劉振國　崔恩有　馬弋洋　劉鳳陽

摘 要：本文介紹了汽車輪胎剛性及接地印痕試驗(yàn)室比對的關(guān)鍵點(diǎn)，并對比對結(jié)果進(jìn)行了分析。首先，對參加比對的試驗(yàn)室的基本情況，比對樣品的均勻性和穩(wěn)定性檢驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理方式，以及比對試驗(yàn)室結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析和評價(jià)原則進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。其次，對比對試驗(yàn)各個(gè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)結(jié)果分別進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，依照設(shè)計(jì)的評價(jià)原則對比對結(jié)果進(jìn)行了評價(jià)。并以測試結(jié)果的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析對比了輪胎剛性試驗(yàn)和接地印痕試驗(yàn)不同試驗(yàn)室間的比對結(jié)果，揭示了目前各試驗(yàn)室輪胎剛性測試水平差距明顯的現(xiàn)狀，并推斷出接地印痕試驗(yàn)設(shè)備的一致性優(yōu)于剛性設(shè)備，也反映了建立行業(yè)基準(zhǔn)試驗(yàn)室或者建立完善的比對機(jī)制的重要性。

關(guān)鍵詞：輪胎剛性 接地印痕 比對試驗(yàn)

1 引言

輪胎是汽車上重要的組成部件之一，是橡膠工業(yè)的重要產(chǎn)品。輪胎剛性對輪胎舒適性、操穩(wěn)性能有著重要影響，而輪胎靜態(tài)壓力分布直接呈現(xiàn)了輪胎接地時(shí)的受力狀態(tài)，二者皆是輪胎性能研究的重要技術(shù)參考。開展本次比對試驗(yàn)的目的是驗(yàn)證國內(nèi)輪胎企業(yè)試驗(yàn)室評價(jià)汽車輪胎剛性及接地印痕的能力，為試驗(yàn)室提供一個(gè)評估檢測數(shù)據(jù)可靠性的客觀依據(jù)。通過比對，可以客觀反映各參加單位檢測水平，幫助試驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)日常測試中存在的問題，從而了解行業(yè)內(nèi)測試能力的整體水平，促進(jìn)行業(yè)內(nèi)試驗(yàn)室檢測能力的提升。

2 基本信息

2.1 參加比對試驗(yàn)室信息

此次比對試驗(yàn)共有10個(gè)試驗(yàn)室參加，且最終獲得實(shí)際數(shù)據(jù)反饋的也共有10個(gè)試驗(yàn)室。參加本次比對的試驗(yàn)室主要來自輪胎制造企業(yè)及檢測機(jī)構(gòu)。參比試驗(yàn)室地域分布詳見表1。

2.2 比對試驗(yàn)項(xiàng)目及參考標(biāo)準(zhǔn)

此次比對試驗(yàn)項(xiàng)目為輪胎剛性及接地印痕兩項(xiàng)，其中輪胎剛性分別對輪胎縱向剛性和橫向剛性各試驗(yàn)室間結(jié)果進(jìn)行比對，接地印痕則對輪胎接地印痕寬度和接地印痕長度進(jìn)行比對。

輪胎剛性和接地印痕兩項(xiàng)比對試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)分別為GB/T23663《汽車輪胎縱向和橫向剛性試驗(yàn)方法送審稿》、GB/T 22038-2018《汽車輪胎靜態(tài)接地壓力分布試驗(yàn)方法》。

3 比對試驗(yàn)樣品分析

為減小樣品差異對比對試驗(yàn)結(jié)果的影響，比對前對樣品進(jìn)行均勻性和穩(wěn)定性檢驗(yàn)，確保樣品符合試驗(yàn)室間比對的要求。

選擇6條型號規(guī)格為205/55R16的輪胎進(jìn)行比對，其中5條分別發(fā)于各試驗(yàn)室間進(jìn)行比對測試，1條作為備用樣品留存。 根據(jù)比對試驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn)，對樣品分別進(jìn)行輪胎徑向剛性和橫向剛性試驗(yàn)以驗(yàn)證其均勻性和穩(wěn)定是否符合CNAS－GL003：2018《能力驗(yàn)證樣品均勻性和穩(wěn)定性評價(jià)指南》的要求。

3.1 比對試驗(yàn)樣品均勻性檢驗(yàn)

據(jù)CNAS－GL003：2018《能力驗(yàn)證樣品均勻性和穩(wěn)定性評價(jià)指南》要求，將試驗(yàn)輪胎分別進(jìn)行橫向剛度和縱向剛度檢驗(yàn)。參照GB/T23663《汽車輪胎縱向和橫向剛性試驗(yàn)方法送審稿》試驗(yàn)方法及數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行測試和數(shù)據(jù)處理，結(jié)果見表2和表3。

橫向剛度試驗(yàn)采用單因子方差分析的方法，統(tǒng)計(jì)量F（2.389）＜自由度為（f1，f2）及給定的顯著性水平α（α=0.05）的臨界值3.97，表明樣品內(nèi)及樣品間無顯著性差異。

縱向剛度試驗(yàn)采用單因子方差分析的方法，統(tǒng)計(jì)量F（3.597）＜自由度為（f1，f2）及給定的顯著性水平α（α=0.05）的臨界值3.97，表明樣品內(nèi)及樣品間無顯著性差異。

結(jié)論：樣品是均勻的。

3.2 比對試驗(yàn)樣品穩(wěn)定性檢驗(yàn)

依據(jù)CNAS－GL003：2018《能力驗(yàn)證樣品均勻性和穩(wěn)定性評價(jià)指南》要求，試驗(yàn)室對樣品在不同時(shí)間進(jìn)行了兩次測試，每種情況下進(jìn)行6個(gè)試樣的測試，采用t檢驗(yàn)法評價(jià)樣品的穩(wěn)定性，結(jié)果見表4和表5：

橫向剛度試驗(yàn)采用t檢驗(yàn)法分析，t值（1.440）＜自由度為10及給定的顯著性水平α（α=0.05）的臨界值2.228，表明兩個(gè)平均值之間無顯著性差異。

縱向剛度試驗(yàn)采用t檢驗(yàn)法分析，t值（1.860）＜自由度為10及給定的顯著性水平α（α=0.05）的臨界值2.228，表明兩個(gè)平均值之間無顯著性差異。

結(jié)論：樣品是穩(wěn)定的。

4 統(tǒng)計(jì)分析的設(shè)計(jì)及結(jié)果評價(jià)原則

4.1 統(tǒng)計(jì)分析的設(shè)計(jì)

本次比對試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析采用穩(wěn)健（Robust）統(tǒng)計(jì)技術(shù)處理，即采用穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)的中位值作為指定值，標(biāo)準(zhǔn)化四分位距（NIQR）作為能力評定標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算各試驗(yàn)室結(jié)果的Z值（Z比分?jǐn)?shù)）：

Z =（x-X）/σ

式中：x—試驗(yàn)室測試結(jié)果；

X—指定值（本次評定采用“中位值”）；

σ—能力評定標(biāo)準(zhǔn)差（本次評定采用“標(biāo)準(zhǔn)化四分位距（NIQR）”）。

除Z值外，涉及的統(tǒng)計(jì)量還有：結(jié)果數(shù)、中位值、NIQR、穩(wěn)健變異系數(shù)（CV）、最小值、最大值和極差等。各統(tǒng)計(jì)量的意義及相關(guān)計(jì)算方法參見CNAS－GL002：2018 《能力驗(yàn)證結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理和能力評價(jià)指南》。

4.2 結(jié)果評價(jià)原則

本次比對試驗(yàn)以Z值評價(jià)試驗(yàn)室的結(jié)果，即：

|Z| ≤ 2 為滿意結(jié)果；

2 ＜|Z|＜3為有問題結(jié)果；

|Z| ≥ 3 為不滿意結(jié)果（離群值）。

為清晰表示各試驗(yàn)室參加比對試驗(yàn)的結(jié)果，將Z值按大小順序排列作柱狀圖，每一個(gè)柱條標(biāo)有該試驗(yàn)室的代碼。從該柱狀圖上，每個(gè)試驗(yàn)室很容易將其結(jié)果與其他試驗(yàn)室進(jìn)行比較，了解其結(jié)果在本次比對試驗(yàn)中所處的水平。詳細(xì)結(jié)果見第4章。

5 統(tǒng)計(jì)處理結(jié)果及結(jié)果評價(jià)

5.1 汽車輪胎橫向剛性處理及統(tǒng)計(jì)結(jié)果

橫向剛性檢測及統(tǒng)計(jì)處理結(jié)果見表6：

從橫向剛性檢測統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，根據(jù)Z比分?jǐn)?shù)進(jìn)行判定，有兩家試驗(yàn)室數(shù)據(jù)為有問題結(jié)果。

縱向剛性檢測及統(tǒng)計(jì)處理結(jié)果見表7：

從縱向剛性檢測統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，根據(jù)Z比分?jǐn)?shù)進(jìn)行判定，有一家試驗(yàn)室測試結(jié)果為有問題結(jié)果，有兩家試驗(yàn)室測試結(jié)果為不滿意結(jié)果。

接地長度檢測及統(tǒng)計(jì)處理結(jié)果見表8：

從接地長度檢測統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，根據(jù)Z比分?jǐn)?shù)進(jìn)行判定，有一家試驗(yàn)室測試結(jié)果為為不滿意結(jié)果。

接地寬度檢測及統(tǒng)計(jì)處理結(jié)果見表9：

從接地寬度檢測統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，根據(jù)Z比分?jǐn)?shù)進(jìn)行判定，有一家試驗(yàn)室測試結(jié)果為為有問題結(jié)果。

5.2 總計(jì)統(tǒng)計(jì)量結(jié)果及評價(jià)分析

1）由表10的綜合統(tǒng)計(jì)指標(biāo)對輪胎剛性和接地印痕整體進(jìn)行分析比較可知，行業(yè)內(nèi)試驗(yàn)室間，接地印痕的比對結(jié)果的穩(wěn)健變異系數(shù)，極差等指標(biāo)都較大程度的優(yōu)于輪胎剛性的比對結(jié)果，因測試是按照相同標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行，人員等變量對測試結(jié)果影響較小，測試設(shè)備的不同是導(dǎo)致測試結(jié)果出現(xiàn)較大差異的主要原因，也可推斷，各試驗(yàn)室間印痕設(shè)備的一致性優(yōu)于剛性設(shè)備。

2）印痕測試結(jié)果中接地長度和接地寬度在進(jìn)行測試時(shí)，兩者數(shù)值可同時(shí)測出，而由標(biāo)準(zhǔn)IQR及極差分析比較接地長度和接地寬度可知，不同的測試項(xiàng)目對比對測試項(xiàng)目的結(jié)果也有著較大的影響。

6 總結(jié)及意義

本文較為詳細(xì)的闡述了進(jìn)行輪胎剛性和印痕比對試驗(yàn)時(shí)的關(guān)鍵要點(diǎn)，同時(shí)展示并分析比對試驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果，可得出以下結(jié)論：

（1）行業(yè)內(nèi)輪胎剛性試驗(yàn)整體一致性差，不同試驗(yàn)室間測量結(jié)果差別很大，個(gè)別試驗(yàn)室結(jié)果已超出合理范疇；

（2）輪胎印痕試驗(yàn)比對結(jié)果效果較好，各試驗(yàn)室間測試結(jié)果差別較小，但仍有個(gè)別試驗(yàn)室數(shù)據(jù)存在偏差；

通過此次輪胎剛性及印痕的試驗(yàn)室間比對研究，較為清晰的展示了行業(yè)內(nèi)試驗(yàn)室間現(xiàn)狀，不同試驗(yàn)室間整體水平層次不齊，差距較大。后續(xù)因針對結(jié)果差異性較大的試驗(yàn)室進(jìn)行更詳細(xì)的分析，尋找原因。此次試驗(yàn)室比對也揭示了建立行業(yè)基準(zhǔn)試驗(yàn)室的必要性，行業(yè)內(nèi)部應(yīng)推動(dòng)建立基準(zhǔn)試驗(yàn)室或相關(guān)比對機(jī)制，提高行業(yè)內(nèi)測試水平，進(jìn)而推動(dòng)行業(yè)相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]CNAS－GL003：2018《能力驗(yàn)證樣品均勻性和穩(wěn)定性評價(jià)指南》.

[2]CNAS－GL002：2018 《能力驗(yàn)證結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理和能力評價(jià)指南》.

[3]GB/T 23663《汽車輪胎縱向和橫向剛性試驗(yàn)方法送審稿》.

[4]GB/T 22038-2018《汽車輪胎靜態(tài)接地壓力分布試驗(yàn)方法》.