熱軋帶肋鋼筋屈服強度試驗結果的不確定度評估

2011-11-08 10:42:02汪瑞俊

池州學院學報 2011年6期

關鍵詞：測量標準

方勤，汪瑞俊

（池州市產品質量監督檢驗所，安徽池州 247000）

熱軋帶肋鋼筋屈服強度試驗結果的不確定度評估

方勤，汪瑞俊

（池州市產品質量監督檢驗所，安徽池州 247000）

為評定鋼材屈服強度的測量不確定度，以Φ16熱軋帶肋鋼筋為例，根據不確定度的數學模型確定影響試驗結果的各項因素，計算各因素所帶來的不確定度分量，求出合成標準不確定度和擴展不確定度，最終給出熱軋帶肋鋼筋屈服強度測量結果的檢測報告。

熱軋帶肋鋼筋；屈服強度；不確定度

眾所周知，不管儀器和方法怎樣完善，其測量結果都不可避免地具有不確定度。為表征測量結果的不確定度，我國發布了JJF 1059-1999測量不確定度評定和表示方法[1]。

由于熱軋鋼筋本身的不均勻性以及外界因素的影響，其屈服強度的測量結果具有一定的分散性。本文通過所測定的熱軋鋼筋屈服強度不確定度評定，查找測量結果不確定度的主要來源并加以分析，從而為提高檢測水平提供依據。

1 測量所采用數學模型

根據GB 1499.2-2007《鋼筋混凝土用鋼第2部分:熱軋帶肋鋼筋》，屈服強度表示為：

式中：FeL— 拉伸過程中的下屈服荷載

S0— 試驗原始橫截面積

d — 熱軋帶肋鋼筋內徑

ReL—屈服強度

2 不確定度因素評定

2.1 樣品不均勻性所引起的不確定度

從同一根尺寸為Φ16mm的HRB400熱軋帶肋鋼筋上去掉頭尾50cm后均勻截取10段進行拉伸試驗。根據GB/T 228-2002《金屬材料室溫拉伸強度試驗方法》[2]進行測定，2人次10根樣品測定結果見表1。

表1 10根樣品屈服強度結果

根據不確定度的A類評定方法 (統計的方法)，計算得到材料力學性能不均勻性的標準不確定度為：

2.2 延伸載荷（FeL）引起的不確定度

2.2.1 試驗機力值所引起的不確定度由于拉伸試驗所用的試驗機要求為1級，其示值誤差＜±1%，且為矩形分布。因此，試驗機力值相對標準不確定度為[3]：

2.2.2 試驗機校準引入的標準不確定度校準測力儀的不確定度為0.3%，置信因子為2，由此引入的相對標準不確定度為[2]：

由于上述兩項相互獨立，根據合成法則，延伸載荷（FeL）測量的相對標準不確定度為：

2.3 測量原始直徑d 所用游標卡尺引起的不確定度

2.3.1 卡尺自身不確定度試樣原始直徑d是用0-300mm的游標卡尺進行測量，游標卡尺提供的擴展不確定度為±0.01mm，由此產生的寬度測量標準不確定度為：

2.3.2 卡尺讀數不確定度

使用游標卡尺時，測量人員在置信度95%下的測量不確定度為0.01 mm，由此而引入的測量標準不確定度為：

上述兩項相互獨立，由合成法則，直徑測量的標準不確定度為：

2.4 數值修約引起的不確定度

我國GB/T 228-2002[2]標準第20條規定：“試樣測定的性能結果數值應按照相關產品標準的要求進行修約。如未規定具體要求，應按照標準GB/T 228-2002中表5的要求進行修約。修約方法按照GB/T 8170-2008”[4]。日常工作中，在許多情況下未規定具體要求，因此應按照GB/T 228-2002標準中表5要求進行修約。這必定引入了不確定度。

ReL范圍在200N/mm2-1000N/mm2之間，修約間隔為5N/mm2。則修約所引起的不確定度表示為：

此外，國內外長期研究力學性能檢測工作表明：ReL在加載速率以及確定力值所受影響較大。但是有關這方面的資料不夠充分，因而未作進一步研究探討。在衡量不確定度評定的可靠程度時，JJF 1059-1999標準引入了自由度，即不確定度的不確定度。上述測量評定進行了簡化，沒有給出自由度，這也是對檢測試驗進行不確定度評定時的一種簡化。