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做座PS泡沫塑料压缩强度测量结果的不确定度

发布时间:2021-10-10 12:09:55 阅读: 来源:说明书厂家

PS泡沫塑料压缩强度测量结果的不确定度

在PS泡沫塑料压缩强度的试验过程中,由于各种误差的集合,测试数据的分散性相对比较大,并因此影响到最终结建材行业完成固定资产投资1.46万亿元果的准确性和符合性判定的可靠性,特别是测量结果处于技术要求的限值时。只有该结果包含被测量的估计值与分散性参数两部分,即赋予不确定度说明时才具有完整的意义,同时也可反映出检测本身的质量与水平。不确定度作为检测结果的质最表示在GB/T《检测和校准实验室能力的通用要求》中已提出了明确的要求。

本文以XPS板压缩强度试验为例,通过对测量结果不确定度的分析和计算,探讨对该项试验测量结果不确定度的评定方法。

一、实验部分

1、试样、试验方法与评定依据

试样:XPS板,类别X400。

试验方法:按GB/T8813—1988进行。试验温度为(23±2)℃,相对湿度为(50±10)%,试验速率为10%试样厚度mm/min。

评定依据:JJF.

2、试验设备与量具

材料试验机,CMT4304,传感器25kN,数字显示深圳新三思测量技术有限公司;

检定不确定度U=0.40%,包含因子K=2,置信概率P=95%;

游标卡尺,量程0~300mm,分度值0.02mm,示值误差±0.03mm。

二、结果与讨论

实验中压缩强度按下式计算:

l——试样长度,mm

b——试样宽度,mm

1、不确定度分量分析

测量结果的不确定度是由测量过程中各种不确定度分量所组成,该项试验可考虑如下分量:

(1)试样尺寸测量的不确定度分量,长度方向ul,宽度方向ub与ul、ub有关的不确定度可进一步分解为如下分量:

①人员尺寸测量的不确定度分量:试验人员对试样在长、宽方向同一位置进行的10次重复性尺寸测量所评定的不确定度分别为长度的u=0.015 6mm、自由度v=9;宽度的u=0. 0147 mm、v=9。

②试样尺寸偏差(即初始截面尺寸)的不确定度分量:包括试样长度方向测量的不确定度分量和宽度方向测量的不确定度分量。

(2)压缩负荷的不确定度分量uF与uF有关的不确定度可进一步分解为如下分量:

①试验压缩负荷的不确定度分量。

②试验机检定的不确定度分量。

③相对形变引人的不确定度分量包括:试样初始厚度尺寸测量的不确定度分量,其中人员在厚度方向同一位置进行的10次重复性测量所评定的不确定度u=0.0162mm、υ=9;负荷2形变曲线中“零点”形变修正的不确定度分量:

式中X10——10%时的相对形变,mm

xo——“零点”形变,mm

h——试样厚度,mm

考虑相对形变X的不确定性对压缩负荷F的影响仅发生在X10附近的局部范围内,为便于计算此处的X与F的关系,可近似简化为线性正比函数关系。

相对形变引入的不确定度分量应单独进行评定。

④压缩速率的不确定度分量:G8/T要求压缩速率应尽可能接近被测试样原始厚度的10%,试验在5个试样原始厚度为(50±1)mm的规定偏差范围内常以同一压缩速率进行,则相对于试样原始厚度所对应的压缩速率可引人10%(50±1) mm/min,即±0.1 mm/min的偏差。经验表明,在2~5 mm/min的速率变化范围内对压缩负荷的影响约为0.2你有注意过这些吗?%,则±0.1 mm/min的速率偏差对压缩负荷的影响为±0.02%。

(3)测量结果修约的不确定度分量ur:根据测量的有效位数结果修约至1 IkPa

(4)试验环境条件对试样尺寸和压缩负荷的影响

试验温度:XPS泡沫塑料的线膨胀系数约为(6~8)XK-1。试验期间环境温度变化控制为23~24℃,在1℃范围内,100~50mm试样长度的变化不会超过0.008~0.003mm,其尺寸变化的影响可以忽略。

因无相关的技其中动态实验机又主要包括疲劳实验机术资料,并受试验条件的限制以及结果的不确定性,尚无法测定常温区间温度变化对试样压缩负荷的影响,但XPS在25℃的热导率为0.029 W/(m·K),具有较好的绝热性,试验温度变化在1℃范围内且试验时间较短,其热应力不会产生较大的影响,该负荷变化分量暂可忽略。

相对湿度:XPS泡沫塑料产品标准规定的吸水率V /Vo≤±1.0%(Vo为试样初始体积,V为试样浸泡后的体积),试验期间的相对湿度控制在45%~47%之间,2%的湿度变化对闭孔结构的试样并在短时间内进行测试其影响可以忽略。

(5)试验机压板的平行度和表面粗糙度的影响。

压板装配后两工作面的位置公差(平行度)经测量<±10.3%(标准规定≤±1%),其影响可以忽略;试验用压板表面经装饰镀处理,标准虽要求表面应抛光处理,但粗糙度等级并未规定,无约定比对参数,而XPS板的泊松比μ=(2~6)X,表现出很好的直立性,试验中压板的粗糙度不会对试样形成侧限,此项分量可以忽略。

2、计算不确定度

XPS板测量原始数据及压缩强度试验。

(1)标准不确定度u(σ)

l)试样长度方向尺寸测量的不确定度分量ul(σ)

①人员尺寸测量的不确定度分量ul,1= 0.0156mm、自由度υl,2。

3、相关问题的讨论

本文试验的评定结果以相对不确定度表示为U95r=8.2%,其不确定度要高于其他非发泡产品的常规主要性能试验结果,体现出泡沫塑料产品压缩强度试验结果分散性较大的特点。

方向测量均不稳定,厚度方向稳定,说明厚度为产品加工中由生产设备控制,尺寸相对稳定;而长度和宽度则是试验人员人工截取制样,可能引人较大的偏差,这是主要的影响因素。

影响不确定度的另一个主要分量为压缩负荷,其中的测量负荷包含材料试验机的不确定度评定不全面、试样材料内在的不均匀性(为不可控因素)等;而X10的影响也比较明显,其中的“k”值贡献最大,在试验中常出现的典型曲线如图2所示,本试验属图2(a)类,“k”值对结果有一定的影响;若为(b)类其影响很大;(c)类则没有影响,无需评定。

因此,若要提高该项测量的质量,除被测试样本身的内在因素外,在试验操作上应严格试样的制备、注意相对形变的确定并加强环境温、湿度的控制。

当然,在此类不确定度的评定中还应努力寻求可量化的各种其他分量,并探索更合理、更科学的评定方法。

三、结论

1、本次测量不确定度的结果报告为:σ=(535±44)kPa,k=2.69,p=95%。

2、PS泡沫塑料压缩强度的测量结果存在相对较大的不确定度。其中,试样形状的尺寸偏差和相对变形的取值为主要的影响因素。

转载自:天天化工

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