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织物拉伸断裂强力不确定性分析

纺织品在使用过程中,受到各种不同的物理、机械、化学因素的影响,会逐渐遭到破坏。在一般情况下,机械力的作用是主要的。对机械力作用下织物的坚牢度通常表示为织物的耐久性,织物的耐久试验,包括拉伸断裂试验、顶破强力试验以及耐磨性试验等。其中织物的拉伸性能是影响织物耐久性的重要因素。本文选取一块纺织样品为例,分别测试该样品 10 个经向和 10 个纬向的拉伸断裂强力。对该方法整个过程中产生的不确定度进行了评估和分析,通过对各不确定度分量进行评定及合成,计算出合成不确定度和扩展不确定度,从而得知影响结果的主要因素是测试过程中的随机效应。


1、实验部分

在温度为( 20±2) ℃ ; 湿度 RH 为( 65±4) % 恒温恒湿环境下,使用 Tinius olsen 万能强力机 H10KL型检测仪器,对规定尺寸的织物试样,以恒定伸长速度拉伸直至断脱。记录断裂强力及断裂伸长率,如果需要,记录断裂强力及断裂伸长率。

剪取试验试样,并拆除边缘纱线至试样宽度为 50mm; 调试万能强力机,对断裂伸长率小于或等于 75%的织物,隔距设置为 200mm,拉伸速度为100mm /min; 夹持试样尽量使夹口线与拉力线垂直; 拉伸至织物断裂,记录拉力峰值; 重复上述过程直至拉断同一样品的 10 条试样,计算平均值并修约。


2 测量模型

Y = y + Δy式中,Y 为被测量 y 某次测得值; y 为被测量 y的算术平均值; Δy 为修约值( 测量统计状态下输出量的系统效应偏差) 。


3 不确定度来源分析

3. 1 测试过程中随机效应导致的不确定度

包括样品的均匀性和代表性、人员操作的误差等。由于这些操作过程所带来的不确定度难以评估,可采用实际样品重复测试的随机效应导致的不确定度来代替这些影响因素带来的不确定度总和。

3. 2 万能强力机测量误差引入的不确定度

使用万能强力机测量,其仪器本身实施校准,由校准引入的不确定度,数值可参考校准证书。

3. 3 数据修约引入的不确定度

GB /T 3923. 1-2013 规定,报告应为断裂强力的平均值。按标准 10. 1 规定,计算结果按如下修约:

1) <100N: 修约至 1N;

2) ≥100N 且<1000N: 修约至 10N;

3) ≥1000N: 修约至 100N。


4 不确定度的评定

4. 1 测试过程中随机效应导致的不确定度在同一块试样中,经向、纬向各取 10 个样品,分别测量,结果见表 1、表 2:

1) 经向拉伸断裂强力检测结果如表 1 所示。


7 结论

当用 GB /T 3923. 1 - 2013 测试拉伸断裂强力时,本次测试用样品的经向拉伸断裂强力为( 526±13) N,纬向拉伸断裂强力为( 320±10) N,k = 2。从以上不确定度分量的评估中,可以清晰地看出拉伸断裂强力的不确定度主要来源于测试过程中的随机效应导致的不确定度。



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