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    鋼筋抗拉強(qiáng)度檢測評定

    2020-07-10 12:33:37王博宇
    科學(xué)與財富 2020年11期
    關(guān)鍵詞:鋼筋檢測

    王博宇

    摘 要:傳統(tǒng)對檢測結(jié)果的誤差評定僅僅注重誤差的質(zhì)量,往往忽視了測試條件會受到很多影響。本文介紹了鋼筋抗拉強(qiáng)度檢測的誤差及不確定度的概念,對鋼筋抗拉強(qiáng)度檢測評定進(jìn)行研究。

    關(guān)鍵詞:鋼筋;抗拉強(qiáng)度;檢測

    引言

    隨著生產(chǎn)水平的提高,生產(chǎn)技術(shù)日益精密化,誤差評定已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,研究人員開始注意到測試條件對于測試結(jié)果產(chǎn)生的影響,并對測試環(huán)境進(jìn)行一定評定。但是在實際工作中,我們得出的測量值往往會偏離正態(tài)分布,所以基于正態(tài)分布的參考誤差已經(jīng)不能適用。

    一、鋼筋抗拉強(qiáng)度檢測中的誤差分析

    (一)系統(tǒng)誤差

    這種類型的誤差具體是指對某一個相同的物理量進(jìn)行2次或以上的同等精度的測量時,誤差始終保持恒定不變的狀態(tài),或是以特定的規(guī)律發(fā)生變化,具體而言,系統(tǒng)誤差有著某種確定性,但是在實際測量中卻無法有效消除,也就是說,此類誤差會伴隨著測量過程一直存在。

    (二)隨機(jī)誤差

    隨機(jī)誤差具體是指在對某一個相同的物理量進(jìn)行2次或以上的測量過程中,所產(chǎn)生出來的誤差的大小不一致,并且沒有任何變化規(guī)律,有著顯著的隨機(jī)性特點,所以必須通過盡可能多的測量次數(shù)來使誤差減小到最低程度。

    (三)過失誤差

    這類誤差相對于前兩類誤差更容易理解一些,具體是指在對某個物理量進(jìn)行測量時,由于測量人員采用的方法不合理、操作有誤、測量儀器準(zhǔn)確性不夠、測試條件發(fā)生改變而引起的,此類誤差雖然經(jīng)常會伴隨著測量過程出現(xiàn),但卻可以通過各種措施予以消除。

    二、不確定度及其與誤差之間的關(guān)系

    (一)不確定度

    由上文分析可知,對某個物理量進(jìn)行測量時,會伴隨產(chǎn)生各種類型的誤差,因測量過程中誤差的存在,使得對被測物理量的值不能準(zhǔn)確確定,不能準(zhǔn)確確定的程度就是不確定度。對于測量結(jié)果而言,其質(zhì)量如何,直接體現(xiàn)在不確定度上,即不確定度小,測量的結(jié)果與真實值越接近,說明測量質(zhì)量較高,結(jié)果具有較高的使用價值;不確定度大,測量結(jié)果會偏離真實值,說明測量質(zhì)量低,結(jié)果的使用價值也會隨之降低。因此,物理量檢測中,需要在所得的結(jié)果中,給出相應(yīng)的不確定度,這樣不僅可以讓測量結(jié)果的使用者對該結(jié)果的可用價值進(jìn)行評定,而且還能使測量結(jié)果間的可比性有所增強(qiáng)。在此需要著重闡明的一點是,目前對于測量儀器的不確定度并沒有具體的定義,所以盡可能不要采用這種說法,而是應(yīng)當(dāng)將之理解為在使用測量儀器對被檢測對象進(jìn)行測量的過程中,儀器提供的標(biāo)準(zhǔn)量值的不確定度。具體而言,不確定度本身是一個參數(shù),其不是任何一種測量儀器上所固有的特性,一般只會用示值誤差來表征儀器的性能,這個誤差僅與測量結(jié)果的不確定度有關(guān)。

    (二)不確定度與誤差的關(guān)系

    雖然不確定度與誤差是兩種截然不同的概念,但在測量領(lǐng)域當(dāng)中,兩者之間有著極為密切的聯(lián)系,它們的關(guān)系具體體現(xiàn)在如下幾個方面:①誤差的大小能夠說明被測量值的準(zhǔn)確程度,而不確定度的大小則可以說明被測量值的可信程度;②誤差實質(zhì)上是測量結(jié)果與參考量值之間的偏離程度,而不確定度所體現(xiàn)的是測量值的分散性;③誤差作為一個量值,既有正誤差,也有負(fù)誤差,這主要取決于測得值與參考量值之間差的正與負(fù),而不確定度是一個參數(shù),可以用標(biāo)準(zhǔn)差來表示,其為非負(fù)的參數(shù),且與真值無關(guān);④當(dāng)誤差以真值作為參考量值時,它是一個未知數(shù),而不確定度則是按照各種相關(guān)信息對測量結(jié)果的評定。

    三、鋼筋抗拉強(qiáng)度檢測中不確定度的評定方法

    為了便于本文進(jìn)一步的分析,下面選取工程中較為常用的HRB400鋼筋作為研究對象,對其抗拉強(qiáng)度檢測中不確定度的評定方法進(jìn)行論述。

    (一)檢測方法

    本次檢測中,選用的檢測設(shè)備為萬能型材料試驗機(jī),該設(shè)備最大允許示值誤差為±0.5%,并依據(jù)GB/T228.1-2010中給出的檢測方法對HRB400鋼筋進(jìn)行檢測,具體做法如下:在適宜的檢測環(huán)境中,以20MPa/s的速率對鋼筋施加荷載,然后再用萬能型試驗機(jī)進(jìn)行屈服,屈服過程以40mm/min對鋼筋施加拉力,直至試樣拉伸至斷裂為止,對該試樣進(jìn)行拉伸的過程中使用的最大力所對應(yīng)的強(qiáng)度就是鋼筋的抗拉強(qiáng)度。

    (二)檢測中不確定度的來源分析

    在鋼筋抗拉強(qiáng)度檢測中,其不確定度的來源主要有以下幾個方面:①拉伸力的值及測量橫截面積的測量誤差;②由于試樣在檢測過程中,會受到應(yīng)力速率控制參數(shù)的影響,從而使其拉伸性能發(fā)生一定程度的變化,由此所產(chǎn)生的誤差累加是不確定度的主要來源;③萬能型試驗機(jī)測力系統(tǒng)的示值誤差會產(chǎn)生相對標(biāo)準(zhǔn)的不確定度。

    (三)不確定度的具體評定過程

    (1)建模

    在對不確定度進(jìn)行評定前,需要先建立如下數(shù)學(xué)模型:Rm=Fm/(0.25πd2);在該模型中,Rm代表鋼筋的抗拉強(qiáng)度(單位:MPa); Fm代表鋼筋被拉伸至斷裂時的最大拉力值(單位:N);d為鋼筋的內(nèi)徑(單位:mm)。

    (2)評定過程

    選取一根公稱直徑d=16mm的鋼筋,然后以等長的方式對其進(jìn)行截割,長度為600mm,并從其中選取10段進(jìn)行檢測,其結(jié)果如表1所示。

    根據(jù)上文分析,萬能型試驗機(jī)的測力系統(tǒng)示值誤差是檢測結(jié)果不確定度的主要來源,所以需要對其進(jìn)行評定,可用unel(F1)來表示試驗機(jī)測力系統(tǒng)示值誤差的不確定度,經(jīng)過計算unel(F1)=0.308%。

    經(jīng)過計算后(限于篇幅,計算過程省略),分別得出試樣原始橫截面積及拉伸速率影響帶來的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度,前者為0.578%,后者為0.44%;對檢測結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)修約所引起的不確定度為0.055%。試樣抗拉強(qiáng)度的相對擴(kuò)展不確定度unel(Rm)可用下式進(jìn)行計算:

    取包含因子k=2,unel(Rm)=2×0.8766≈1.753,抗拉強(qiáng)度測量不確定度為1.753%×525=9.2MPa。由此可得出HRB400鋼筋的抗拉強(qiáng)度檢測結(jié)果的不確定度為(525±9.2)MPa。

    四、結(jié)束語

    不確定度在原則上是可以被評定的,但是誤差往往不能計算。不確定性的評定能夠彌補(bǔ)誤差的影響,對于鋼筋抗拉強(qiáng)度檢測具有重要意義。

    參考文獻(xiàn):

    [1]曾立英.金屬材料抗拉強(qiáng)度檢測中的誤差與測量不確定度評定[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014(24):22-23.

    [2]田彬亢.建筑用熱軋光圓鋼筋抗拉強(qiáng)度不確定度評定[J].重慶建筑,2011,10(06):33-35.

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