文/張祚 胡小蓉 蔣敏 熊海鷹

1 引言

苧麻束纖維斷裂強(qiáng)度[1]是苧麻纖維重要的質(zhì)量指標(biāo)，然而我國(guó)苧麻束纖維斷裂強(qiáng)度測(cè)試仍然采用GB/T 5882—1986《苧麻束纖維斷裂強(qiáng)度試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)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(cè)量誤差，同時(shí)限于機(jī)械慣性因素，拉伸速度過(guò)快時(shí)，會(huì)造成嚴(yán)重失準(zhǔn)。而等速伸長(zhǎng)法（CRE）在檢測(cè)過(guò)程中基本不產(chǎn)生位移，可以認(rèn)為不存在機(jī)械性影響，并采用微機(jī)控制自動(dòng)操作，自動(dòng)數(shù)據(jù)采集、分析，人為產(chǎn)生誤差較低，機(jī)械性能良好、精度高、量程范圍大，是國(guó)際推薦的標(biāo)準(zhǔn)加載方式，已得到廣泛推廣應(yīng)用[3]。本文通過(guò)對(duì)苧麻束纖維斷裂強(qiáng)度等速伸長(zhǎng)法（CRE）與等速牽引法（CRT）檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行差異性和相關(guān)性研究，找出兩種方法檢測(cè)結(jié)果之間的關(guān)系，為制定新的苧麻束纖維斷裂強(qiáng)度測(cè)試方法國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)提供技術(shù)參考。

2 試驗(yàn)

2.1 材料和儀器

材料：苧麻精干麻。

儀器：YM065SXW-1000電子束纖維強(qiáng)力機(jī)（萊州元茂機(jī)電設(shè)備有限公司）；Y162A束纖維強(qiáng)力機(jī)（常州二紡機(jī)）；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(jī)）；苧麻束纖維斷裂強(qiáng)度測(cè)試專用夾具（帶分壓閥）。

2.2 試樣準(zhǔn)備

從2017年苧麻精干麻公證檢驗(yàn)樣品中抽取50個(gè)批次均勻性較好的試樣，編號(hào)為1#～50#，每個(gè)樣品按GB/T 5882—1986《苧麻束纖維斷裂強(qiáng)度試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)方法制成長(zhǎng)度為40mm、重量約為1.5mg左右的麻束。每個(gè)試樣分成兩小份，每份10個(gè)小樣。一份用于YM065SXW-1000電子束纖維強(qiáng)力機(jī)上斷裂強(qiáng)度的測(cè)試，另外一份用于Y162A束纖維強(qiáng)力機(jī)上斷裂強(qiáng)度的測(cè)試。

2.3 試驗(yàn)方法

2.3.1 等速伸長(zhǎng)法（CRE）

在溫度為（20±2）℃、相對(duì)濕度為（65±4）%標(biāo)準(zhǔn)大氣下，采用等速伸長(zhǎng)型（CRE型）強(qiáng)力試驗(yàn)機(jī)（YM065SXW-1000電子束纖維強(qiáng)力機(jī)），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(qiáng)度專用夾具中（帶分壓閥），腳部控制氣動(dòng)開(kāi)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(qiáng)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(guò)兩根者均作廢，應(yīng)重做，每做完一次試驗(yàn)需清理鉗口夾頭的纖維殘留，重復(fù)10次計(jì)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(jìn)上夾持器約10mm，然后將上夾持器掛在束纖維強(qiáng)力試驗(yàn)機(jī)的掛架上，麻束的另一端夾入下夾器中，夾持時(shí)應(yīng)注意保持纖維伸直平行，麻束寬度約2.5mm。扳動(dòng)纖維強(qiáng)力試驗(yàn)機(jī)手柄，下夾持器開(kāi)始下降，直至麻束斷裂，記錄斷裂強(qiáng)力值。退回小扇形桿至零點(diǎn)，取下上夾持器，松開(kāi)夾緊螺絲，清除其內(nèi)的纖維束。使下夾持器恢復(fù)到原來(lái)的位置上，松開(kāi)夾緊螺絲，取出下夾持器內(nèi)的纖維束，可供測(cè)試?yán)w維支數(shù)用。該項(xiàng)試驗(yàn)共做10次。各次斷裂強(qiáng)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(guò)兩根者均作廢，應(yīng)重做。

表1 苧麻束纖維斷裂強(qiáng)度CRE與CRT測(cè)試結(jié)果

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 試驗(yàn)結(jié)果

兩種方法測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

3.2 CRE與CRT檢測(cè)結(jié)果差異性分析

采用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)兩組比對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行Wilcoxon配對(duì)符秩檢驗(yàn)，從而分析兩種方法的測(cè)試結(jié)果是否存在顯著性差異，輸出結(jié)果見(jiàn)表2。

從表3可以看出，Z統(tǒng)計(jì)數(shù)為0.953，漸近顯著性（雙測(cè)）近似的p值為0.341，大于顯著性水平0.05，可見(jiàn)兩組差異并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性意義，即兩組數(shù)據(jù)無(wú)顯著性差異。3.3 CRE與CRT檢測(cè)結(jié)果相關(guān)性分析

運(yùn)用SPSS[4]數(shù)據(jù)分析，以CRE檢測(cè)結(jié)果為因變量，以CRT檢測(cè)結(jié)果為自變量，對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行線性回歸分析，分析結(jié)果見(jiàn)表3、表4。

表3 CRE檢測(cè)結(jié)果與CRT檢測(cè)結(jié)果相關(guān)性

由表3可以看出，CRE檢測(cè)結(jié)果與CRT檢測(cè)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(jì)學(xué)意義。

從表4可以得出，CRE檢測(cè)結(jié)果與CRT檢測(cè)結(jié)果的線性相關(guān)方程為y=0.963x+0.186?；貧w標(biāo)準(zhǔn)化殘差的標(biāo)準(zhǔn)P-P圖見(jiàn)圖1。從圖1可以看出，標(biāo)準(zhǔn)化殘差呈正態(tài)分布，散點(diǎn)在直線上或直線下靠近直線，圖中的點(diǎn)基本都在直線上方或下方附近，說(shuō)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(yàn)。

圖1 回歸標(biāo)準(zhǔn)化殘差的標(biāo)準(zhǔn)P-P圖

表4 系數(shù)

4 結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)CRE和CRT苧麻束纖維斷裂強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行差異性分析，發(fā)現(xiàn)兩種方法的檢測(cè)結(jié)果無(wú)顯著性差異，其中CRE檢測(cè)結(jié)果比CRT檢測(cè)結(jié)果稍大。

（2）通過(guò)對(duì)CRE和CRT苧麻束纖維斷裂強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)CRE檢測(cè)結(jié)果與CRT檢測(cè)結(jié)果，顯著正相關(guān)，且散點(diǎn)在直線上或直線下靠近直線，點(diǎn)基本都在直線上方或下方附近，兩者成線性相關(guān)。