針織物頂破強(qiáng)力測試有哪些不確定度？

測量不確定度和傳統(tǒng)的誤差分析相比較更具有操作性，而目前紡織行業(yè)測試不確定度的評估還比較少，所以本文馥勒儀器小編在網(wǎng)上了解的關(guān)于針織物破強(qiáng)力測試的不確定問題文章分享給大家。

該類力學(xué)試驗(yàn)采用研制改造的彈子頂破強(qiáng)力儀進(jìn)行測試。測試系統(tǒng)包括頂壓球桿、框架式固定夾具座、試樣固定夾具等。并且使用材料試驗(yàn)機(jī)，其能有效地保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確性和可靠性，量程為（0～5）kN。按照GB/T19976-2005《針織物頂破強(qiáng)力的測試》要求設(shè)定拉伸速度為300mm/min，采用ASTM D5034規(guī)定的實(shí)驗(yàn)參數(shù)：鋼球外弧頂點(diǎn)與織物平面距離為75mm。

一、數(shù)學(xué)模型：

根據(jù)本實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，建立如下不確定度分析的數(shù)學(xué)模型：

式中:Y——已修正的頂破強(qiáng)力測量值；——重復(fù)測量算術(shù)平均值；——修正值。

二、不確定度的主要來源

本測量方法主要包括手工制樣、確定頂壓起始距離、夾樣及拉伸等幾個過程。

依據(jù)商品的特征及檢驗(yàn)方法、實(shí)際操作情況，不確定度的主要來源有:取樣的隨機(jī)性、檢測過程操作的差異等分量引起的不確定度；材料試驗(yàn)機(jī)的準(zhǔn)確度、儀器跟蹤應(yīng)力的靈敏度和模量轉(zhuǎn)換(包括數(shù)字修約)的準(zhǔn)確性導(dǎo)致自動顯示終端的示值誤差。

1.隨機(jī)效應(yīng)導(dǎo)致的不確定度：

1）試樣的代表性：

以下因素的分散性均構(gòu)成試樣間強(qiáng)力測試結(jié)果的差異：

①紗線的細(xì)度、均勻度、捻度；

②織物的密度、成分、組織結(jié)構(gòu)。

2）偏離方法要求的因素導(dǎo)致的不確定度：

①夾持狀態(tài)不理想：

按GB/T19976-2005的要求，鋼球中心應(yīng)位于織物夾具圓孔中心正上方，但在實(shí)際操作時難以控制到理想狀態(tài)，由此導(dǎo)致了測量不確定度分量。

②調(diào)濕偏差：

某些織物(如麻織物、粘膠織物)的強(qiáng)力與濕度密切相關(guān)，由于調(diào)濕時間或濕度的波動將導(dǎo)致強(qiáng)力值的波動。

③強(qiáng)力機(jī)拉伸速度均勻性：

拉伸速度不均勻?qū)?dǎo)致強(qiáng)力儀模量轉(zhuǎn)換失真。

2.儀器示值的準(zhǔn)確性導(dǎo)致的不確定度：

主要是由于儀器跟蹤應(yīng)力的靈敏度和模量轉(zhuǎn)換(包括數(shù)字修約)的準(zhǔn)確性導(dǎo)致自動顯示終端的示值誤差。

三、不確定度的評定：

1.A類不確定度uA(X)的評估分析：

因取樣的隨機(jī)性、檢測過程操作的差異等引起的不確定度采用A類方法進(jìn)行評估。

以4組樣品在標(biāo)準(zhǔn)條件下各測10個試樣的結(jié)果為基本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，評定其實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差。樣品是純棉26S緯平針布。

<CTSM>針織物頂破強(qiáng)力測試結(jié)果單位：N</CTSM>

根據(jù)m=4，n=10，通過下式計(jì)算總算術(shù)平均值。

所以，合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差為：

m組樣品n次測量平均值的測量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

2.B類不確定度uB(X)的評估分析：

1）修約誤差：

本實(shí)驗(yàn)中由數(shù)字修約導(dǎo)致的不確定度、測量儀器的示值量化導(dǎo)致的不確定度都屬于均勻分布。GB/T19976-2005的結(jié)果修約按如下規(guī)則進(jìn)行:強(qiáng)力的平均值修約到整數(shù)位δx，即1N。所以平均值為334N時，計(jì)算平均值修約導(dǎo)致的不確定度為:

2）示值相對誤差

儀器示值的準(zhǔn)確性導(dǎo)致的不確定度主要是由于儀器跟蹤應(yīng)力的靈敏度和模量轉(zhuǎn)換(包括數(shù)字修約)的準(zhǔn)確性導(dǎo)致自動顯示終端的示值誤差。根據(jù)強(qiáng)力機(jī)技術(shù)資料標(biāo)明:強(qiáng)力的示值相對誤差為0.5%，而。按均勻分布處理，強(qiáng)力機(jī)大示值誤差導(dǎo)致的示值標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3）示值重復(fù)性：

根據(jù)校準(zhǔn)證書可知，示值重復(fù)性為1%，并指出其置信概率為95%，按正態(tài)分布處理，其示值重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4）載荷進(jìn)回程相對誤差

根據(jù)強(qiáng)力機(jī)校準(zhǔn)證書可知，載荷進(jìn)回程相對誤差為1.5%，并指出其置信概率為95%，按正態(tài)分布處理，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

5）橫梁速度變動導(dǎo)致的不確定度：

由實(shí)驗(yàn)可以得到橫梁移動速度的變化會引起織物頂破強(qiáng)力的變動。橫梁負(fù)載速度的相對誤差為1%，按均勻分布處理，得到橫梁移動速度大誤差導(dǎo)致的橫梁移動速度標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

平均頂破強(qiáng)力為334.15N，所以平均機(jī)器功率為：

式中：P——強(qiáng)力機(jī)實(shí)際功率，W；F——強(qiáng)力，N；V——橫梁速度，mm/min。

四、擴(kuò)展不確定度：

包含因子k=2，則平均頂破強(qiáng)力的擴(kuò)展不確定度：Uy=kuc(Y)=2×4.22≈8.5N

七、不確定度的報(bào)告：

本實(shí)驗(yàn)情況下，針織物頂破強(qiáng)力平均值Y=334N，擴(kuò)展不確定度Uy=8.5N，k=2。

五、結(jié)論

1.作為一個新研制改造的針織物頂破強(qiáng)力測試系統(tǒng)，進(jìn)行該系統(tǒng)的測量不確定度評定具有重要的研究價值和現(xiàn)實(shí)意義，同時也擴(kuò)大了紡織測試領(lǐng)域的不確定度評估范圍。

2.不確定度的主要來源是取樣隨機(jī)性、強(qiáng)力機(jī)的示值準(zhǔn)確度等，所以為保證測試結(jié)果的正確，必須確保儀器量值溯源的準(zhǔn)確，按計(jì)劃進(jìn)行期間核查。