定度 为：

4.2函数记录仪示值误差引入的相对标准不确定度

函数记录仪技术等级为0.1级，以均匀分布估计，包含因子 ，则其相对标准不确定度 ：

4.3力臂长度独立重复测量引入的相对标准不确定度

独立重复测量10次的力臂长度如下表：

平均值：

试验标准差：

对同一工况，连续m=3次读数，取其平均值作为测量结果，所以标准不确定度u（L）为

相对标准不确定度 为

4.4标准钢卷尺计量误差引入的相对标准不确定度

通过计量鉴定证书可知，标准钢卷尺的计量误差为 （L取以整数米为单位的长度），以均匀分布估计，包含因子 ，则其相对标准不确定度 为

4.5数值修约引入的相对标准不确定度

考虑到最大修约间隔为0.5mm，因此以均匀分布估计，包含因子 ，相对标准不确定度 ：

4.6.相对合成标准不确定度

力的测量相对合成标准不确定度：

力臂长度测量相对合成标准不确定度：

由于力和力臂长度为两个独立分量，互不相关，则可得半轴静扭强度相对合成标准不确定度：

4.7相对扩展不确定度

取包含因子k=2，半轴静扭强度的相对扩展不确定度为：

4.8汽车半轴静扭强度测量不确定度检测结果和扩展不确定度

半轴静扭强度检测结果T=4786Nm，其扩展不确定度：U=57.5Nm；k=2。

5.结论

对汽车半轴静扭强度的测量不确定度综合分析可知，在整个检测系统中，对测量不确定影响最大的是拉压力传感器，因此选择精度更高的、性能更稳定的拉压力传感器，并且定期对其进行溯源，才能有效的控制住半轴静扭强度的测量不确定度。同样对于其他汽车零部件检测项目，我们可以抓住其检测系统中最大的影响量，定期溯源，那就能有效的控制整个系统检测结果的测量不确定度，保障试验精度。

参考文献

[1 JJF 1059.1 -2012 测量不确定度评定与表示，国家质量监督检验检疫总局。2013-06-03实施.

[2] CNAS-CL07：2011《測量不确定度的要求》（2011年第二次修订），中国合格评定国家认可委员会，2011-11-01实施.

[3]陈爽，孙浩，任培. 基于实车碰撞试验的电测量系统测量不确定度[J].重庆交通大学学报（自然科学版）， 2012，8，31（4）：129-133.