塑料拉伸性能试验中拉伸强度或拉伸断裂应力或拉伸屈服应力测量结果不确定度评定报告

塑料拉伸性能试验中拉伸强度或拉伸断裂应力或拉伸屈服应力测

量结果不确定度评定报告

1 、概述

1.1测量依据：GB/T 1040-1992《塑料拉伸性能试验方法》

1.2环境条件：温度：25℃，温度波动不大于5℃/h，相对湿度% 1.3测量设备：帆泰检测CMT6104微机控制电子万能拉力试验机： 测量结果的不确定度或准确度为 1 级；

使用手册中给出：大变形示值相对误差为：+0.5％；

0mm～150mm游标卡尺：

测量结果的扩展不确定度：U=0.01mm k=2

因温度、湿度及电源的波动对测量的影响很小，可忽略不计。

1.4被测对象：编号为WT060814-020的PC/ABS材料制成的标准ⅠA型试样

1.2测量方法：在塑料拉伸性能试验中，选定试验速度进行试验，记录最大负荷或断裂

负荷或屈服时的负荷及标距间伸长。并从所制成的一批标准试样中选择10根样条进行测量拉断试件所需的最大负荷或断裂负荷或屈服负荷，即拉伸强度或拉伸断裂应力或拉伸屈服应力等于试验过程中的最大负荷与横截面之比。

2 、数学模型

σt=pA ①

①式中：σt——拉伸强度或拉伸断裂应力或拉伸屈服应力，MPa；

p——最大负荷或断裂负荷或屈服负荷，N； b——试样宽度，mm； d——试样厚度，mm；

A——试样的横截面积，A=a×b, mm2 εs=(G−G0)×100% ② G0②式中：εS——断裂伸长率 ，％;

G0——试样原始标距，mm;（注：对于ⅠA型试样，G0＝50mm） G——试样断裂时标线间距离，mm;

3、方差和灵敏度系数

=uc2(σt) 方差：

(C1)2u2(p)+(C2)u2(A) 或 uc(εs=)2c5×uc(εs)

最大负荷的灵敏系数：c1=c(A)=∂σt−p=2=−1.19N/mm4 ∂AA1

断裂负荷的灵敏系数： c2=c(A)=屈服负荷的灵敏系数： c3=c(A)=∂σt−p=2=−0.7424N/mm4 ∂AA∂σt−p=2=−1.196N/mm4 ∂AA1c=2% ㎜-1 断裂伸长率的灵敏系数： 450×100%=c5c==(p)横截面积的灵敏系数：

∂σt1-2 =＝0.02438 mm∂pA4、输入量的标准不确定度评定

根据数学模型被测试样的拉伸性能试验的不确定度将取决于输入量A和p的不确定度，即试样的横截面积测量不确定度分量u(A)和最大负荷或断裂负荷或屈服负荷测量不确定度分量u(p)。

4.1、测量试样的横截面积Ai测量不确定度分量u(Ai)和最大负荷或断裂负荷或屈服负

荷pi测量不确定度分量u(pi)的A类评定。

序号 试样的横截面积，A ，mm2 最大负荷 断裂负荷 P , N 屈服负荷 试样断裂时标线间距离，㎜ 1 2 3 4 5 平均值 标准方差s S（x）不确定度u1 4.02×10.2＝41.004 4.03×10.2＝41.106 4.02×10.2＝41.004 4.02×10.2＝41.004 4.02×10.2＝41.004 4.022×10.2=41.0244 0.0305 0.013 0.013 2025.188 2027.348 2023.137 1979.673 2012.066 2013.482 13.198 5.903 5.903 1466.713 1250.445 1073.5 1229.300 1227.250 1249.521 93.4 41.88 41.88 2025.187 2026.937 2021.907 1979.263 2011.246 2013.067 13.180 5.4 5.4 78.9 74.585 71.145 63.25 66.62 70.9 4.143 1.853 1.853 以上计算结果由下面公式计算： 单次实验标准差： s(x)=∑(x−x)ii=1n−2n−1 平均值标准差： s(x)=s(x)n

2

测量值的不确定度： u1(x) = s(x)=s(x)n

4.2输入量A和p的标准不确定度u2(A)和u2(p)的B类评定

输入量的u2(A)标准不确定度主要由游标卡尺的示值误差引起的,它们引起的不确定度可采用B类方法进行评定。输入量u(p)的标准不确定度主要由万能拉力试验机的示值误差引起的,它引起的不确定度可采用B类方法进行评定。 4.2.1游标卡尺误差引起的不确定度u2(A)评定

由0mm～150mm游标卡尺检定报告给出的测量结果的扩展不确定度：U=0.01mm k=2计算不确定度u2(A)得B类评定：

测量试样宽、厚的游标卡尺的相对不确定度为urel：

Uu(b)20.005urel====1.243×10−3

bb4.022所以， u2(A)=A×urel=41.0244×1.243×10−3=0.051 mm2 4.2.2万能拉力试验机误差引起的不确定度u2(p)评定

由CMT6104微机控制电子万能拉力试验机检定报告获得：CMT6104微机控制电子

万能拉力试验机测量结果的不确定度或准确度为： 1 级

a1=1 并且其在区间内认为是服从均匀分布，包含因子k=3，其不确定度

u2(p=)a1=k1=0.5774 N 34.2.3、万能拉力试验机示值误差引起的不确定度u2(G)评定

由CMT6104微机控制电子万能拉力试验机使用手册中获得： 大变形示值相对误差为：+0.5％；

a2=0.5% 并且其在区间内认为是服从均匀分布，包含因子k=3，其不确定度u2(G=)a20.005×70.9==0.2047mm k34.3输入量A的标准不确定度u(A)和u(P)评定

由于以上各类不确定度各不相关，相互，所以测量宽度和厚度的标准不确定度

可合成分别为：

u(A)=u21(A)+u22(A)=0.05279 mm2

3

最大负荷的标准不确定度：u(p)=断裂负荷的标准不确定度：u(p)=屈服负荷的标准不确定度：u(p)=u21(p)+u22(p)=5.931 N u21(p)+u22(p)=41.88 N u21(p)+u22(p)=5.922 N

u21(G)+u22(G)=1.8mm

试样断裂时标线间距离的标准不确定度：u(G)=5. 标准不确定度分析一览表

标准不确定度汇总表 标准不确定度分量u(Xi) 不确定度来源 标准不确定度值 ci u=ci×u(Xi) i0.06314N/ mm2 0.06314N/ mm2 / -1.196N/mm4 u(A) 0.05279mm2 -0.7424 N/mm4 0.03919N/ mm2 -1.196 N/mm4 u1(A)试样横截面积测量重复 性 0.013mm2 / u2(A) 游标卡尺示值误差 0.051mm2 / 0.02438 mm-2 0.02438 mm-2 0.02438 mm-2 / / / / 0.1446N/ mm2 1.021N/ mm2 0.1443N/ mm2 / / / u(p) 最大负荷示值误差 断裂负荷示值误差 屈服负荷示值误差 最大负荷重复性 断裂负荷重复性 屈服负荷重复性 5.931N 41.88 N 5.922 N 5.903 N 41.88 N 5.4 N u(p) u(p) u1(p) u1(p) u1(p) u2(p) 最大负荷/断裂负荷/屈服负荷示值误差 0.5774 N / / u(G) u1(G) 断裂伸长率示值误差 断裂伸长率重复性 1.8㎜ 1.853㎜ 2% ㎜-1 / 3.728% / u2(G) 大变形示值相对误差 0.2047㎜ 4

/ /

6、合成标准不确定度的估算

以上个输入分量之间互不关联，按不确定度传播律，某一检测点不确定度为：

=uc2(σt)(C1)u2(p)+(C2)u2(A)

22所以：拉伸强度的合成标准不确定度：uc(σt)=拉伸断裂应力的合成标准不确定度： uc(σt)=拉伸屈服应力的合成标准不确定度：uc(σt)=(C5)2u2(p)+(C1)u2(A)=0.1578 N/ mm2

22(C5)(C5)2u2(p)+(C2)u2(A)=1.022N/ mm2

22u2(p)+(C3)u2(A)=0.1575N/ mm2

断裂伸长率的合成标准不确定度： uc(εs)=c4×uc(G)=3.728%

7、 扩展不确定度的评定

因为我们是检测实验室，根据不确定度有关规定在一般都不需要求自由度的情况

下，直接选择P＝95％，k＝2～3进行不确定度的计算。我们选择k=2,

所以： 拉伸强度的扩展不确定度：U=k×uc=2×0.1578=0.3156 N/ mm2

拉伸断裂应力的扩展不确定度：U=k×uc=2×1.022=2.044 N/ mm2 拉伸屈服应力的扩展不确定度：U=k×uc=2×0.1575=0.315 N/ mm2 断裂伸长率的扩展不确定度：U=k×uc=2×3.728%=7.456%

8、 不确定度的报告

塑料拉伸试验测试报告为：

拉伸强度：U = (49.1 + 0.32) MPa ， k＝2； 拉伸断裂应力：U = (30 + 2.0) MPa ， k＝2； 拉伸屈服应力： U = (49.1 + 0.32) MPa ， k＝2； 断裂伸长率： U = (42 + 7.5) ％ ， k＝2；

9、说明

试件的其它规格拉伸测量过程与此类似，故其测量过程的不确定度评定可参照上述方法进行。

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