通过分析不确定度分量进行钢筋断后伸长率的整改

张 磊

(烟台市产品质量监督检验所，山东 烟台 264003)

通过分析不确定度分量进行钢筋断后伸长率的整改

张 磊

(烟台市产品质量监督检验所，山东 烟台 264003)

通过对钢筋断后伸长率不确定度分量的计算，找到此次不确定度最大的影响分量后，对测量审核中存在可疑值的钢筋断后伸长率项目进行整改。通过纠正此次钢筋断后伸长率中对测量不确定度最大的影响项目(试样长度测量带来的不确定度)后，再次进行钢筋拉伸试验测量审核，抗拉强度、屈服强度项目、断后伸长率项目均得到满意结果。

钢筋；不确定度；试样长度；断后伸长率

某单位申请参加了北京中实国金国际实验室能力验证研究中心组织的热轧带肋钢筋拉伸试验的测量审核，包括抗拉强度、屈服强度、断后伸长率三个项目。其中热轧带肋钢筋的抗拉强度、屈服强度项目为满意值，断后伸长率项目存在可疑值。

由拉伸试验得出的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率等力学性能指标是材料工艺设计和验收的重要指标，拉伸试验抗拉强度、屈服强度、断后伸长率测量结果的准确度与测试方法和测试装置有着密切关系，对其不确定度进行正确评定能够找到对测试结果影响最大的因素[1-2]。对金属材料拉伸试验测量不确定度的评定已有不少相关文献，但对于不确定度评定中各成分量的取舍、评定方法和评定范围选择的研究并不多见。本文通过对断后伸长率不确定度分量的评定，对影响因素进行分析，舍弃不足以影响测量结果的部分，有针对性的对断后伸长率的测试进行整改。

1 热轧带肋钢筋的断后伸长率(A)测量不确定度分析

从测量审核数据来看，钢筋的抗拉强度和屈服强度试验数据均为满意结果，且偏离小，故钢筋断后伸长率偏低不应是拉伸过程中的操作问题。针对这次测量审核结果，相关部门负责人、技术负责人和相关检测人员深入调查、研究，查阅该次能力验证的全部原始记录，认真分析整个检测过程中的每一个步骤，剖析可能引起检测数据偏离的每一个细节，对断后伸长率测量不确定度分量进行评估。

1.1 热轧带肋钢筋的断后伸长率(A)不确定度分量的判断、计算和分析

判断钢筋的断后伸长率(A)不确定度来源有4个：

(1)A值测量重复性u1(A)；

(2)L0的标准不确定度u2(L0)；

(3)Lu的标准不确定度u3(Lu)；

(4)断后伸长率取值引入的标准不确定度u4(A)。

测量结果A及测量数据：

(1)结果A：伸长率A为26.16%，结果取整A=26.0%。

(2)测量数据：L0=50 mm；Lu=63.08 mm。

1.2 测量不确定度计算

1.2.1 测量重复性u1(A)带来的不确定度

用5个试样测量重复性，A值分别为：26.12%、25.98%、26.18%、26.08%、26.22%。

用贝塞尔公式计算单个测得值的标准偏差s(A)=0.187%。

因为以单个测得值作为结果，所以u1(A)=s(A)=0.187%。

1.2.2 试样长度u2(L0) 测量带来的不确定度

(1)划线机极限误差±0.5%。假定均匀分布，k=31/2，u2rel (L0)=0.5%/31/2=0.29%(相对不确定度)，u2(L0)=0.29%×50=0.145 mm (绝对不确定度)；

(2)A对L0求偏导，|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 拉伸长度u3(Lu) 测量带来的不确定度

(1)游标卡尺极限误差±0.02 mm。假定均匀分布，k=31/2，u3(Lu)=0.02/31/2=0.012 mm；

(2)A对Lu求偏导，|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 结果取值u4(A) 带来的不确定度

取值全宽0.5%，半宽0.25%。服从均匀分布，k=31/2，u4(A)=0.25%/31/2=0.14%。

1.3 钢筋的断后伸长率(A)不确定度。

钢筋的断后伸长率(A)不确定度分量见表1。

表1 钢筋的断后伸长率(A)不确定度分量

通过表1可以看出，通过断后伸长率测量不确定度分量的评估，可确定此次不确定度的最大分量是来自试样长度L0的测量。

2 整改

计算可得试样长度L0测量带来的的不确定度是断后伸长率项目存在可疑值最大原因。现行拉伸试验方法标准GB/T228.1-2010及测量审核作业指导书对标距的刻划方法均没有作出具体的规定，可以用机械式划线机实现，也可以用游标卡尺或某些固定长度仪结合刀片或锯条人工实现。试验过程中使用的是机械式划线机进行标距刻划，此刻划的方式无法保证标距刻划的精确，导致钢筋断后伸长率不准确。

再次申请热轧带肋钢筋拉伸试验测量审核，选择游标卡尺来刻划标距，保证钢筋原始标距的精确，避免标距的测量影响断后伸长率的测量准确性，去掉带来断后伸长率最大不确定度的因素。此次测量所得结果：热轧带肋钢筋的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率项目为满意值。

3 结论

在热轧带肋钢筋拉伸试验断后伸长率测量过程中，试样长度测量设备的测量精度，由于受测量复杂程度和设备购置成本等影响，是整体测量系统测量精度的关键，故整个测量系统的精度或不确定度就由该测量步骤的不确定度来决定。通过对钢筋断后伸长率不确定度分量各项的计算，找到此次检测对其不确定度最大影响项目后，改进此项带来断后伸长率最大不确定度的因素。此次进行针对性的进行整改后，再次申请钢筋拉伸试验测量审核，抗拉强度、屈服强度项目、断后伸长率项目均得到满意结果。

[1] 巫 刚.金属材料拉伸试验测量不确定度的分析[J].测量技术学报，2014，28(5)：405-408.

[2] 赵春生.测量不确定度的理论与实践研究[D].长春：长春理工大学，2007:1-58.

(本文文献格式：张 磊.通过分析不确定度分量进行钢筋断后伸长率的整改[J].山东化工,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

张 磊(1984—)，男，助理工程师，主要从事产品质量检验工作。

O302

B

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