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壓縮試驗機對(duì)材料壓縮強度如何計算(suàn)

 更新時間:2012-06-18 點擊量:4416

       在壓縮(suō)試驗機試(shì)驗過程中中,試樣直至破裂(脆性材料(liào))或產生屈服(非脆性材(cái)料(liào))時(shí)所承(chéng)受的zui大壓縮應力(lì)。計算時采用的麵積是(shì)試樣的原始橫截麵積。在(zài)沒(méi)有明顯屈服點的場合,可以用預先設定的偏置屈服點的壓應力來(lái)定義。壓縮強度也是一個重要的力學量,它(tā)表征材料抵抗壓縮載荷而不失效的能力。

           壓縮試(shì)驗機測量過程:

壓縮(suō)強度以試驗過程中zui大破壞力除以受壓麵積表示(在溫度和其它條件不變時)

 

  式中:

 

  P—壓縮強度,MPa

 

  F—zui大破壞力(lì),kN

 

  L—試樣的長度,mm

 

  B—試樣的寬(kuān)度,mm

 

  於是模型如下:

 

  式中(zhōng):

 

  —重複性試驗所引起(qǐ)的不確定度

 

  —zui大破壞力的測量不(bú)確定度

 

  —長度的測量所引起的不確定度

 

  —寬度的測量所引起的不確(què)定度

3 計算測量不確定度的分量

  測試數據見下表1所示。

 

  表1 壓縮強度測試數據

 

  序號 長 度(dù)

 

  L(mm) 寬 度

 

  B(mm) 破壞力

 

  F(kN) 壓(yā)縮強度

 

  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

 

  標準不確定(dìng)度(U1) —— —— —— 3.09

 

  相對標準不確定度(Ur/%) —— —— —— 3.60

 

  3.1 計算重複性試驗所引(yǐn)起的不確定度

 

  10個樣品的壓縮(suō)強度P的平均值(zhí)為X=85.93MPa,偏差= 9.77MPa,以上述試驗(yàn)的算術平均值為測量結果,其測(cè)量結果的標準(zhǔn)不確定度為U1==3.09 MPa。

 

  因此,由測量重複性(xìng)引入的相(xiàng)對不確定為:

 

  = U1/X=3.09/85.93=3.60%

 

  3.2zui大破壞力的測量不確(què)定度

 

  zui大破壞力F的測量不確定度來源於儀器的測量不確(què)定度、讀數不確定度和儀器校準的不確定度三(sān)個方麵

 

  (1)儀器的測量不確定度

 

  若儀器的測量不確定度為U95=1.0%,以正態分布估計,於是標準不確定度為:

 

  =1.0%/1.960=0.51%(k95=1.960)

 

  (2)儀(yí)器的校準不確定度

 

  查證(zhèng)書知儀器校準不確定度為U95=0.3%,以正態分布估計(jì),於是標準(zhǔn)不(bú)確定(dìng)度為:

 

  =0.3%/1.960=0.15%(k95=1.960)

 

  (3)讀數(shù)不確定度

 

  儀(yí)器的zui大刻度為1000kN,讀數為0.1 kN。測試範圍一般(bān)選在(zài)儀器的量程的20%~90%,以矩形分布估計(jì),故標準不確定度(dù)為(wéi):

 

  =0.1/1000/=0.0058%(k=)

 

  因此zui大破壞力F的測量不確定(dìng)度為:

 

  =0.53%

 

  3.3長度的測量所引起的不確定度

 

  (1)根據標準規定,長度的測量值到(dào)0.5mm,以矩形分布估計,則

 

  =0.5/=0.2886 mm(k=)

 

  (2)根據經驗(yàn)估計,由(yóu)操作者引入的測量誤差在(zài)±0.5mm,以(yǐ)矩形分布估計,則

 

  =0.5/=0.2886 mm(k=)

 

  兩者(zhě)合成得長度測量的標準不(bú)確定度為:

 

  mm

 

  則相(xiàng)對不確定度(dù)為:

 

  =0.4079/50.2=0.81%

 

  3.4寬度的測量所(suǒ)引起的不確定度

 

  (1)根據(jù)標準規定(dìng),寬(kuān)度的測量值到0.5mm,以(yǐ)矩形分(fèn)布估計,則

 

  =0.5/=0.2886 mm(k=)

 

  (2)根據經驗估計,由操作者引(yǐn)入的測量誤差在±0.5mm,以矩形分布(bù)估計,則

 

  =0.5/=0.2886 mm(k=)

 

  兩者合成得長度(dù)測量的標準(zhǔn)不確定度為

 

  mm

 

  則相對不確定度為

 

  =0.4079/50.2=0.81%

 

  3.5 不確定(dìng)度分量匯總表

 

  不確定度分量(liàng)匯總如表2所示。

4合成標準不確(què)定度

  ==3.81%

5 測量結果

  P(X)=85.93Mpa

 

  合成標準不確定度為

 

  = P(X)=85.93Mpa×3.81%=3.27MPa

 

  6擴展不(bú)確定度

 

  取包(bāo)含因子k=2,置信概率為95%

 

  U=k=2×3.27 MPa =6.54 MPa

 

  7 測量不確(què)定度(dù)的報告

 

  壓縮試驗機幹燥壓縮強(qiáng)度 P=(85.93±6.54)Mpa。其中擴展不確定度U=6.54Mpa是由標準不確定度=3.27Mpa乘以包含因子k=2得到的(de)。

 

  表2不確定度分(fèn)量匯總表

 

  測量不確定來源 誤差限(xiàn) 分布 /mm /% ci /%

 

  1 重複性 3.60% 1 3.60%

 

  2 壓(yā)力測量 0.53% 1 0.53%

 

  儀器測量 1.0% 正態 0.51%

 

  壓(yā)縮試驗機標準 0.3% 正態 0.15%

 

  測量讀數 0.01% 矩形 0.0058%

 

  3 長度測量 0.81% 1 0.81%

 

  標(biāo)準規定 0.5 矩形 0.2886

 

  人員測量 0.5 矩形 0.2886

 

  4 寬度測量 0.81% 1 0.81%

 

  標(biāo)準規定 0.5 矩形 0.2886

 

  人員測量 0.5 矩(jǔ)形 0.2886

 

  合成標準不確定度:=3.81%

 

  =3.27MPa

蘇公網安(ān)備 32108802010636號

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