压缩试验机对材料压缩强度如何计算
在压缩试验机试验过程中中，试样直至破裂（脆性材料）或产生屈服（非脆性材料）时所承受的zui大压缩应力。计算时采用的面积是试样的原始横截面积。在没有明显屈服点的场合，可以用预先设定的偏置屈服点的压应力来定义。压缩强度也是一个重要的力学量，它表征材料抵抗压缩载荷而不失效的能力。
压缩试验机测量过程：
压缩强度以试验过程中zui大破坏力除以受压面积表示（在温度和其它条件不变时）
式中：
p—压缩强度，mpa
f—zui大破坏力，kn
l—试样的长度，mm
b—试样的宽度，mm
于是模型如下：
式中：
—重复性试验所引起的不确定度
—zui大破坏力的测量不确定度
—长度的测量所引起的不确定度
—宽度的测量所引起的不确定度
3 计算测量不确定度的分量测试数据见下表1所示。
表1 压缩强度测试数据
序号 长 度
l（mm） 宽 度
b（mm） 破坏力
f（kn） 压缩强度
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
标准不确定度（u1） —— —— —— 3.09
相对标准不确定度（ur/%） —— —— —— 3.60
3.1 计算重复性试验所引起的不确定度
10个样品的压缩强度p的平均值为x=85.93mpa，偏差= 9.77mpa，以上述试验的算术平均值为测量结果，其测量结果的标准不确定度为u1==3.09 mpa。
因此，由测量重复性引入的相对不确定为：
= u1/x=3.09/85.93=3.60%
3.2zui大破坏力的测量不确定度
zui大破坏力f的测量不确定度来源于仪器的测量不确定度、读数不确定度和仪器校准的不确定度三个方面
（1）仪器的测量不确定度
若仪器的测量不确定度为u95=1.0%，以正态分布估计，于是标准不确定度为：
=1.0%/1.960=0.51%（k95=1.960）
（2）仪器的校准不确定度
查证书知仪器校准不确定度为u95=0.3%，以正态分布估计，于是标准不确定度为：
=0.3%/1.960=0.15%（k95=1.960）
（3）读数不确定度
仪器的zui大刻度为1000kn，读数为0.1 kn。测试范围一般选在仪器的量程的20%~90%，以矩形分布估计，故标准不确定度为：
=0.1/1000/=0.0058%（k=）
因此zui大破坏力f的测量不确定度为：
=0.53%
3.3长度的测量所引起的不确定度
（1）根据标准规定，长度的测量值到0.5mm，以矩形分布估计，则
=0.5/=0.2886 mm（k=）
（2）根据经验估计，由操作者引入的测量误差在±0.5mm，以矩形分布估计，则
=0.5/=0.2886 mm（k=）
两者合成得长度测量的标准不确定度为：
mm
则相对不确定度为：
=0.4079/50.2=0.81%
3.4宽度的测量所引起的不确定度
（1）根据标准规定，宽度的测量值到0.5mm，以矩形分布估计，则
=0.5/=0.2886 mm（k=）
（2）根据经验估计，由操作者引入的测量误差在±0.5mm，以矩形分布估计，则
=0.5/=0.2886 mm（k=）
两者合成得长度测量的标准不确定度为
mm
则相对不确定度为
=0.4079/50.2=0.81%
3.5 不确定度分量汇总表
不确定度分量汇总如表2所示。
4合成标准不确定度==3.81%
5 测量结果p（x）=85.93mpa
合成标准不确定度为
= p（x）=85.93mpa×3.81%=3.27mpa
6扩展不确定度
取包含因子k=2，置信概率为95%
u=k=2×3.27 mpa =6.54 mpa
7 测量不确定度的报告
压缩试验机干燥压缩强度 p=（85.93±6.54）mpa。其中扩展不确定度u=6.54mpa是由标准不确定度=3.27mpa乘以包含因子k=2得到的。
表2不确定度分量汇总表
测量不确定来源 误差限 分布 /mm /% ci /%
1 重复性 3.60% 1 3.60%
2 压力测量 0.53% 1 0.53%
仪器测量 1.0% 正态 0.51%
压缩试验机标准 0.3% 正态 0.15%
测量读数 0.01% 矩形 0.0058%
3 长度测量 0.81% 1 0.81%
标准规定 0.5 矩形 0.2886
人员测量 0.5 矩形 0.2886
4 宽度测量 0.81% 1 0.81%
标准规定 0.5 矩形 0.2886
人员测量 0.5 矩形 0.2886
合成标准不确定度：=3.81%
=3.27mpa
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式中：
p—压缩强度，mpa
f—zui大破坏力，kn
l—试样的长度，mm
b—试样的宽度，mm
于是模型如下：
式中：
—重复性试验所引起的不确定度
—zui大破坏力的测量不确定度
—长度的测量所引起的不确定度
—宽度的测量所引起的不确定度
3 计算测量不确定度的分量测试数据见下表1所示。
表1 压缩强度测试数据
序号 长 度
l（mm） 宽 度
b（mm） 破坏力
f（kn） 压缩强度
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
标准不确定度（u1） —— —— —— 3.09
相对标准不确定度（ur/%） —— —— —— 3.60
3.1 计算重复性试验所引起的不确定度
10个样品的压缩强度p的平均值为x=85.93mpa，偏差= 9.77mpa，以上述试验的算术平均值为测量结果，其测量结果的标准不确定度为u1==3.09 mpa。
因此，由测量重复性引入的相对不确定为：
= u1/x=3.09/85.93=3.60%
3.2zui大破坏力的测量不确定度
zui大破坏力f的测量不确定度来源于仪器的测量不确定度、读数不确定度和仪器校准的不确定度三个方面
（1）仪器的测量不确定度
若仪器的测量不确定度为u95=1.0%，以正态分布估计，于是标准不确定度为：
=1.0%/1.960=0.51%（k95=1.960）
（2）仪器的校准不确定度
查证书知仪器校准不确定度为u95=0.3%，以正态分布估计，于是标准不确定度为：
=0.3%/1.960=0.15%（k95=1.960）
（3）读数不确定度
仪器的zui大刻度为1000kn，读数为0.1 kn。测试范围一般选在仪器的量程的20%~90%，以矩形分布估计，故标准不确定度为：
=0.1/1000/=0.0058%（k=）
因此zui大破坏力f的测量不确定度为：
=0.53%
3.3长度的测量所引起的不确定度
（1）根据标准规定，长度的测量值到0.5mm，以矩形分布估计，则
=0.5/=0.2886 mm（k=）
（2）根据经验估计，由操作者引入的测量误差在±0.5mm，以矩形分布估计，则
=0.5/=0.2886 mm（k=）
两者合成得长度测量的标准不确定度为：
mm
则相对不确定度为：
=0.4079/50.2=0.81%
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（1）根据标准规定，宽度的测量值到0.5mm，以矩形分布估计，则
=0.5/=0.2886 mm（k=）
（2）根据经验估计，由操作者引入的测量误差在±0.5mm，以矩形分布估计，则
=0.5/=0.2886 mm（k=）
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mm
则相对不确定度为
=0.4079/50.2=0.81%
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5 测量结果p（x）=85.93mpa
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= p（x）=85.93mpa×3.81%=3.27mpa
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u=k=2×3.27 mpa =6.54 mpa
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测量读数 0.01% 矩形 0.0058%
3 长度测量 0.81% 1 0.81%
标准规定 0.5 矩形 0.2886
人员测量 0.5 矩形 0.2886
4 宽度测量 0.81% 1 0.81%
标准规定 0.5 矩形 0.2886
人员测量 0.5 矩形 0.2886
合成标准不确定度：=3.81%
=3.27mpa
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