線材扭轉試驗機的運動次數量值傳遞及影響量研究

馬興 郭貴勇

【摘 要】介紹了線材扭轉試驗機的工作原理和用途，建立了線材扭轉試驗機的運動次數校準結果的測量模型，分析了各不確定度分量主要來源。結合測量實例具體數據，對其合成不確定度進行分析評定，對各不確定度分量進行計算并得出合成不確定度和擴展不確定度，最終可得出該項目的校準測量能力，為我國鋼鐵和冶金等行業提供的技術支撐。

【關鍵字】線材扭轉試驗機;量傳傳遞;影響量;不確定度評定

中圖分類號： TH871 文獻標識碼： A 文章編號： 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

線材扭轉試驗機是適用于測定直徑（或特征尺寸）為0.1-14.0mm 的金屬線材在單向或雙向扭轉中承受塑性變形的能力及顯示線材表面和內部的缺陷。根據企業用戶對該產品工藝和使用條件的實際要求，高強度纜索用鋼、高鐵用長材產品材料的抗扭性能顯得十分重要。此外，在工業用材料性能表征領域，工業領域已經研究了基于拉伸、疲勞、沖擊、斷裂等標準化的試驗方法，具有較為完備的對材料軸向加載研究其強塑性能，然而對于材料的扭轉韌性，尤其是對于直徑在10mm以下的橋梁纜索用鋼，目前的扭轉試驗機一般只是記錄扭斷圈數等半定量指標，可以說是處于工藝類試驗的階段，因此有必要對扭轉試驗機的一些關鍵參數進行分析研究，最終提升其整機性能，從而為相關領域提供重要技術數據支撐。

1 線材扭轉試驗機的校準

2 線材扭轉試驗機的運動次數測量結果的不確定度評定

2.1 測量模型：n=n

2.2 標準不確定度分量的評定

2.2.1 輸入量n的標準不確定度u（n）的評定：其不確定度來源主要是測量重復性引入的不確定度u1（n），可以A類方法評定u1（n）;高精度標準智能測速頻率儀準確度引入的不確定度u2（n），可以B類方法評定u2（n）

（1）選取一線材扭轉試驗機，將計數器預置于100次，用高精度標準智能測速頻率儀對其運動次數進行三次測量，得到測量值如表1所示：

其所求的平均值：n=n=100（次）

單次實驗標準偏差：極差法計算（系數C=1.69）：s=0/1.69=0.0（次）

實際測量中是在重復性條件下測量3次，取其值為測量結果。

則u1（n）===0.0（次）

（2）高精度標準智能測速頻率的準確度等級為0.01級，估計為均勻分布，取三次測量的平均值為標準值，其引入的標準不確定度為：

u2（n）===0.01（次）

（3）把u1（n）與u2（n）兩項合成，則u（n）==0.01（次）

2.3 合成標準不確定度的評定

2.3.1 靈敏系數：由：n=n得

2.3.2 標準不確定度匯總表，見表2

2.3.3 合成標準不確定度的計算：

uc（n）=uc（n）=0.1（次）

2.4 擴展不確定度的評定：取包含因子k=2，則U=k·uc=1（次）

2.5 擴展不確定度的報告與表示

線材扭轉試驗機的運動次數設定100次的測量結果擴展不確定度為U=1次，它是由合成標準不確定度uc=0.1次和包含因子k=2之乘積得到。

線材扭轉試驗機轉速在（1～300）r/min范圍內可調，運動次數可在（0～500）次內調整，所配砝碼有（2～500）N不等，均可依據上述評定方法進行不確定度評定。

3 結語

保證線材扭轉試驗機的準確性，通過校準等方法實現量值的溯源性，在鋼鐵和冶金等行業的質量控制中起到重要作用;本文介紹我院對線材扭轉試驗機進行校準方法和不確定度評定方法。

【參考文獻】

[1]國家質量監督檢驗檢疫總局.GB/T 239.1-2012，金屬材料線材第1部分：單向扭轉試驗方法[S].北京：中國標準出版社，2012.

[2]國家質量監督檢驗檢疫總局.GB/T 239.2-2012，金屬材料線材第1部分：雙向扭轉試驗方法[S].北京：中國標準出版社，2012.

[3]中華人民共和國機械工業部.JJG（機械）178-94，線材扭轉試驗機[S].北京：機械工業出版社，1994.