苎麻束纤维断裂强度CRE与CRT检测结果差异性和相关性分析
2018-09-07张祚胡小蓉蒋敏熊海鹰
文/张祚 胡小蓉 蒋敏 熊海鹰
1 引言
苎麻束纤维断裂强度[1]是苎麻纤维重要的质量指标,然而我国苎麻束纤维断裂强度测试仍然采用GB/T 5882—1986《苎麻束纤维断裂强度试验方法》标准规定的等速牵引法(CRT)[2]。由于CRT其固有的拉伸非线性缺陷存在着不可克服的测量误差,同时限于机械惯性因素,拉伸速度过快时,会造成严重失准。而等速伸长法(CRE)在检测过程中基本不产生位移,可以认为不存在机械性影响,并采用微机控制自动操作,自动数据采集、分析,人为产生误差较低,机械性能良好、精度高、量程范围大,是国际推荐的标准加载方式,已得到广泛推广应用[3]。本文通过对苎麻束纤维断裂强度等速伸长法(CRE)与等速牵引法(CRT)检测结果进行差异性和相关性研究,找出两种方法检测结果之间的关系,为制定新的苎麻束纤维断裂强度测试方法国家标准提供技术参考。
2 试验
2.1 材料和仪器
材料:苎麻精干麻。
仪器:YM065SXW-1000电子束纤维强力机(莱州元茂机电设备有限公司);Y162A束纤维强力机(常州二纺机);扭力天平,感量0.01mg(上海第二天平仪器厂);纤维切断器,40mm(常州二纺机);苎麻束纤维断裂强度测试专用夹具(带分压阀)。
2.2 试样准备
从2017年苎麻精干麻公证检验样品中抽取50个批次均匀性较好的试样,编号为1#~50#,每个样品按GB/T 5882—1986《苎麻束纤维断裂强度试验方法》标准方法制成长度为40mm、重量约为1.5mg左右的麻束。每个试样分成两小份,每份10个小样。一份用于YM065SXW-1000电子束纤维强力机上断裂强度的测试,另外一份用于Y162A束纤维强力机上断裂强度的测试。
2.3 试验方法
2.3.1 等速伸长法(CRE)
在温度为(20±2)℃、相对湿度为(65±4)%标准大气下,采用等速伸长型(CRE型)强力试验机(YM065SXW-1000电子束纤维强力机),设置拉伸速度100mm/min、夹距100 mm,将已称好重量的小麻束夹入苎麻束纤维断裂强度专用夹具中(带分压阀),脚部控制气动开关,逐一吸合上下夹持器,拉伸束纤维试样,直至断裂并输出数据,各次断裂强力值应在(17±5)N之间,超差者或每束中未拉断纤维根数超过两根者均作废,应重做,每做完一次试验需清理钳口夹头的纤维残留,重复10次计算平均值。
2.3.2 等速牵引法(CRT)
将已称好重量的小麻束夹进上夹持器约10mm,然后将上夹持器挂在束纤维强力试验机的挂架上,麻束的另一端夹入下夹器中,夹持时应注意保持纤维伸直平行,麻束宽度约2.5mm。扳动纤维强力试验机手柄,下夹持器开始下降,直至麻束断裂,记录断裂强力值。退回小扇形杆至零点,取下上夹持器,松开夹紧螺丝,清除其内的纤维束。使下夹持器恢复到原来的位置上,松开夹紧螺丝,取出下夹持器内的纤维束,可供测试纤维支数用。该项试验共做10次。各次断裂强力值应在(17±5)N之间,超差者或每束中未拉断纤维数超过两根者均作废,应重做。
表1 苎麻束纤维断裂强度CRE与CRT测试结果
3 试验结果及分析
3.1 试验结果
两种方法测试结果见表1。
3.2 CRE与CRT检测结果差异性分析
采用SPSS统计分析软件对两组比对数据进行Wilcoxon配对符秩检验,从而分析两种方法的测试结果是否存在显著性差异,输出结果见表2。
从表3可以看出,Z统计数为0.953,渐近显著性(双测)近似的p值为0.341,大于显著性水平0.05,可见两组差异并无统计学显著性意义,即两组数据无显著性差异。3.3 CRE与CRT检测结果相关性分析
运用SPSS[4]数据分析,以CRE检测结果为因变量,以CRT检测结果为自变量,对检测结果进行线性回归分析,分析结果见表3、表4。
表3 CRE检测结果与CRT检测结果相关性
由表3可以看出,CRE检测结果与CRT检测结果Pearson相关系数为0.747,Sig.(单侧)为0,表示两者显著正相关,且具有统计学意义。
从表4可以得出,CRE检测结果与CRT检测结果的线性相关方程为y=0.963x+0.186。回归标准化残差的标准P-P图见图1。从图1可以看出,标准化残差呈正态分布,散点在直线上或直线下靠近直线,图中的点基本都在直线上方或下方附近,说明变量之间呈线性分布,回归方程满足线性以及方差齐性检验。
图1 回归标准化残差的标准P-P图
表4 系数
4 结论
(1)通过对CRE和CRT苎麻束纤维断裂强度检测结果进行差异性分析,发现两种方法的检测结果无显著性差异,其中CRE检测结果比CRT检测结果稍大。
(2)通过对CRE和CRT苎麻束纤维断裂强度检测结果进行相关性分析,发现CRE检测结果与CRT检测结果,显著正相关,且散点在直线上或直线下靠近直线,点基本都在直线上方或下方附近,两者成线性相关。