300%定伸应力测量不确定度报告

300%定伸应力测量不确定度报告 橡胶300%定伸应力测量 不确定度报告 编 制: 审 核: 批 准: 1 橡胶300%定伸应力测量不确定度报告 一、评定、环境条件及准备概述 1、环境条件及设备:橡胶的300%定伸应力是在标准环境温度23?和规定加荷速率下，测试橡胶试样拉伸至原长300%时的拉伸应力。检测用试样的厚度为2mm，从标准环境调节以后的橡胶试片上取样。依据GB 528-1998《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》裁成宽度为6mm哑铃状1型试样，并进行试验。实验选用5000N电子万能拉力试验机。 2、测试过程如下:取适量的混炼胶，用专用的工装模具将混炼胶压制成标准厚度的样片，在标准环境下调节16小时后，按照GB/T528中的规定的1型哑铃状裁刀裁取试样。用精度为0.01mm的测厚仪器测量试样的厚度。将试样置与材料试验机进行加荷试验，在规定的加荷速率下进行加荷，直至试样拉断，记录试样拉伸至原长300%时的拉力F，计算出试样的300%定伸应力。 3、橡胶300%定伸应力的检验依据为: GB 528-1998《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》 二、试样拉伸强度不确定度的数学模型 在温度和其他条件不变的情况下，300%定伸应力可示为: R= F/ A= F/ Wt mmm 式中:R-300%定伸应力 (MPa) m 2 2A- 试件截面积 (mm) W-样品宽度 (mm) t- 样品厚度 (mm) F- 试件拉伸至原长的300%时的拉力 (N) m 一般给出的数据用试样与标样的300%定伸应力的差值来表示，两者测量手法完全相同。 222于是可得:u(R)=2? [u(F)+u(A)] rrr 300%定伸应力测量不确定度:u(R)的不确定度分量总括: r 拉力测量不确定度u(F)和截面积引入的测量不确定度分量u(A)。 rr根据以上画出因果图: u(A) u(F) 11 切片宽度 检定 u c 读数 测厚仪 u(A) u(F) 22 图一 :因果图 三、测量不确定度分量计算 3.1拉力F的测量不确定度u(F) r 拉力F的测量不确定度主要来源于设备的示值误差引进的不确定度，样品材料不均匀性引进的不确定度两个方面。 3 3.1.1试验机示值误差引起的不确定度 5000N电子万能实验机鉴定合格，其示值误差小于?0.5%, 按0.5%计算，又其服从矩形分布，则试验机的示值误差引入的不确定度按B类进行评定，其相对标准不确定度为: 0.5% u(F) ==0.29% 13 3.1.2样品的不均匀性引起的不确定度分量 n 1 2 3 4 5 16.948 16.29 16.76 16.547 16.761 R(MPa) mi Rm(MPa)16.6612 表一:5个样品测量结果 1n xiRm==16.6612 MPa , 5i,1 s=(X-X)/d=(16.948-16.29)/2.33=0.2825 MPa maxmin5 相对不确定度u(F)=0.2825/16.6612=1.70% 2 3.2 截面积引起的不确定度分量 截面积引起的不确定度分量由切片宽度和测厚仪器测量的厚度确定。切片宽度不确定度由切片宽度误差引入的不确定度确定;厚度测量不确定度由测量用测厚仪器示值误差导致的不确定度及由操作者而引入的测量不确定度构成。 3.2.1切片宽度误差导致的不确定度uw 切片宽度误差为0.02mm,按B类进行不确定评定尺寸偏差属于均匀分布，则切 4 片宽度导致的不确定度为: 0.02 u= = 0.20% ，100%w 3，6 3.2.2厚度测量引起的不确定度u t 3.2.2.1测厚仪器示值误差导致的不确定度u 1t测厚仪器示值误差为0.002mm，k=2，则示值误差导致的标准不确定度为: 0.002 u= mm =0.001 mm 1t2 3.2.2.2由操作者引入的测量标准不确定度u2t n 1 2 3 4 5 2.121 2.123 2.135 2.146 2.116 d(mm) i d2.1282 (mm) 则由操作者引入的不确定度为: u=(X-X)/d=(2.146-2.116)/2.33=0.0129mm 2tmaxmin5 两者的合成标准不确定度为: 22u(t)= =0.0130 mm 0.001，0.0129其相对标准不确定度为: u=(u/t) ?100%=(0.0130/2) ?100%=0.65% t 四、合成标准不确定度 4.1拉力的不确定度u(F) r 22ur(F),u(F)，u(F) 12 22,(0.29%)，(1.70%) 5 = 1.73% 4.2面积引入的不确定度u(A) r 22 ur(A),uw，ut 22 ,(0.20%)，(0.65%) = 0.69% 4.3合成标准相对标准不确定度u(R) rm 22 ur(Rm),2，ur(F)，ur(A) = 2.64% R = 16.6612 Mpa m u= R?u(R)=16.6612 Mpa?2.64%=0.44 Mpa c rmm 五、300%定伸应力的扩展不确定度 取包含因子K=2，则扩展不确定度为: U=2 u=2?0.44=0.88Mpa c 六、测量结果的表示 所测橡胶的300%定伸应力的测试结果为(16.6612?0.88)Mpa, 其中扩展标准 不确定度U=0.88Mpa是由合成标准不确定度u=0.44 Mpa乘以包含因子K=2c得到的。 6