纺织品断裂强力的不确定度评估

上传者：黄鲜萍
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上传时间：2015-04-29
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纺织品断裂强力的不确定度评估

纺织品断裂强力测定的不确定度评估

一、实验部分

1.1原理：规定尺寸的试样，以恒定伸长速度被拉伸直至断脱，记录断裂强力以及断裂伸长。

1.2 主要设备和试样：

1.2.1 H5KL-0108英国多臂万能强力仪，强力允差±1%，速度误差<1%，定长距离允差±1mm(校准证书)。

1.2.2 150mm钢直尺，分度值1mm，允差±0.1mm(校准证书给出)。 1.2.3 试样：白色棉布（单位面积质量约为130g/m2）。

沿经向按ISO 13934-1:2013标准剪制成有效宽度为50mm(不包括毛边)、有效长度为200mm的试样，经纬向各5块,共10块样品。 1.3 测试方法

按ISO 13934-1:2013标准规定的方法测试。测定步骤见图1：

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图1：测定步骤框图

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二、建立数学模型

2．1 断裂强力：

根据ISO 13934-1:2013标准给出的定义，断裂强力是“在规定条件下进行的拉伸试验过程中，试样被拉断记录的最大力”。标准方法规定的程序中，断裂强力是由仪器直接读出，当选用一定的隔距时，试验样品的断裂强力与样品条样的宽度成正比。

将此关系作为评定其不确定度的依据，即：Y= y+△y

式中：Y—断裂强力

y—设备显示平均值

2．2 试样测定结果

按标准方法规定的程序,测定上述样品,结果如表1:

表1:五块经向样品的测试结果

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表2:五块纬向样品的测试结果

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三、不确定度分析

3．1 分析纺织品断裂强力的测定中可能产生不确定度的所有因素，包括：实验室温湿度的变化；强力值读数的重复性；强力仪夹持样品时的预加张力值；强力仪的拉伸速度、示值、隔距允差校准结果、强力仪读数的分辨率；钢直尺的校准结果和分辩率、试样宽度测量的重复性等等。

3．2 强力值F:

由于强力值F是由强力仪直接读出，因此该项不确定度因素主要包括：强力值读数的重复性、强力仪读数的分辨率、强力仪夹持样品时的预加张力值、强力仪的拉伸速度、示值允差、实验室温湿度的变化。

由于整个试验过程在温度20±2℃，相对湿度65±2%的条件下完成，因温湿度的变

所用试样全棉色织布的单位面积质量≤200g/m2,按照ISO 13934-1:2013标准规定，选择2N的预加张力，远小于试样的平均断裂强力测得值，因此由此产生的不确定度也可忽略。

所用试样全棉色织格布的断裂伸长率在8～75%范围内，按照ISO 13934-1:2013标准规定拉伸速度为100mm/min，由仪器校准证书给出的拉伸速度误差<1%，因此拉伸速度引起的不确定度亦可忽略。

3．3 样品条样宽度W:

标准要求试样宽度为50mm，而实际操作过程中构成织物的纱线是以根为单位的，试样宽度只能是以单位纱线的直径的整倍增大或缩小，因此，当试样宽度多于或少于不足一根纱线直径时，就会导致宽度不准确，而试样宽度与测试结果密切相关。由于试样宽度由钢直尺直接量取,因此该项不确定度因素主要包括：宽度测量的重复性、钢直尺的校准结果和分辩率；与3.2同理,样品在温度20±2℃，相对湿度65±2%的条件下达到平衡状态，由温湿度变化产生的宽度不确定度可忽略。

四、不确定度评估

4．1断裂强力由测量重复性导致的标准不确定度分量ｕA（Ｆ）（A类）

由贝塞尔公式，得测量重复性导致的标准不确定度分量ｕA（Ｆ）为：化产生的不确定度可忽略。

2(x?x)?i

i?1n经向S(xi)?n?1 =21.53N

ｕA（Ｆ）=10.77

自由度n-1=5-1=4 2(x?x)?i

i?1n纬向S(xi)?n?1 =19.19N

ｕ’A（Ｆ）=9.60N

自由度n-1=5-1=4

4.2 强力仪示值允差导致的标准不确定度ｕB（Ｆ）（B类）

a.强力仪校准结果为强力示值允差±1％，采用均匀分布，得强力仪示值允差导致的相对不确定度分量ｕB（△X1）为：