測(cè)量不確定度在鋼材力學(xué)性能檢驗(yàn)中的應(yīng)用

覃雙環(huán)

摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展和發(fā)展，目前正在建設(shè)更多的建設(shè)項(xiàng)目，并且在建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程中使用的鋼材數(shù)量也越來(lái)越多。特別是對(duì)于建筑用鋼，必須對(duì)鋼的質(zhì)量進(jìn)行測(cè)試和分析，以確定所選鋼是否可以在實(shí)際建筑中使用，對(duì)于鋼的質(zhì)量測(cè)試，測(cè)量不確定性是主要策略。因此，在此基礎(chǔ)上，我們分析并研究了測(cè)量不確定度在鋼鐵檢測(cè)中的應(yīng)用。通過(guò)有效的分析和研究，我們?yōu)殇摰馁|(zhì)量檢查和穩(wěn)定使用提供建議和意見。

關(guān)鍵詞：測(cè)量不確定度;鋼材檢驗(yàn);施工建設(shè)

引言

在傳統(tǒng)的測(cè)量過(guò)程中，通常沒(méi)有統(tǒng)一的方法和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)表示結(jié)果，并且這里通常會(huì)有一些誤差度量。最終結(jié)果是在邏輯上容易混淆測(cè)量結(jié)果。這項(xiàng)技術(shù)的誕生使得可以將不同國(guó)家的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行相互比較，從而使彼此之間的交流或認(rèn)可變得更加容易，并最終達(dá)成共識(shí)。因此，有必要討論具體應(yīng)用。

一、概述

鋼鐵制造業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中最重要的產(chǎn)業(yè)，是整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最重要基礎(chǔ)。一般而言，鋼材根據(jù)各行業(yè)的發(fā)展需要分為幾種類型。不確定性測(cè)量是當(dāng)前鋼檢驗(yàn)中最重要的任務(wù)，其具體應(yīng)用直接影響鋼的最終定位和使用。在測(cè)試以前的建筑材料時(shí)，測(cè)量誤差是使用測(cè)試最終結(jié)果的最常見的識(shí)別方法。但是，這種方法的最大問(wèn)題是沒(méi)有統(tǒng)一的表達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，所有評(píng)估方法都不相同，并且存在邏輯混亂。其中，鋼的不確定度和檢測(cè)誤差之間有很大的差異，兩者是完全不同的。常見的檢查錯(cuò)誤可以詳細(xì)顯示鋼材的質(zhì)量，但不能確認(rèn)最終的檢查結(jié)果。在評(píng)估鋼管的不確定度的過(guò)程中，不僅需要測(cè)量尺寸以進(jìn)行評(píng)估，而且還必須評(píng)估鋼管內(nèi)徑和外徑的尺寸，長(zhǎng)度和橢圓。要測(cè)量鋼筋，通常需要定義長(zhǎng)度，間距和各種因素，除了其他類型的鋼筋之外，還需要測(cè)量和定義各種參數(shù)和基本形狀。如果常規(guī)鋼滿足基本測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，則表示合格的鋼，如果最終不確定度不符合標(biāo)準(zhǔn)，則將其定義為廢鋼。當(dāng)前，這項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)正在取得長(zhǎng)足的進(jìn)步，這一盛事不僅在一定程度上改善了我國(guó)的鋼鐵生產(chǎn)和制造技術(shù)，而且還促進(jìn)了工業(yè)的發(fā)展。這個(gè)行業(yè)的發(fā)展將進(jìn)一步促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并促進(jìn)未來(lái)的社會(huì)發(fā)展。

二、評(píng)定

2.1基本評(píng)定

在測(cè)量鋼的不確定度時(shí)，通常需要測(cè)量各種形狀的尺寸，并且在測(cè)量形狀的尺寸時(shí)，通常必須測(cè)量外徑，內(nèi)徑值，橢圓形和其他基本元素。鋼管;對(duì)于長(zhǎng)鋼，有必要測(cè)量?jī)?nèi)徑，肋高和間距等因素。對(duì)于圓鋼類型，必須將其切成基本直徑和長(zhǎng)度。措施。對(duì)于每種類型的鋼，不確定性測(cè)量基本上由總體剛度來(lái)調(diào)節(jié)。僅當(dāng)測(cè)量結(jié)果在指定范圍內(nèi)時(shí)，才可以使用合格的鋼來(lái)確定。

三、鋼不確定度檢查概述

在建材檢查中，檢查結(jié)果通常表示為測(cè)量誤差。使用單個(gè)誤差來(lái)定量評(píng)估鋼測(cè)試結(jié)果：是不合理且不科學(xué)的。考慮到這種情況，檢查部門在提供測(cè)試結(jié)果時(shí)通常會(huì)采用測(cè)量不確定度的概念。鋼材檢驗(yàn)結(jié)果的專業(yè)表示是不確定的檢驗(yàn)。鋼鐵測(cè)量中的不確定性與鋼鐵檢驗(yàn)有很大不同。這只是測(cè)量結(jié)果與實(shí)際值之間偏差的結(jié)果，不會(huì)被人為改變。理解。鋼鐵測(cè)量的不確定性是一個(gè)具有明確含義的測(cè)試項(xiàng)目，可以通過(guò)人工實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估，并且可以定量確定。鋼的不確定度和檢查誤差并不完全相同。在測(cè)試和評(píng)估鋼的不確定性時(shí)，必須全面測(cè)量鋼的各個(gè)方面。除了評(píng)估鋼的形狀和尺寸外，還需要測(cè)量鋼的內(nèi)部長(zhǎng)度和橢圓尺寸。然后，連同各種鋼材的形狀和成分一起，確定綜合參數(shù)。

四、測(cè)量不確定度在鋼材檢驗(yàn)中的應(yīng)用

4.1鋼材表面檢查

鋼表面分析是整體鋼不確定性檢測(cè)的重要組成部分。通常，在銷售鋼材時(shí)，人們通常會(huì)首先看到表面，因?yàn)楸砻娴哪承┨匦灾苯佑绊戜摬牡馁|(zhì)量。表面的質(zhì)量將吸引一定數(shù)量的客戶。如果表面不好，則很難銷售，因此可以說(shuō)表面狀況直接影響到鋼材的銷售。在表面檢查過(guò)程中，通常需要測(cè)量和評(píng)估表面的基本信息。它測(cè)量鋼管的外徑，內(nèi)徑和橢圓率等基本元素。對(duì)于鋼筋，必須測(cè)量?jī)?nèi)徑，肋高，間距和其他因素。對(duì)于圓鋼，要測(cè)量底徑。固定刻度的長(zhǎng)度。只有在指定范圍內(nèi)的測(cè)量結(jié)果才能被判定為合格鋼，如果測(cè)量結(jié)果超出指定范圍，則相應(yīng)的鋼被視為不合格并被丟棄。

諸如鋼管外徑、內(nèi)徑值和橢圓度等均屬于測(cè)量的內(nèi)容;針對(duì)棒類鋼材需測(cè)量其內(nèi)徑、肋高以及間距等要素;如果是圓鋼類鋼材，則基本直徑與定尺的長(zhǎng)度就是主要測(cè)量?jī)?nèi)容;且在對(duì)鋼板進(jìn)行測(cè)量時(shí)，測(cè)量的主要內(nèi)容應(yīng)集中在基本厚度、寬度和相應(yīng)的長(zhǎng)度上。對(duì)于測(cè)量要素，尤其是在對(duì)其長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量時(shí)，通常會(huì)根據(jù)相應(yīng)的規(guī)定展開評(píng)定。如果鋼材的測(cè)量結(jié)果未超過(guò)規(guī)定范圍則為合格，若超出了規(guī)定范圍則視為廢品。由此能夠看出，在對(duì)鋼材的基本情況進(jìn)行確定時(shí)，這一測(cè)量技術(shù)至關(guān)重要。若在對(duì)鋼材進(jìn)行測(cè)量時(shí)，其質(zhì)量介于合格與不合格間，那么判斷其特性的難度就很大，此時(shí)就需對(duì)其測(cè)量質(zhì)量予以高度重視，這一點(diǎn)非常重要。一般，測(cè)量不確定度都來(lái)源于測(cè)量人員的基本測(cè)量水平，在使用鋼尺或者是其它一些量具之前，校準(zhǔn)是必要步驟，以提高最終測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)度，降低不確定度的分量。

4.2評(píng)估化學(xué)成分分析中的不確定性

鋼是一種合金材料。它由不同的化學(xué)元素組成，測(cè)量五種元素（碳，硅，錳，磷，硫）的含量以及合金元素和其他殘留元素的測(cè)量偏差必須符合本法規(guī)的要求。化學(xué)分析可讓您準(zhǔn)確確定構(gòu)成鋼元素的元素，化學(xué)測(cè)試結(jié)果的分析可讓您準(zhǔn)確計(jì)算鋼的元素含量?；瘜W(xué)分析方法對(duì)于測(cè)量鋼的不確定度更為準(zhǔn)確，但是由于測(cè)量過(guò)程中需要使用多種試劑和工具，因此檢查員的專業(yè)水平相對(duì)較高。

4.3鋼材力學(xué)性能檢測(cè)不確定度的評(píng)定。

4.3鋼材力學(xué)性能檢測(cè)不確定度的評(píng)定。

金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)不確定度評(píng)定項(xiàng)目較多，Rel、Rm、A三個(gè)項(xiàng)目各自評(píng)定影響的因素不同。對(duì)試樣進(jìn)行測(cè)量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度采用A方法進(jìn)行評(píng)定，試樣數(shù)量10個(gè)。

4.3.1 抗拉強(qiáng)度（Rm）

數(shù)學(xué)模型

1、A類相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)urel（rep）的評(píng)定

試樣測(cè)量平均值的不確定度

2、最大力Fm的B類相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)urel（Fm）的評(píng)定

（1）試驗(yàn)機(jī)測(cè)力系統(tǒng)示值誤差帶來(lái)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（F1）

0.5級(jí)的拉力試驗(yàn)機(jī)示值誤差（MPE）為±0.5%，按均勻分布，，則：

（2）計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)帶來(lái)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（F2）

一般來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)引入的B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.2×10-2

（3）最大力的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)urel（Fm）

3、 原始橫截面積So的B類相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)urel（So）的評(píng)定

測(cè)定原始橫截面積時(shí)，測(cè)量每個(gè)尺寸應(yīng)準(zhǔn)確到±0.02mm。

4、 拉伸速率影響帶來(lái)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)urel（Rmv）

試驗(yàn)得出，在拉伸速率變化范圍內(nèi)抗拉強(qiáng)度最大相差10MPa，所以拉伸速率對(duì)抗拉強(qiáng)度的影響為±5MPa，按均勻分布考慮：

5、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算

6、相對(duì)擴(kuò)展不確定度

取包含概率p=95%，按k=2，

4.3.2 下屈服強(qiáng)度（ReL）

1、A類相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)urel（rep）的評(píng)定

試樣測(cè)量平均值的不確定度urel（rep）=

2、下屈服力FeL的B類相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)urel（FeL）的評(píng)定

（1）試驗(yàn)機(jī)測(cè)力系統(tǒng)示值誤差帶來(lái)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（F1）

0.5級(jí)的拉力試驗(yàn)機(jī)示值誤差（MPE）為±0.5%，按均勻分布，，則：

urel（F1） = = 0.289%

（2）計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)帶來(lái)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（F2）

一般來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)引入的B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.2×10-2

urel（F2） = 0.2%

（3）最大力的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)urel（Fm）

3、原始橫截面積So的B類相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)urel（So）的評(píng)定

測(cè)定原始橫截面積時(shí)，測(cè)量每個(gè)尺寸應(yīng)準(zhǔn)確到±0.02mm。

4、 拉伸速率影響帶來(lái)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)urel（ReLv）

試驗(yàn)得出，在拉伸速率變化范圍內(nèi)下屈服強(qiáng)度最大相差10MPa，所以拉伸速率對(duì)下屈服強(qiáng)度的影響為±5MPa，按均勻分布考慮：

5、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算

6、相對(duì)擴(kuò)展不確定度

取包含概率p=95%，按k=2，

4.3.3 斷后伸長(zhǎng)率（A）

數(shù)學(xué)模型

斷后伸長(zhǎng)（Lu-L0）的測(cè)量必須準(zhǔn)確到±0.25mm。在評(píng)定測(cè)量不確定度時(shí)，公式應(yīng)表達(dá)為：

△L與L0彼此不相關(guān)，則：

1、A類相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)urel（rep）的評(píng)定

試樣測(cè)量平均值的不確定度

2、 原始標(biāo)距的B類相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)urel（L0）的評(píng)定

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，原始標(biāo)距的標(biāo)記L0應(yīng)準(zhǔn)確到±1%，按均勻分布考慮，則：

3、斷后伸長(zhǎng)的B類相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)urel（△L）的評(píng)定

（Lu-L0）的測(cè)量應(yīng)準(zhǔn)確到±0.25mm。求出試驗(yàn)的平均伸長(zhǎng)為хmm，按均勻分布考慮，則：

4、 修約帶來(lái)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)urel（off）

斷后伸長(zhǎng)率的修約間隔為0.5%，按均勻分布考慮，修約帶來(lái)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)：

5、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算

6、相對(duì)擴(kuò)展不確定度

取包含概率p=95%，按k=2，

Urel（Rm） = kucrel（Rm） 則Urel（Rm） = 2×urel（A）

4.3.4評(píng)定結(jié)果

利用上述評(píng)定方法分別對(duì)Φ12mmHRB400E（見表1）、Φ22mmHRB400E（見表1）的評(píng)定結(jié)果

4.4.5評(píng)定結(jié)果的應(yīng)用

對(duì)測(cè)量不確定度評(píng)定結(jié)果的應(yīng)用主要是在對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的評(píng)定上，對(duì)同一牌號(hào)不同規(guī)格，并且力學(xué)性能波動(dòng)在一定范圍內(nèi)的試樣進(jìn)行不確定度評(píng)定，能客觀反應(yīng)出在該條件下生產(chǎn)的鋼材力學(xué)性能，可以有效的反映出各階段內(nèi)生產(chǎn)的鋼材產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)品的檢驗(yàn)質(zhì)量。

結(jié)語(yǔ)

鋼材在建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)中起著根本作用，特別是由于它是建設(shè)項(xiàng)目的必要材料，因此在使用鋼材之前，必須對(duì)鋼材的質(zhì)量進(jìn)行檢查，分析和檢驗(yàn)?？梢詫?shí)現(xiàn)鋼材質(zhì)量的確定提高和體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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[2]劉麗.測(cè)量不確定度在鋼材檢驗(yàn)中的應(yīng)用[J].冶金管理，2019（05）：72+74.

[3]GB/T 228.1-2010 金屬材料 拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法