铝合金建筑型材Rp0.2测定结果不确定度评估

王洪礼 张敬东

（新疆维吾尔自治区产品质量监督检验研究院 乌鲁木齐 830011）

0 前言

铝合金比重小、强度高、耐腐蚀的优异性能，是大厦、公寓、高楼现代建筑和装修中必不可少的材料之一。

拉伸试验是检验金属材料力学性能的重要手段之一。金属材料下屈服强度指金属材料呈现屈服现象时在试验期间达到塑性变形发生而力不增加的最低应力。下屈服强度测试在实际应用中是结构静强度设计主要依据之一，当下屈服强度不明显时，通常采用Rp0.2表示材料屈服强度。

一切测量结果都不可避免地存在不确定度。在铝合金建筑型材6063 T5力学性能测试中，其Rp0.2测定不可避免地具有不确定度。因此，研究Rp0.2不确定度，对于提高实验室检测能力及检测准确性具有重要作用。

1 试验方法

1.1 测量方法

依据GB/T 16865-2013《变形铝、镁及其合金加工制品拉伸试验用试样及方法》。

1.2 环境条件

试验在室温10℃～35℃范围内进行，本次试验在23℃下进行。

1.3 测量设备及量具

万能试验机，准确度等级0.5级；0～150mm电子卡尺，精度 0.01mm；0～25mm壁厚千分尺，精度0.01mm。

1.4 被测对象

6063 T5铝合金建筑型材。

1.5 实验过程

依据GB/T16865-2013，采用万能试验机对10根试样进行试验，得出Rp0.2测试结果见表1。

表1 Rp0.2测试值

2 数学模型

数学模型如下：

3 规定非比例延伸强度Rp0.2测量不确定度来源

Rp0.2测量不确定度来源：测试结果重复性不确定度分量、规定非比例延伸力测量不确定度分量、试样横截面积测量不确定度分量和规定非比例延伸强度修约不确定度分量。

4 规定非比例延伸强度Rp0.2测量标准不确定度分量

4.1 测试结果重复性不确定度Urel

从相同部位均匀截取10根试样，根据GB/T16865-2013测试Rp0.2。实验结果由样品重复性测量引起，属于A类不确定度。

试验标准偏差按照贝塞尔公式计算：

4.2 规定非比例延伸力Fp0.2测量不确定度Ure（lFp0.2）

4.2.1 试验机测力系统示值误差相对标准不确定度U（1Fp0.2）

万能材料试验机0.5级，力值误差±0.5%，均匀分布k=，相对标准不确定度：

4.2.2 标准测力仪相对标准不确定度U（2Fp0.2）

0.3 级标准测力仪对试验机进行检定，JJG144-2007重复测量极差R∶0.3%，10次重复测量极差系数C∶3.098，相对标准不确定度为：

4.2.3 计算机数据采集系统相对标准不确定度U（3Fp0.2）

JJF1103-2003中B3规定，计算机数据采集系统B类相对标准不确定度：

4.2.4 引伸计测量相对标准不确定度U（4Fp0.2）

引伸计测量误差±1.0%，均匀分布k=，相对标准不确定度：

4.2.5 引伸计标距相对标准不确定度U（5Fp0.2）

引伸计标距误差±1.0%，均匀分布k=3，相对标准不确定度：

4.2.6 规定非比例延伸力Fp0.2相对标准不确定度Urel(Fp0.2)

规定非比例延伸力测量相对标准不确定度：

4.3 试样横截面积测量相对标准不确定度Ure（ls）

4.3.1 厚度a不确定度分量U1（ra）

（b）测量10根试样厚度不确定度，A类标准不确定度，其标准差为：

（c）厚度方向测量标准不确定度可合成为：

相对标准不确定度：

4.3.2 宽度b不确定度分量U2（rb）

（b）测量10根试样宽度不确定度，A类标准不确定度，其标准差为：

（c）宽度方向测量标准不确定度可合成为：

相对标准不确定度为：

试样横截面积测量相对标准不确定度合成：

4.4 数据修约标准不确定度分量Ure（loff）

万能试验机所测结果：Rp0.2=188.9MPa，按GB/T16865-2013规定Rp0.2修约间隔1MPa，均匀分布k=，因此标准不确定度：

相对标准不确定度为：

5 合成相对标准不确定度的评定

合成相对标准不确定度：

6 相对扩展不确定度的评定

7 结论

测量不确定度报告∶铝合金金筑型材6063 T5 Rp0.2相对标准不确定度评定：Rp0.2=188×（1±3.5%）MPa；其中置信概率p=95%，式中3.5%为U95r之值。