陳 華 梅

(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，山西 太原　030006)

在日常的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，鋼絞線的拉伸強(qiáng)度檢驗(yàn)結(jié)果很多都在標(biāo)準(zhǔn)值附近，只有給出測(cè)量結(jié)果的不確定度才能對(duì)鋼絞線拉伸強(qiáng)度進(jìn)行準(zhǔn)確判定。本文以鋼絞線拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)為例，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的不確定度進(jìn)行評(píng)定與探討，為同類檢驗(yàn)結(jié)果的不確定度提供依據(jù)。

1　檢驗(yàn)過程

1.1　測(cè)量對(duì)象及測(cè)量依據(jù)

取10根標(biāo)準(zhǔn)型鋼絞線(1×7-15.20-1860)。依據(jù)：GB/T 5224—2014預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線。

1.2　測(cè)量?jī)x器設(shè)備

微機(jī)控制電液伺服萬能試驗(yàn)機(jī)(WAW-1000型)；技術(shù)指標(biāo)：最大試驗(yàn)力1 000 kN；精度0.5級(jí)。經(jīng)檢定合格，并在有效檢定周期內(nèi)使用。

2　建立數(shù)學(xué)模型

抗拉強(qiáng)度Rm定義為試驗(yàn)過程中的最大力Fm與橫截面面積Sn之比。即：

其中，Rm為抗拉強(qiáng)度，MPa；Fm為最大力值,N；Sn為鋼絞線截面面積,mm2。

3　測(cè)量不確定度來源

被測(cè)量Rm的不確定度來源有：

1)最大力值Fm的測(cè)量重復(fù)性，屬于A類評(píng)定方法。

2)萬能試驗(yàn)機(jī)最大允許誤差引起的最大力Fm的測(cè)量不確定度，屬于B類評(píng)定方法。

3)萬能試驗(yàn)機(jī)校準(zhǔn)引入的測(cè)量不確定度，屬于B類評(píng)定。

4)試樣橫截面面積Sn的測(cè)量不確定度，屬于B類評(píng)定方法。

4　不確定度傳播率

利用不確定度傳播率可給出有輸入分量標(biāo)準(zhǔn)不確定度表示的輸出量標(biāo)準(zhǔn)不確定度。忽略應(yīng)變速率和溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，輸入量Fm與Sn互不相關(guān)，則輸出量(被測(cè)量)Rm的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

即：

其中，ucrel(Rm)為輸出量Rm的合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度；urel(Fm)為最大力Fm的測(cè)量引起的抗拉強(qiáng)度Rm的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度；urel(Sn)為鋼絞線截面面積引起的抗拉強(qiáng)度Rm的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

5　輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

5.1　輸入量Fm測(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

輸入量Fm有3個(gè)不確定來源：最大力Fm的測(cè)量重復(fù)性，采用A類評(píng)定方法；最大力Fm的測(cè)量不確定度，采用B類評(píng)定方法。

5.1.1最大力Fm的測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u′A(Fm)評(píng)定

鋼絞線最大力Fm的測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度預(yù)先評(píng)定方法：從被測(cè)試樣中隨意截取10根長(zhǎng)度為1.2 m的鋼絞線，對(duì)最大力Fm進(jìn)行測(cè)量，并記錄相應(yīng)的最大力Fm(i=1，2，…，10)。10次測(cè)量結(jié)果見表1。

表1　鋼絞線試件抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

則單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差S(Fm)：

由于鋼絞線試驗(yàn)的結(jié)果是由一次測(cè)量結(jié)果給出,根據(jù)定義,重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uA(Fm)等于單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差S(Fm)：

uA(Fm)=S(Fm)=0.728 kN。

其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度:

5.2　輸入量Sn測(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

GB/T 5224—2014中8.3.1規(guī)定，計(jì)算抗拉強(qiáng)度時(shí)鋼絞線的截面面積取公稱橫截面面積值，即為定值，所以其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0。

6　輸出量Rm的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

7　抗拉強(qiáng)度Rm的擴(kuò)展不確定度評(píng)定

相對(duì)擴(kuò)展不確定度為合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度與包含因子(置信因子)的乘積，在置信概率95%時(shí)，取k=2：

Ucrel(Rm)=kucrel(Rm)=2×0.32%=0.64%。

8　抗拉強(qiáng)度Rm測(cè)量的結(jié)果報(bào)告

假設(shè)某一鋼絞線(1×7-15.20-1 860型)的抗拉強(qiáng)度為1 900 MPa，則有：

Rm=1 900 MPa，U(Rm)=Rm×Ucrel(Rm)=1 900×0.64%=12.2 MPa，k=2。

9　結(jié)語

通過預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線抗拉強(qiáng)度不確定的評(píng)定，結(jié)果表明影響抗拉強(qiáng)度的主要因素是重復(fù)性試驗(yàn)。因此，在實(shí)際檢驗(yàn)檢測(cè)活動(dòng)中，應(yīng)提高檢驗(yàn)檢測(cè)人員素質(zhì)，以保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性。