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壓縮試驗(yàn)機(jī)對(duì)材料壓縮強(qiáng)度如何計(jì)算
點(diǎn)擊次數(shù)：1582 發(fā)布時(shí)間：2014-11-10
在壓縮試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)過程中中，試樣直至破裂（脆性材料）或產(chǎn)生屈服（非脆性材料）時(shí)所承受的zui大壓縮應(yīng)力。計(jì)算時(shí)采用的面積是試樣的原始橫截面積。在沒有明顯屈服點(diǎn)的場(chǎng)合，可以用預(yù)先設(shè)定的偏置屈服點(diǎn)的壓應(yīng)力來定義。壓縮強(qiáng)度也是一個(gè)重要的力學(xué)量，它表征材料抵抗壓縮載荷而不失效的能力。
壓縮試驗(yàn)機(jī)測(cè)量過程：
壓縮強(qiáng)度以試驗(yàn)過程中zui大破壞力除以受壓面積表示（在溫度和其它條件不變時(shí)）
式中：
P—壓縮強(qiáng)度，MPa
F—zui大破壞力，kN
L—試樣的長(zhǎng)度，mm
B—試樣的寬度，mm
于是模型如下：
式中：
—重復(fù)性試驗(yàn)所引起的不確定度
—zui大破壞力的測(cè)量不確定度
—長(zhǎng)度的測(cè)量所引起的不確定度
—寬度的測(cè)量所引起的不確定度
3 計(jì)算測(cè)量不確定度的分量
測(cè)試數(shù)據(jù)見下表1所示。
表1 壓縮強(qiáng)度測(cè)試數(shù)據(jù)
序號(hào) 長(zhǎng) 度
L（mm） 寬 度
B（mm） 破壞力
F（kN） 壓縮強(qiáng)度
P（MPa）
1 50.0 50.5 204.2 80.87
2 50.0 50.5 255.8 101.31
3 50.0 50.0 172.4 68.96
4 50.5 50.0 219.4 86.89
5 50.0 50.5 223.4 88.48
6 50.5 50.0 230.4 91.25
7 50.0 50.0 189.8 75.92
8 50.0 50.0 196.2 78.48
9 50.5 50.5 240.4 94.27
10 50.0 50.5 234.6 92.91
平均值（X） 50.2 50.2 216.7 85.93
偏差（S） —— —— —— 9.77
標(biāo)準(zhǔn)不確定度（U1） —— —— —— 3.09
相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度（Ur/%） —— —— —— 3.60
3.1 計(jì)算重復(fù)性試驗(yàn)所引起的不確定度
10個(gè)樣品的壓縮強(qiáng)度P的平均值為X=85.93MPa，偏差= 9.77MPa，以上述試驗(yàn)的算術(shù)平均值為測(cè)量結(jié)果，其測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為U1==3.09 MPa。
因此，由測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)不確定為：
= U1/X=3.09/85.93=3.60%
3.2zui大破壞力的測(cè)量不確定度
zui大破壞力F的測(cè)量不確定度來源于儀器的測(cè)量不確定度、讀數(shù)不確定度和儀器校準(zhǔn)的不確定度三個(gè)方面
?。?）儀器的測(cè)量不確定度
若儀器的測(cè)量不確定度為U95=1.0%，以正態(tài)分布估計(jì)，于是標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：
=1.0%/1.960=0.51%（k95=1.960）
?。?）儀器的校準(zhǔn)不確定度
查證書知儀器校準(zhǔn)不確定度為U95=0.3%，以正態(tài)分布估計(jì)，于是標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：
=0.3%/1.960=0.15%（k95=1.960）
?。?）讀數(shù)不確定度
儀器的zui大刻度為1000kN，讀數(shù)為0.1 kN。測(cè)試范圍一般選在儀器的量程的20%~90%，以矩形分布估計(jì)，故標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：
=0.1/1000/=0.0058%（k=）
因此zui大破壞力F的測(cè)量不確定度為：
=0.53%
3.3長(zhǎng)度的測(cè)量所引起的不確定度
?。?）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，長(zhǎng)度的測(cè)量值到0.5mm，以矩形分布估計(jì)，則
=0.5/=0.2886 mm（k=）
?。?）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，由操作者引入的測(cè)量誤差在±0.5mm，以矩形分布估計(jì)，則
=0.5/=0.2886 mm（k=）
兩者合成得長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：
mm
則相對(duì)不確定度為：
=0.4079/50.2=0.81%
3.4寬度的測(cè)量所引起的不確定度
?。?）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，寬度的測(cè)量值到0.5mm，以矩形分布估計(jì)，則
=0.5/=0.2886 mm（k=）
?。?）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，由操作者引入的測(cè)量誤差在±0.5mm，以矩形分布估計(jì)，則
=0.5/=0.2886 mm（k=）
兩者合成得長(zhǎng)度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
mm
則相對(duì)不確定度為
=0.4079/50.2=0.81%
3.5 不確定度分量匯總表
不確定度分量匯總?cè)绫?所示。
4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
==3.81%
5 測(cè)量結(jié)果
P（X）=85.93Mpa
合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
= P（X）=85.93Mpa×3.81%=3.27MPa
6擴(kuò)展不確定度
取包含因子k=2，置信概率為95%
U=k=2×3.27 MPa =6.54 MPa
7 測(cè)量不確定度的報(bào)告
壓縮試驗(yàn)機(jī)干燥壓縮強(qiáng)度 P=（85.93±6.54）Mpa。其中擴(kuò)展不確定度U=6.54Mpa是由標(biāo)準(zhǔn)不確定度=3.27Mpa乘以包含因子k=2得到的。
表2不確定度分量匯總表
測(cè)量不確定來源 誤差限 分布 /mm /% ci /%
1 重復(fù)性 3.60% 1 3.60%
2 壓力測(cè)量 0.53% 1 0.53%
儀器測(cè)量 1.0% 正態(tài) 0.51%
壓縮試驗(yàn)機(jī)標(biāo)準(zhǔn) 0.3% 正態(tài) 0.15%
測(cè)量讀數(shù) 0.01% 矩形 0.0058%
3 長(zhǎng)度測(cè)量 0.81% 1 0.81%
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 0.5 矩形 0.2886
人員測(cè)量 0.5 矩形 0.2886
4 寬度測(cè)量 0.81% 1 0.81%
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 0.5 矩形 0.2886
人員測(cè)量 0.5 矩形 0.2886
合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：=3.81%
=3.27MPa