CSM 01 01 02 04-2006 金属薄板和薄带塑性应变比（r值）测量结果不确定度评定.pdf

1、eS黼中国金属学会推荐技术和方法CSM 01 01 02 042006金属薄板和薄带塑性应变比(r值)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 发布前 言CSM 01 01 02 0420061995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 15481-2000，ISO 17025：2005检测和校准实验室能力的通用要求以及CNALAC Ol：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

2、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测量不确定度政策和CNALAG 06：2003测量不确定度政策实施指南两个文件，为贯彻JJF 1059-1999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

3、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

4、验测量结果不确定度评定、金属洛氏硬度试验测量结果不确定度评定(HRC)、金属布氏硬度试验测量结果不确定度评定、金属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。本篇实例介绍了金属薄板和薄带塑性应变比(r值)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。金属薄板和薄带塑性应变比(，值)测量结果不确定度评定CSM 01 01 02

5、 0420061被测对象测量低碳低合金钢薄板塑性应变比(r值)，评定测量结果不确定度。2引用文献GBT 5027-1999金属薄板和薄带塑性应变比(r值)试验方法GBT 12160-2002单轴试验用引伸计的标定JJF 1059-1999测量不确定度评定与表示3试验条件室温1035；应变速率不超过0008s。4测量基准试验机的检定是按照JJG 139-1999进行的。试样标距用卡尺，宽度用千分尺测量；拉伸变形宽度和长度变化使用一级电子引伸计(最大误差士1)测量。5测量过程使用意大利产Sun 20电子拉力试验机。试验机为一级准确度。试样加工成标距80 mm、宽20 mm，按照GBT 5027-1

6、999进行试验。使用5个试样，得到一个测量列。6评定结果的使用遵照GBT 5027-1999测量r值接近本试验结果的，可参照本不确定度的评定结果。由于不确定度的评定结果与具体数据关系密切，一般可参照本评定方法。7数学模型根据塑性应变前后体积不变原理导出的关系式，塑性应变比r有如下公式：n(鲁) _k(砉)-n(击寺) n(击丢)式中：6。试样标距内的原始宽度，ram|6一试样拉伸变形后标距内宽度，mm! b“一i 5Lo试样原始标距，mm!ln(氏)1n(丸)+ln(氏)CSM 01 01 02 042006L试样拉伸变形后的标距，mm；泸击。由于塑性应变比的公式是根据塑性应变前后体积不变原理

7、推导出来的，可以判断瓯一丢与乱一毒强负相关，因此下面公式不适用：“酣)一(差)2。(x1)根据JJF 1059-1999的68和69中指出，当输入量明显相关时，计算公式中考虑相关系数的作用：“：(y)一c；“2(五)l 2即，u(x：)“(刁)r(珀r，)当两个输入估计值且相关系数为一l的特殊情况下，公式可简化为：”一c1如。)-C21t(动2_著“(一差n(础2根据上式，“(乱)与“(乱)的合成为： “(乱，乱)=口j虿j兰等犏“(乱)一口j虿j南_瓦r值合成不确定度“。(r)一、厅叮百刁百1i可磊矿iF石77了8输入量的标准不确定度评定81 对试样进行测量重复性引起的标准不确定度分项u(r

8、ep)的评定一共使用5个试样，得到一个测量列，测量得到的结果见表1。其测量的特殊性是同一点不可能重复测量，所以测量包含了试样均匀度的影响。因此，要求有性能稳定的试样+是进行不确定度评定的先决条件。单一试样结果为一个数据，采用A类方法进行评定。实验标准偏差按极差法计算：R5 z一虿当测量次数为5时，极差系数C-233表1塑性应变比r值测量结果序号 60 b Lo L r值l 2012 1849 80 961 08542 201l 1850 80 960 08443 201l 1849 80 961 08454 2010 1851 80 959 08335 20 ll 1848 80 960 08

9、64平均 201l 1849 80 962 08482计算结果R一0031。计算结果见表2。“(rep)邓一焘_0 013 3表2标准偏差及u(rep)的计算结果CSM 01 01 02 042006极差R 0 03l实验标准差s 0013 3“(rep) 0013 382输入B类不确定度的评定821 6。的标准不确定度分项u(6。)的评定实际试验中是通过引伸计测量6来得到b。得到下式：氏一爵b一1bo-Ab代人公式：积，一妻差弘c引“c瓯，一融心。，2+第州2(1)试样标距内的原始宽度b。标准不确定度u(b。)的评定GBT 50271999中742规定，当试样原始宽度为20 mill时，标距

10、内最大宽度与最小宽度之差不应大于标距内测量宽度平均值的01。折合成误差为005。1级千分尺测量试样宽度的最大误差只有4 pm，可以忽略不计。按均匀分布考虑：。()一幽些姿呈必：o005 81 mm3(2)6的标准不确定度“(6)的评定6使用一级电子引伸计测量，引伸计的测量误差为1。按均匀分布考虑；6一i一5=201l1849162mm。(6)一!竖望!一o009 35 mm瓯的标准不确定度“(氏)的评定 蛾，=饵i砚1翮一厄磊五忑了瓦霜历忑可822氐的标准不确定度分项H(氏)的评定由于L。的偏差等同地带人L，L与L。相关，实际试验中是通过测量L。化成下式：乱一击一生半代人公式“20(y，一孰差

11、2以砧嫡，=击州幽2+等州2(1)试样原始标距Lo的标准不确定度u(L。)的评定GBT 5027-1999规定，试样原始标距L0最大允许偏差为土10。使用卡尺测量原始标距的测量误差为O03 mm，相对误差为O037 5，其影响很小，可以忽略。按均匀分布考虑：CSM 01 01 02 042006“(L0)一些三竺一o462 mm3(2)L的标准不确定度“(L)的评定测量拉伸变形的引伸计误差为1o。而LL一一一Lo一96280162 mm。按均匀分布考虑：。(L)一!：!竖圣!：!一o093 5 mm3乱的标准不确定度“(乱)的评定“，一击州L2+等州u2。 一瓶再丽可可丽可一0001 6582

12、3修约带来的标准不确定度分项u(off)的评定根据GBT 5027-1999中规定，r值应修约至005，按均匀分布考虑，修约带来的标准不确定度分量为：“(off)=丽005=。14 49合成标准不确定度的评定相关计算数据汇总见表3。表3数据汇总裹瓯一。b一0920 lnSb一一0083 4乱一圭=L 20 1n赴一0182“(民)一0000 466”(乱)一O001 65u(rep)一O013；u(ofY)一0014 4(1ndL+lnSh)20009 724c，一五_T矗一r孑要龋=一，150“一i可面f订i耵一r丽叉爵溺币2一”c2一F疋丽知可币一莎专赢211024“(瓯，乱)一l c，U

13、(乱)一如“(氏)II(一7150)0001 65110240000 466l一0016 9合成不确定度： “。(r)一0灭石蕊F再灭面万F才而一五百百两FF_瓦面百西FR瓦面丽一0025 910扩展不确定度的评定取置信概率声一95，按女，一2。扩展不确定度U。s(r)一女。“。U95(r)一2X 0025 90052u。一(r)一?嚣一e，11讨论CSM 01 01 02 042006在评定r值的不确定度过程中，先后采用偏导数求灵敏系数。并且无法回避。由于变量之间相关，不确定度合成所用的公式也与一般情况不同。不确定度分量合成时发现，在本例中修约一项为第二大。说明标准中规定应修约精确至005的

14、规定值较粗，尤其对于低r值情况影响更明显。在国际标准ISO 10113：1991中，修约与GBT 5027-1999相同；美国ASTM E 517-2000标准中规定修约精确至001更为恰当。中国金属学会推荐技术和方法金属薄板和薄带塑性应变比(r值)测量结果不确定度评定CSM Ol 01 02 042006*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：100045网址wwwbzcbscom电话：68523946 68517548中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销*开本8801230 116印张075宇数11千字2006年9月第一版2006年9月第一次印刷*书号：1550662-17238定价1 8 00元如有印装差错由本社发行中心调换BZ0021071 18III IIIIIIIIIll IIll IIIIII I IIl版权专有侵权必究举报电话：(010)68533533oooNl寸oNo【0【0_茜U