苧麻束纖維斷裂強度CRE與CRT檢測結(jié)果差異性和相關(guān)性分析

文/張祚 胡小蓉 蔣敏 熊海鷹

1 引言

苧麻束纖維斷裂強度[1]是苧麻纖維重要的質(zhì)量指標，然而我國苧麻束纖維斷裂強度測試仍然采用GB/T 5882—1986《苧麻束纖維斷裂強度試驗方法》標準規(guī)定的等速牽引法（CRT）[2]。由于CRT其固有的拉伸非線性缺陷存在著不可克服的測量誤差，同時限于機械慣性因素，拉伸速度過快時，會造成嚴重失準。而等速伸長法（CRE）在檢測過程中基本不產(chǎn)生位移，可以認為不存在機械性影響，并采用微機控制自動操作，自動數(shù)據(jù)采集、分析，人為產(chǎn)生誤差較低，機械性能良好、精度高、量程范圍大，是國際推薦的標準加載方式，已得到廣泛推廣應(yīng)用[3]。本文通過對苧麻束纖維斷裂強度等速伸長法（CRE）與等速牽引法（CRT）檢測結(jié)果進行差異性和相關(guān)性研究，找出兩種方法檢測結(jié)果之間的關(guān)系，為制定新的苧麻束纖維斷裂強度測試方法國家標準提供技術(shù)參考。

2 試驗

2.1 材料和儀器

材料：苧麻精干麻。

儀器：YM065SXW-1000電子束纖維強力機（萊州元茂機電設(shè)備有限公司）；Y162A束纖維強力機（常州二紡機）；扭力天平，感量0.01mg（上海第二天平儀器廠）；纖維切斷器，40mm（常州二紡機）；苧麻束纖維斷裂強度測試專用夾具（帶分壓閥）。

2.2 試樣準備

從2017年苧麻精干麻公證檢驗樣品中抽取50個批次均勻性較好的試樣，編號為1#～50#，每個樣品按GB/T 5882—1986《苧麻束纖維斷裂強度試驗方法》標準方法制成長度為40mm、重量約為1.5mg左右的麻束。每個試樣分成兩小份，每份10個小樣。一份用于YM065SXW-1000電子束纖維強力機上斷裂強度的測試，另外一份用于Y162A束纖維強力機上斷裂強度的測試。

2.3 試驗方法

2.3.1 等速伸長法（CRE）

在溫度為（20±2）℃、相對濕度為（65±4）%標準大氣下，采用等速伸長型（CRE型）強力試驗機（YM065SXW-1000電子束纖維強力機），設(shè)置拉伸速度100mm/min、夾距100 mm，將已稱好重量的小麻束夾入苧麻束纖維斷裂強度專用夾具中（帶分壓閥），腳部控制氣動開關(guān)，逐一吸合上下夾持器，拉伸束纖維試樣，直至斷裂并輸出數(shù)據(jù)，各次斷裂強力值應(yīng)在（17±5）N之間，超差者或每束中未拉斷纖維根數(shù)超過兩根者均作廢，應(yīng)重做，每做完一次試驗需清理鉗口夾頭的纖維殘留，重復(fù)10次計算平均值。

2.3.2 等速牽引法（CRT）

將已稱好重量的小麻束夾進上夾持器約10mm，然后將上夾持器掛在束纖維強力試驗機的掛架上，麻束的另一端夾入下夾器中，夾持時應(yīng)注意保持纖維伸直平行，麻束寬度約2.5mm。扳動纖維強力試驗機手柄，下夾持器開始下降，直至麻束斷裂，記錄斷裂強力值。退回小扇形桿至零點，取下上夾持器，松開夾緊螺絲，清除其內(nèi)的纖維束。使下夾持器恢復(fù)到原來的位置上，松開夾緊螺絲，取出下夾持器內(nèi)的纖維束，可供測試纖維支數(shù)用。該項試驗共做10次。各次斷裂強力值應(yīng)在（17±5）N之間，超差者或每束中未拉斷纖維數(shù)超過兩根者均作廢，應(yīng)重做。

表1 苧麻束纖維斷裂強度CRE與CRT測試結(jié)果

3 試驗結(jié)果及分析

3.1 試驗結(jié)果

兩種方法測試結(jié)果見表1。

3.2 CRE與CRT檢測結(jié)果差異性分析

采用SPSS統(tǒng)計分析軟件對兩組比對數(shù)據(jù)進行Wilcoxon配對符秩檢驗，從而分析兩種方法的測試結(jié)果是否存在顯著性差異，輸出結(jié)果見表2。

從表3可以看出，Z統(tǒng)計數(shù)為0.953，漸近顯著性（雙測）近似的p值為0.341，大于顯著性水平0.05，可見兩組差異并無統(tǒng)計學(xué)顯著性意義，即兩組數(shù)據(jù)無顯著性差異。3.3 CRE與CRT檢測結(jié)果相關(guān)性分析

運用SPSS[4]數(shù)據(jù)分析，以CRE檢測結(jié)果為因變量，以CRT檢測結(jié)果為自變量，對檢測結(jié)果進行線性回歸分析，分析結(jié)果見表3、表4。

表3 CRE檢測結(jié)果與CRT檢測結(jié)果相關(guān)性

由表3可以看出，CRE檢測結(jié)果與CRT檢測結(jié)果Pearson相關(guān)系數(shù)為0.747，Sig.（單側(cè)）為0，表示兩者顯著正相關(guān)，且具有統(tǒng)計學(xué)意義。

從表4可以得出，CRE檢測結(jié)果與CRT檢測結(jié)果的線性相關(guān)方程為y=0.963x+0.186。回歸標準化殘差的標準P-P圖見圖1。從圖1可以看出，標準化殘差呈正態(tài)分布，散點在直線上或直線下靠近直線，圖中的點基本都在直線上方或下方附近，說明變量之間呈線性分布，回歸方程滿足線性以及方差齊性檢驗。

圖1 回歸標準化殘差的標準P-P圖

表4 系數(shù)

4 結(jié)論

（1）通過對CRE和CRT苧麻束纖維斷裂強度檢測結(jié)果進行差異性分析，發(fā)現(xiàn)兩種方法的檢測結(jié)果無顯著性差異，其中CRE檢測結(jié)果比CRT檢測結(jié)果稍大。

（2）通過對CRE和CRT苧麻束纖維斷裂強度檢測結(jié)果進行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)CRE檢測結(jié)果與CRT檢測結(jié)果，顯著正相關(guān)，且散點在直線上或直線下靠近直線，點基本都在直線上方或下方附近，兩者成線性相關(guān)。