金属材料抗拉强度测量不确定度分析
试验依据
GB228-2002（金属材料拉伸试验方法）
试验采用RGM-100型万能材料试验机，以20～30MPa/s速率加荷直至将试样拉伸至断裂。试样拉断时的最大力所对应的应力即为金属材料的抗拉强度。
钢材抗拉强度测量的影响因素
根据钢材抗拉强度的计算公式为：

（1）
式中：( －抗拉强度，单位MPa（N/mm2）； F－拉力，单位 N； d－钢材直径，单位mm。
对于钢材抗拉强度检测，只要温度在室温（25～35℃）附近变化不大，温度对试验结果的影响就可以忽略不计；另外，只要加荷速率控制在规范允许范围内（规范允许范围：10-30MPa/s；实际加荷速率：20-30MPa/s），加荷速率的影响也可以忽略不计。能够对试验测试结果产生影响的因素主要有：重复测试（同一批试件在相同试验条件下重复测量结果的差异性）、试件截面积变化（归结为直径d偏差）、荷载测量的精度以及测量结果的数据修约。上述影响因素中，试件材质非均匀性直接表现在测量结果的数据变化上，属于A类不确定度评定；其余影响因素都是由于影响量的误差而导致试验测试量的偏差，均属B类不确定度评定。金属材料抗拉强度测量不确定度影响因素汇总于表1中。
表1 影响金属材料抗拉强度测量准确性的主要因素
序号
影 响 因 素
代号
单位
不确定度类型1 重复测试
R
－
A类2 试件尺寸偏差
D
mm
B类3 荷载测量偏差
Q
N4 强度测量值数据修约
(
N
标准不确定度评定
3.1 样品不均匀性引起的标准不确定度
从根据这10个测试数据进行钢材抗拉强度测量不确定度的评定，属于A类不确定度评定，相应的测量不确定度称为重复测量不确定度
，可采用贝塞尔法按（2）式进行评定：

＝
（2）
式中：n为重复测量次数，( i为第i次测量的材料强度测量值，
为同一材料的试件强度各次测量结果的平均值。按式（2）计算，重复测量导致的试件抗拉强度测量标准不确定度为：
3.2 试件尺寸导致的测量标准不确定度
由于试件直径偏差导致的试件抗拉强度测量不确定度属B类不确定度。
对于偏差为±a的影响量x的不确定度
，可按式（4）进行评定：

＝
（3）
直径尺寸出现在区间d±αmm内各点的概率相等，即直径误差分布为均匀分布，所以其包含因子k =
。根据式（4），试件直径d的测量不确定度
为：

（mm） （4）
试件抗拉强度 ( 对试件直径 d 的灵敏系数
＝
可以通过对式（1）求偏导数得到：

＝
＝
＝
（5）
取 ( ＝
，d取标