线材扭转试验机的运动次数量值传递及影响量研究

马兴 郭贵勇

【摘 要】介绍了线材扭转试验机的工作原理和用途，建立了线材扭转试验机的运动次数校准结果的测量模型，分析了各不确定度分量主要来源。结合测量实例具体数据，对其合成不确定度进行分析评定，对各不确定度分量进行计算并得出合成不确定度和扩展不确定度，最终可得出该项目的校准测量能力，为我国钢铁和冶金等行业提供的技术支撑。

【关键字】线材扭转试验机;量传传递;影响量;不确定度评定

中图分类号： TH871 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）34-0119-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.34.053

Research on Performance Impact and Valve Transfer of Motion Number for Wire Torsion Testing Machine

MA Xing1，2 GUO Gui-yong1，2

（1.Fujian Metrology Institute， Fujian Fuzhou 350003， China;

2.Fujian Provincial Key Laboratory of Force Measurement， Fujian Fuzhou 350100， China）

【Abstract】This paper introduces the working principle and application of wire torsion testing machine， establishes the measurement model of the calibration results of wire torsion testing machine， analyzes the main sources of each uncertainty component， analyzes and evaluates the synthetic uncertainty combined with the concrete data of the measurement example， calculates each uncertainty component， obtains the synthetic uncertainty and extended uncertainty. Finally， the calibration and measurement ability of the project can be obtained. Overall， this paper can provide strong technical support for steel and metallurgy of other industries in our country.

【Key words】Wire Torsion Testing Machine; Valve Transfer; Performance Impact; Evaluation of Uncertainty

0 引言

線材扭转试验机是适用于测定直径（或特征尺寸）为0.1-14.0mm 的金属线材在单向或双向扭转中承受塑性变形的能力及显示线材表面和内部的缺陷。根据企业用户对该产品工艺和使用条件的实际要求，高强度缆索用钢、高铁用长材产品材料的抗扭性能显得十分重要。此外，在工业用材料性能表征领域，工业领域已经研究了基于拉伸、疲劳、冲击、断裂等标准化的试验方法，具有较为完备的对材料轴向加载研究其强塑性能，然而对于材料的扭转韧性，尤其是对于直径在10mm以下的桥梁缆索用钢，目前的扭转试验机一般只是记录扭断圈数等半定量指标，可以说是处于工艺类试验的阶段，因此有必要对扭转试验机的一些关键参数进行分析研究，最终提升其整机性能，从而为相关领域提供重要技术数据支撑。

1 线材扭转试验机的校准

2 线材扭转试验机的运动次数测量结果的不确定度评定

2.1 测量模型：n=n

2.2 标准不确定度分量的评定

2.2.1 输入量n的标准不确定度u（n）的评定：其不确定度来源主要是测量重复性引入的不确定度u1（n），可以A类方法评定u1（n）;高精度标准智能测速频率仪准确度引入的不确定度u2（n），可以B类方法评定u2（n）

（1）选取一线材扭转试验机，将计数器预置于100次，用高精度标准智能测速频率仪对其运动次数进行三次测量，得到测量值如表1所示：

其所求的平均值：n=n=100（次）

单次实验标准偏差：极差法计算（系数C=1.69）：s=0/1.69=0.0（次）

实际测量中是在重复性条件下测量3次，取其值为测量结果。

则u1（n）===0.0（次）

（2）高精度标准智能测速频率的准确度等级为0.01级，估计为均匀分布，取三次测量的平均值为标准值，其引入的标准不确定度为：

u2（n）===0.01（次）

（3）把u1（n）与u2（n）两项合成，则u（n）==0.01（次）

2.3 合成标准不确定度的评定

2.3.1 灵敏系数：由：n=n得

2.3.2 标准不确定度汇总表，见表2

2.3.3 合成标准不确定度的计算：

uc（n）=uc（n）=0.1（次）

2.4 扩展不确定度的评定：取包含因子k=2，则U=k·uc=1（次）

2.5 扩展不确定度的报告与表示

线材扭转试验机的运动次数设定100次的测量结果扩展不确定度为U=1次，它是由合成标准不确定度uc=0.1次和包含因子k=2之乘积得到。

线材扭转试验机转速在（1～300）r/min范围内可调，运动次数可在（0～500）次内调整，所配砝码有（2～500）N不等，均可依据上述评定方法进行不确定度评定。

3 结语

保证线材扭转试验机的准确性，通过校准等方法实现量值的溯源性，在钢铁和冶金等行业的质量控制中起到重要作用;本文介绍我院对线材扭转试验机进行校准方法和不确定度评定方法。

【参考文献】

[1]国家质量监督检验检疫总局.GB/T 239.1-2012，金属材料线材第1部分：单向扭转试验方法[S].北京：中国标准出版社，2012.

[2]国家质量监督检验检疫总局.GB/T 239.2-2012，金属材料线材第1部分：双向扭转试验方法[S].北京：中国标准出版社，2012.

[3]中华人民共和国机械工业部.JJG（机械）178-94，线材扭转试验机[S].北京：机械工业出版社，1994.