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摆锤式冲击试验机检定装置的不确定度分析SCIENCE&TECHNOt_O0YINFORMA丁0N摆锤式冲击试验机检定装置的不确定度分析工业技术艾兆春(国防科技工业2311二级计量站黑龙江哈尔滨150046)摘要:摆锤式冲击试验机主要适用于金属材料冲击试验,它广泛应用于工业,科学试验冶金,钢铁,车船.机械制造.石油化工.航空航天和国防建设中.本文对摆锤式冲击试验机检定装置的不确定度进行了分析计算.关键词:摆锤式冲击试验机不确定度中图分类号:T一0文献标识码:A文章编号:1672-3791(2010)0l(b)一0096-021概述1.1检定方法依据JJG145-2007摆锤式冲击试验机检定规程.1.2检定条件235,检定时的温度应稳定,温度变化不应超过2.1.3测量原理该检定装置是将初始势能mgh转化成为动能,该动能作用干被钡4试件后会有一定的损耗,然后该动能转化为最终势能1.4数学模型日=聊一COS:式中:E为摆锤冲击试验后,扬起到角处的能量(J)为摆锤在水平位置时的重量(N).妫摆锤重量测量点与摆轴间的距离(m)为摆锤越过零位后仰角(.).1.5不确定度来源(1)称重仪测量摆锤在水平位置时的重量引入的标准不确定度分量.(2)秒表测量摆轴轴线至打击中心距离引入的标准不确定度分量.(3)象限仪引入的标准不确定度分量.(4难冲击试样引入的标准不确定度分量.(5)摆轴间隙,冲击刀与试样间隙引入的标准不确定度分量.2标准不确定度的评定选用稳定性能好JB-30A型号的冲击试验机,取F=215.4N,d=0.8m,选取127J的标准冲击试样,根据苴:Fd(1一COS,不计任何能量损失则cosFd-R;263o:74.75晟fl72_322.1由称重仪测量摆锤在水平位置时的重量引入的标准不确定度根据检定证书,称重仪的准确度为0.1%,采用B类评定方法,服从均匀分布,包含因子k=.刚10:0,058%100%0,058%t下ul=0.00058215.4=0.125N2.2秒表测量摆轴轴线至打击中心距离引入的标准不确定度分量将摆锤置于不大于5.位置时释放,让其自由摆动100次并测量摆动时间.再计算摆锤摆动的一个完整周期t,重复测量lO次.测量工具为准确度0.0ls的秒表.所测数据如下:按不确定度A类方法进行评定,利用贝塞尔公式:表1=0.76lxl03s根据公式,等式中:g为当地重力加速度,r2为取值9.87.则10.1439mm.由检定证书可知,秒表的准确度为0.01(s),采用B类评定方法,服从均匀分布,包含因子k=;.O.Ol则=0.0058s根据公式f_式中:g为当地重力加速度;f为摆锤摆动的一个完整周期;万2为取值9.87.则0.0083mm.=十=0.1442mm.2.3由象限仪引入的标准不确定度分量象限仪的准确度为5,采用B类评定方法测量次数1234)澳4墨值t(s)1.79001.79501.79441.79501.7900稠量次数6789l0测量值t(s)1.79101.79501.79351.79151.7900表2冲击试榉l234)测量值(J)l23l24l27l25l23冲击试样6789】O测量值(J)126l23l22l26126表3标准不确定度标准不确定()分量()不确定度来源Cl度称重阪测量摆键水0.125N0.5896m0.0737Nm乎位置时的重量秒表测量摆轴轴线0.oo01442ml58.743N0.02289Nm2至打击中心距离Zf3象限仅0.00044tadl66.252Nm0.07315Nn196科技资讯SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION工业技术SOIENGE&TECHN0LOGY呈投影分布,k:10.则U3=1.5_o_o25.;:0.025:0.00044dO0044rado?2.4由标准冲击试样引入的标准不确定度分量由检定规程可知,KR40J时,弧形标准冲击试样标准偏差为3.0%KR.(KR:标准试样的吸收能量值)根据规程要求,每个能量级至少验证3个试样,则:x100%_l_732%挑选高能量(H)弧形标准冲击试样10块,冲击能量值为127J,进行冲击试验,所测得的数据见表1.,冲击试验重复性引入不确定度按不确定度A类方法进行评定,利用贝塞尔公式:则:一0.5427JH:.o.,54V100%:0.428%;=H=l+疋1.784%2.5由摆轴间隙.冲击刀与试样间隙引入的不确定度试验机水平,摆轴间隙,冲击刀与试样间隙对冲击值影响约为lJ,采用B类评定方法,服从均匀分布,包含因子k=.lo?4;:0.5774100%:0.455%.127.3标准不确定度的合成3.1灵敏系数数学模型:灵敏系数:c.=筹=d(1一c啷)暑,(.1-CO审)c3=FasinpF=215.4N,d=0.8m,135?=74.75cl=筹一cos=0.5896m等.F(1-os/0=158.743N岛=嚣=咖=166.252N.m3.2标准不确定度汇总表4合成标准不确定度=再0.1064N?m1l:10.1064100%0.06%172.322=厢:1.842%:1.85%5扩展不确定度U=|;x:21.85%=37%=(k=2)6测量不确定度报告摆锤式冲击试验机检定装置的扩展不确定度为:U:k=2l85%:3.7%(k=2)参考文献1】JJG1452007,摆锤式冲击试验机检定规程【S】.2JJF10591999,测量不确定度评定与表示【S】.3GJB3756-1999,测量不确定度的表示及评定S.中国科教创新导刊办刊宗旨及投稿须知办刊宗旨深入研究,预测,报道科教创新发展现状以及改革热点,焦点;广泛探讨,交流科教工作中的优点;多方位,多层次介绍科教创新的前沿性内狲有效传播我国科教工作中的新理论,新方法;合理构建我国科研教育学术交流平台.本刊为中国核心期刊(遴选)数据库收录期干,中国学术期刊(光盘版)收录期刊,万方数据数字化期刊群收录期刊.为更好的提升本刊的信息技术全面性,我刊现面向各级科技与教育管理部门的领导,科教领域管理人员,科技教育人员,各类院校的广大师生征集优秀稿件.投稿须知1.稿件应具有科学性,先进性和实用性,论点鲜明,论据充分,数据真实,逻辑严谨,文字准确,语句通顺.2.文章以22002700字为宜;文章标题字数在20字以内;摘要,关键词,参考文献(按引用的先后顺序列于文末)等要素齐全.3.计量单位以国家法定计量单位为准;统计学符号须按国家标准统计学名词及符号的规定书写;标点符号使用准确;表格设计合理,推荐使用三线表;图片清晰,注明图题图号.4.投稿请使用word格式并注明作者姓名,联系电话,工