球压痕硬度, 是以规定直径的钢球, 在试验负荷作用下, 垂直压入试样表面, 保持一定时间后单位压痕面积上所承受的压力。
本文选用[1]聚四氟乙烯滑板, 按照[2]方法进行试样制备及试验。试验前对试样进行状态调节, 按照[3]标准环境进行。试验时, 测量点中心与试样边缘距离及各测量点中心之间距离均不小于10mm, 根据《铁路桥梁盆式支座》 (TB/T2331-2013) 标准规定试验力选用132N, 持荷时间为60S, 测量10次记录测试结果。
通过试验, 结果见表1。
由 (GB/T 3398.1-2008) 标准9.2可知:球压痕硬度按式 (1) 计算:
式中:HB——球压痕硬度值, N/mm2;
Fm——压痕器上的负荷, 取值132N;
h——机架变形修正后的压入深度, mm;
d——钢球的直径, 5mm;
hr——压入的折合深度, 0.25mm。
按照贝塞尔公式计算球压痕硬度的标准偏差为:
其测量结果的标准不确定度为:
由此, 重复性测量及试样均匀性引入的相对标准不确定度为:
根据XQY-961型塑料球压痕硬度仪使用说明书中技术参数可知, 该硬度计示值精度为4%, 按照均匀分布, 置信因子为, 则使用该设备测量球压痕硬度时由示值精度引入的相对标准不确定度为:
标准 (GB/T 3398.1-2008) 对试验仪器要求做了规定, 其中钢球直径d为5.0mm, 允许偏差为±0.05mm, 则该仪器钢球直径的可能值区间半宽度为0.05mm, 认为均匀分布, 置信因子为, 则钢球直径引入的相对标准不确定度为:
以上各分量之间彼此独立, 对其分量进行合成得到的相对合成标准不确定度为:
当置信概率为95%时, 包含因子k=2, 则球压痕硬度的相对扩展不确定度为:
绝对扩展不确定度为:
所以, 本例试验测试结果可表示如下:
相对标准不确定汇总如表2, 由表2可以看出, 影响不确定度的主要因素是球压痕硬度计示值精度引入的不确定度, 其次是数值修约和重复性测量及试样均匀性引入的不确定度, 钢球直径和球压痕硬度计压痕深度引入的不确定度较小。作为一个标准试验室, 能准确的对测量不确定度进行分析与评定, 有利于提高试验结果的综合可靠性。在实际试验操作时, 还需从人、机、料、法、环等各个方面进行综合全面考虑。
摘要：铁路桥梁盆式橡胶支座作为桥梁梁体与墩台重要的连接件, 其是利用放置于密封钢盆中的橡胶垫。本文通过对聚四氟乙烯滑板球压痕硬度测试不确定度的评定, 对影响测试结果不确定度分量进行分析, 从而提高球压痕硬度的检测水平。评价不确定度是量化测量结果的可靠程度, 可以对影响试样测试结果的因素进行系统化、直观化分析。
关键词：聚四氟乙烯滑板,球压痕硬度,不确定度
[1] TB/T2331-2013, 铁路桥梁盆式支座[S].
[2] GB/T3398.1-2008, 塑料硬度测定第1部分:球压痕法[S].
[3] GB/T2918-1998, 塑料试样状态调节和试验的标准环境[S].
[4] 江小平, 吴雄杰, 赵康, 等.ABS板材球压痕硬度测试的不确定度评定[J].四川建材, 2017, 43 (11) :32-33.
