通過分析不確定度分量進行鋼筋斷后伸長率的整改

張 磊

(煙臺市產品質量監督檢驗所，山東 煙臺 264003)

通過分析不確定度分量進行鋼筋斷后伸長率的整改

張 磊

(煙臺市產品質量監督檢驗所，山東 煙臺 264003)

通過對鋼筋斷后伸長率不確定度分量的計算，找到此次不確定度最大的影響分量后，對測量審核中存在可疑值的鋼筋斷后伸長率項目進行整改。通過糾正此次鋼筋斷后伸長率中對測量不確定度最大的影響項目(試樣長度測量帶來的不確定度)后，再次進行鋼筋拉伸試驗測量審核，抗拉強度、屈服強度項目、斷后伸長率項目均得到滿意結果。

鋼筋；不確定度；試樣長度；斷后伸長率

某單位申請參加了北京中實國金國際實驗室能力驗證研究中心組織的熱軋帶肋鋼筋拉伸試驗的測量審核，包括抗拉強度、屈服強度、斷后伸長率三個項目。其中熱軋帶肋鋼筋的抗拉強度、屈服強度項目為滿意值，斷后伸長率項目存在可疑值。

由拉伸試驗得出的抗拉強度、屈服強度、斷后伸長率等力學性能指標是材料工藝設計和驗收的重要指標，拉伸試驗抗拉強度、屈服強度、斷后伸長率測量結果的準確度與測試方法和測試裝置有著密切關系，對其不確定度進行正確評定能夠找到對測試結果影響最大的因素[1-2]。對金屬材料拉伸試驗測量不確定度的評定已有不少相關文獻，但對于不確定度評定中各成分量的取舍、評定方法和評定范圍選擇的研究并不多見。本文通過對斷后伸長率不確定度分量的評定，對影響因素進行分析，舍棄不足以影響測量結果的部分，有針對性的對斷后伸長率的測試進行整改。

1 熱軋帶肋鋼筋的斷后伸長率(A)測量不確定度分析

從測量審核數據來看，鋼筋的抗拉強度和屈服強度試驗數據均為滿意結果，且偏離小，故鋼筋斷后伸長率偏低不應是拉伸過程中的操作問題。針對這次測量審核結果，相關部門負責人、技術負責人和相關檢測人員深入調查、研究，查閱該次能力驗證的全部原始記錄，認真分析整個檢測過程中的每一個步驟，剖析可能引起檢測數據偏離的每一個細節，對斷后伸長率測量不確定度分量進行評估。

1.1 熱軋帶肋鋼筋的斷后伸長率(A)不確定度分量的判斷、計算和分析

判斷鋼筋的斷后伸長率(A)不確定度來源有4個：

(1)A值測量重復性u1(A)；

(2)L0的標準不確定度u2(L0)；

(3)Lu的標準不確定度u3(Lu)；

(4)斷后伸長率取值引入的標準不確定度u4(A)。

測量結果A及測量數據：

(1)結果A：伸長率A為26.16%，結果取整A=26.0%。

(2)測量數據：L0=50 mm；Lu=63.08 mm。

1.2 測量不確定度計算

1.2.1 測量重復性u1(A)帶來的不確定度

用5個試樣測量重復性，A值分別為：26.12%、25.98%、26.18%、26.08%、26.22%。

用貝塞爾公式計算單個測得值的標準偏差s(A)=0.187%。

因為以單個測得值作為結果，所以u1(A)=s(A)=0.187%。

1.2.2 試樣長度u2(L0) 測量帶來的不確定度

(1)劃線機極限誤差±0.5%。假定均勻分布，k=31/2，u2rel (L0)=0.5%/31/2=0.29%(相對不確定度)，u2(L0)=0.29%×50=0.145 mm (絕對不確定度)；

(2)A對L0求偏導，|c(L0)|= ?A/?L0= Lu/L02=63.08/502 =0.025 2/mm；

(3)u2(A)=|c(L0)|×u2(L0)=0.025 2/mm×0.145 mm=0.365%。

1.2.3 拉伸長度u3(Lu) 測量帶來的不確定度

(1)游標卡尺極限誤差±0.02 mm。假定均勻分布，k=31/2，u3(Lu)=0.02/31/2=0.012 mm；

(2)A對Lu求偏導，|c(Lu)|= ?A/?Lu=1/L0=1/50=0.020/mm；

(3)u3(A)=|c(Lu)|×u3(Lu)=0.020/mm×0.012 mm=0.024%。

1.2.4 結果取值u4(A) 帶來的不確定度

取值全寬0.5%，半寬0.25%。服從均勻分布，k=31/2，u4(A)=0.25%/31/2=0.14%。

1.3 鋼筋的斷后伸長率(A)不確定度。

鋼筋的斷后伸長率(A)不確定度分量見表1。

表1 鋼筋的斷后伸長率(A)不確定度分量

通過表1可以看出，通過斷后伸長率測量不確定度分量的評估，可確定此次不確定度的最大分量是來自試樣長度L0的測量。

2 整改

計算可得試樣長度L0測量帶來的的不確定度是斷后伸長率項目存在可疑值最大原因。現行拉伸試驗方法標準GB/T228.1-2010及測量審核作業指導書對標距的刻劃方法均沒有作出具體的規定，可以用機械式劃線機實現，也可以用游標卡尺或某些固定長度儀結合刀片或鋸條人工實現。試驗過程中使用的是機械式劃線機進行標距刻劃，此刻劃的方式無法保證標距刻劃的精確，導致鋼筋斷后伸長率不準確。

再次申請熱軋帶肋鋼筋拉伸試驗測量審核，選擇游標卡尺來刻劃標距，保證鋼筋原始標距的精確，避免標距的測量影響斷后伸長率的測量準確性，去掉帶來斷后伸長率最大不確定度的因素。此次測量所得結果：熱軋帶肋鋼筋的抗拉強度、屈服強度、斷后伸長率項目為滿意值。

3 結論

在熱軋帶肋鋼筋拉伸試驗斷后伸長率測量過程中，試樣長度測量設備的測量精度，由于受測量復雜程度和設備購置成本等影響，是整體測量系統測量精度的關鍵，故整個測量系統的精度或不確定度就由該測量步驟的不確定度來決定。通過對鋼筋斷后伸長率不確定度分量各項的計算，找到此次檢測對其不確定度最大影響項目后，改進此項帶來斷后伸長率最大不確定度的因素。此次進行針對性的進行整改后，再次申請鋼筋拉伸試驗測量審核，抗拉強度、屈服強度項目、斷后伸長率項目均得到滿意結果。

[1] 巫 剛.金屬材料拉伸試驗測量不確定度的分析[J].測量技術學報，2014，28(5)：405-408.

[2] 趙春生.測量不確定度的理論與實踐研究[D].長春：長春理工大學，2007:1-58.

(本文文獻格式：張 磊.通過分析不確定度分量進行鋼筋斷后伸長率的整改[J].山東化工,2017,46(5):85-86.)

Rectification of Steel Bar Percentage Elongation After Fracture by Analyzing Uncertainty Component

ZhangLei

(Yantai Institute for Quality Supervision & Inspection of Product，Yantai 264003,China)

Based on calculation of steel bar percentage elongation after fracture uncertainty component,after finding the biggest impact component of the combined standard uncertainty,we make rectification for questionable value of steel bar percentage elongation project in measuring audits. By correcting the biggest impact project for measurement uncertainty of the steel bar percentage elongation(sample length measurement uncertainty),measurement audit of steel bar tensile test again,satisfied results of tensile strength,yield strength,percentage elongation projects are obtained.

steel bar；uncertainty；specimen length；percentage elongation

2017-02-07

張 磊(1984—)，男，助理工程師，主要從事產品質量檢驗工作。

O302

B

1008-021X(2017)05-0085-02