鋁合金建筑型材Rp0.2測定結果不確定度評估

王洪禮 張敬東

（新疆維吾爾自治區產品質量監督檢驗研究院 烏魯木齊 830011）

0 前言

鋁合金比重小、強度高、耐腐蝕的優異性能，是大廈、公寓、高樓現代建筑和裝修中必不可少的材料之一。

拉伸試驗是檢驗金屬材料力學性能的重要手段之一。金屬材料下屈服強度指金屬材料呈現屈服現象時在試驗期間達到塑性變形發生而力不增加的最低應力。下屈服強度測試在實際應用中是結構靜強度設計主要依據之一，當下屈服強度不明顯時，通常采用Rp0.2表示材料屈服強度。

一切測量結果都不可避免地存在不確定度。在鋁合金建筑型材6063 T5力學性能測試中，其Rp0.2測定不可避免地具有不確定度。因此，研究Rp0.2不確定度，對于提高實驗室檢測能力及檢測準確性具有重要作用。

1 試驗方法

1.1 測量方法

依據GB/T 16865-2013《變形鋁、鎂及其合金加工制品拉伸試驗用試樣及方法》。

1.2 環境條件

試驗在室溫10℃～35℃范圍內進行，本次試驗在23℃下進行。

1.3 測量設備及量具

萬能試驗機，準確度等級0.5級；0～150mm電子卡尺，精度 0.01mm；0～25mm壁厚千分尺，精度0.01mm。

1.4 被測對象

6063 T5鋁合金建筑型材。

1.5 實驗過程

依據GB/T16865-2013，采用萬能試驗機對10根試樣進行試驗，得出Rp0.2測試結果見表1。

表1 Rp0.2測試值

2 數學模型

數學模型如下：

3 規定非比例延伸強度Rp0.2測量不確定度來源

Rp0.2測量不確定度來源：測試結果重復性不確定度分量、規定非比例延伸力測量不確定度分量、試樣橫截面積測量不確定度分量和規定非比例延伸強度修約不確定度分量。

4 規定非比例延伸強度Rp0.2測量標準不確定度分量

4.1 測試結果重復性不確定度Urel

從相同部位均勻截取10根試樣，根據GB/T16865-2013測試Rp0.2。實驗結果由樣品重復性測量引起，屬于A類不確定度。

試驗標準偏差按照貝塞爾公式計算：

4.2 規定非比例延伸力Fp0.2測量不確定度Ure（lFp0.2）

4.2.1 試驗機測力系統示值誤差相對標準不確定度U（1Fp0.2）

萬能材料試驗機0.5級，力值誤差±0.5%，均勻分布k=，相對標準不確定度：

4.2.2 標準測力儀相對標準不確定度U（2Fp0.2）

0.3 級標準測力儀對試驗機進行檢定，JJG144-2007重復測量極差R∶0.3%，10次重復測量極差系數C∶3.098，相對標準不確定度為：

4.2.3 計算機數據采集系統相對標準不確定度U（3Fp0.2）

JJF1103-2003中B3規定，計算機數據采集系統B類相對標準不確定度：

4.2.4 引伸計測量相對標準不確定度U（4Fp0.2）

引伸計測量誤差±1.0%，均勻分布k=，相對標準不確定度：

4.2.5 引伸計標距相對標準不確定度U（5Fp0.2）

引伸計標距誤差±1.0%，均勻分布k=3，相對標準不確定度：

4.2.6 規定非比例延伸力Fp0.2相對標準不確定度Urel(Fp0.2)

規定非比例延伸力測量相對標準不確定度：

4.3 試樣橫截面積測量相對標準不確定度Ure（ls）

4.3.1 厚度a不確定度分量U1（ra）

（b）測量10根試樣厚度不確定度，A類標準不確定度，其標準差為：

（c）厚度方向測量標準不確定度可合成為：

相對標準不確定度：

4.3.2 寬度b不確定度分量U2（rb）

（b）測量10根試樣寬度不確定度，A類標準不確定度，其標準差為：

（c）寬度方向測量標準不確定度可合成為：

相對標準不確定度為：

試樣橫截面積測量相對標準不確定度合成：

4.4 數據修約標準不確定度分量Ure（loff）

萬能試驗機所測結果：Rp0.2=188.9MPa，按GB/T16865-2013規定Rp0.2修約間隔1MPa，均勻分布k=，因此標準不確定度：

相對標準不確定度為：

5 合成相對標準不確定度的評定

合成相對標準不確定度：

6 相對擴展不確定度的評定

7 結論

測量不確定度報告∶鋁合金金筑型材6063 T5 Rp0.2相對標準不確定度評定：Rp0.2=188×（1±3.5%）MPa；其中置信概率p=95%，式中3.5%為U95r之值。