Page 57 - 理化检验-物理分册2024年第十一期

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试验与研究 DOI:10.11973/lhjy-wl240194

X 射线应力测量的误差与不确定度

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吕克茂 ，李正阳 ，程时美 1
（1.爱斯特应力技术有限公司，邯郸 056107；2.中国科学院 力学研究所，北京 100190）
摘 要：明确区分了X射线应力测定误差和不确定度的概念，阐明了误差的来源及解决方法，讨
论了标准GB/T 7704—2017中选取、确定测量不确定度的方法，并对不确定度的来源进行分析。结
果表明：X射线应力测量不确定度的来源有被测材料引起的和随机效应引起的， 材料的显微组织、设
备状态和测量条件的选择均会影响不确定度。
关键词： 残余应力；X射线应力测定；误差；不确定度；显微组织
中图分类号：TB31；TG115 文献标志码：A 文章编号：1001-4012(2024)11-0041-06
Error and uncertainty in X-ray stress measurement

LYU Kemao , LI Zhengyang , CHENG Shimei 1
2
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( 1. ST Stress Technologies Co., Ltd., Handan 056107, China;
2. Institute of Mechanics, Chinese Academy of Science, Beijing 100190, China )

Abstract: The concepts of X-ray stress measurement error and uncertainty were clearly distinguished, and
the sources and solutions of errors were explained. The methods for selecting and determining test uncertainty in the
standard GB/T 7704—2017 were discussed, and the sources of uncertainty were analyzed. The results show that
the sources of uncertainty in X-ray stress measurement were caused by the tested material and random effects. The
selection of material microstructure, equipment status, and measurement conditions all affect the uncertainty.
Keywords: residual stress; X-ray stress; error; uncertainty; microstructure

X射线应力试验报告一般会给出σ±Δσ （σ 为应 测量不确定度的概念和评定方法已得到普遍应
力）形式的测试结果，如（− 528±19）MPa。对于 用。国标GB/T 7704—2017 《无损检测 X射线应力
其中的Δσ，业界不少人仍沿用“误差”的称谓。误 测定方法》给出了不确定度的计算公式。近几年并
差表示测量结果对真值的偏离量。真值是一个理想 未针对这个问题进行标准贯彻，对于X射线应力测
的概念，只能用参考量值或约定真值来替代。任意 定不确定度评定究竟属于A类还是B类，具体评定
一个机械零件某点残余应力的参考量值或约定真值 方法，以及计算公式的来历等问题都缺乏共识。
是无法知晓的。因此大多数情况下无法得出应力测 近年来，业界对残余应力的关注度显著增大。
量误差。然而，只给出被测量的估计值通常不能满 某些涉及残余应力的国家科研项目指南中出现了
足要求，还必须对估计值做出精度评定。 “高准确度”测量残余应力的指标，例如要求仪器测
不确定度是合理表征测量结果分散性的非负参
量分辨率达到0.25 MPa，应力测量不确定度最高不
数，是一个容易定量的质量指标。测量结果的可用
超过5 MPa（取包含因子k=2）。这里反映出的问题
性在很大程度上取决于其不确定度的大小。另一方
为，相关人员不了解残余应力的产生和性质，不了
面，在X射线应力测定技术中，误差的概念也是客观
解残余应力的测量精度与材料显微组织结构密切相
存在的，而且是可以表征的。
关，而且取包含因子k=2不适宜。尤其对于某些新
材料、新工艺的研究，有时会出现残余应力测量不确
收稿日期：2024-07-10
定度远超预期的问题。笔者阐明了X射线应力误差
作者简介：吕克茂（1941-） ，男，研究员级高级工程师，主要从事X
的概念，分析了误差的主要来源；介绍了应力测量不
射线应力测定和残余应力技术应用研究工作，lvkemao061015@163.
com 确定度的评定方法，说明了GB/T 7704—2017中不
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