成鞋鞋底耐磨性能的不确定度评定

成鞋鞋底耐磨性能的不确定度评定摘要 本文主要分析影响鞋底耐磨性能的因素及其引起不确定度分量的计算，以 及合成不确定度、相对不确定度和扩展不确定度的表示。关键词 成鞋鞋底 耐磨性能 不确定度 评定Evaluation of Uncertainty in Footwear Outsole Abrasion Resistance Measurement Abstract This paper analyses the main factor that affects footwear outsole abrasion resistance measure and calculates uncertainty components, also the representation of combined uncertainty, relative uncertainty and expanded uncertainty.Keywords footwear outsole, abrasion resistance, uncertainty, evaluation1 前言成鞋鞋底的耐磨性能是鞋产品中一个非常重要的质量考核指标，是考查成鞋 鞋底耐穿着性、耐磨损性能的重要指标。 耐磨性能的原理是指在旋转的磨轮垂直 压在试样上，以一定的负荷，一定的速度，一定的时间对试样进行磨耗试验，测 量试样磨痕长度。为保证实验结果的准确性，本文依据JJF 1059.12012测量不 确定度评定与表示1为基础，计算成鞋外底耐磨性能的不确定度，分析了该不 确定度的主要来源，为提高测试结果的准确性提供理论依据。2 测量成鞋鞋底耐磨性能试验方法2.1、试验仪器HY763GB型中国国标耐磨试验机，磨轮直径为(200.1) mm，转速为(1915) r/min；附带自动计时装置，精确至0.1min；天平，精确至5g；游标卡尺，精确 至 0.01；砝码， 500g；2.2、试验环境试样按GB/T22049-2008鞋类鞋类和鞋类部件环境调节及试验用标准环境 2中规定温度(232)C、湿度(505)%进行温湿处理24h；2.3、试样选取选取试样 07 绒皮鞋三双进行外底耐磨试验；2.4、试样选取与处理选取整鞋三双作为试样，打磨试样至表面平整，面积足够进行两次磨耗，并 且在实验条件下放置 4h 以上；2.5、测量外底耐磨性能步骤按照试验机说明书操作实验：试验方法按照GB/T 3903.2-2017鞋类通用试 验方法耐磨性能试验机各部位调节正常，磨轮空转5min,试样紧固天平左 端，调平天平，右端按试验要求压力增加4.9N或500G砝码，调节磨轮高度及位 置，使天平指针指向零，开机调节转速(1915)r/min,进行试验20min，然后用 游标卡尺量取磨痕长度，记录12次试验的磨痕长度。3 不确定度因素分析经分析，影响鞋底耐磨性能测量不确定度的主要来源是:重复性测量产生的不 确定度、耐磨试验机产生的不确定度、游标卡尺产生的不确定度、外力负荷产生 的不确定度和修约产生的不确定度。4 不确定度计算 4.1计算重复性测量引起的不确定度分量1在相同试验条件下，对同一批鞋底试样重复试验 12 次。该批鞋底试样具备 相同的材质和性能，因此这些试样之间的差异引起的不确定度可用重复性测量来 评价。试验结果见表 1。表 1. 耐磨性能磨痕长度试验结果根据 GB/T3903.22017 鞋类通用试验方法耐磨性能中规定，建立数学 模，耐磨性能磨痕长度c的数学表达式如下：C样品磨痕长度，样品测12 次的平均磨痕长度，=4.683按A类评定，重复测量的引起的不确定度分量为相对不确定度为:4.2计算由耐磨试验机引起的不确定度 耐磨试验机引起的相对不确定度，按B类评定，经分析该不确定度主要来源于磨轮转速、计时器、天平、磨轮直径四个部分，分别为。 4.2.1计算由磨轮转速引起的不确定度分量耐磨试验机磨轮转速的极限误差为5r/min，按B类评定，呈均匀分布，K取, 则磨轮转速引起的标准不确定度为： 耐磨试验机磨轮转速引起的相对标准不确定度：4.2.2计算由计时器引起的不确定度分量耐磨试验机计时器的极限误差为0.1min，按B类评定，呈均匀分布，K取， 则计时器引起的标准不确定度为： 计时器引起的相对标准不确定度：4.2.3计算由天平引起的不确定度分量耐磨试验机天平的极限误差为5g,天平调平分两次完成，一是装试样完成 后调平，二是施加外力负荷即500g标准砝码产生的压力完成后调平4,按B类 评定，呈均匀分布，K取，则由天平引起的标准不确定度为： 天平引起的相对标准不确定度：4.2.4计算由磨轮直径引起的不确定度分量耐磨试验机磨轮直径的极限误差为0.1，按B类评定，呈均匀分布，K取， 磨轮直径引起的标准不确定度为： 耐磨试验机磨轮直径引起的相对标准不确定度为： 因此耐磨试验机产生的相对不确定度为 4.3计算数显游标卡尺引起的不确定度数显游标卡尺的极限误差为0.01量程为150，按B类评定，呈均匀分布，K 取， 则游标卡尺引起的不确定度为： 数显游标卡尺引起相对不确定度为：4.4 计算外力负荷产生的标准不确定度标准砝码的极限误差为1g,按B类评定，呈均匀分布，K取，则标准砝码 校准的不确定度为：负荷力值产生的相对不确定度为4.5 计算修约产生的不确定度分量引用已修约数据，最大修约间隔0.1，由修约导致的最大误差为0.05，估计 其为矩形分布，故有数据修约引入的不确定度分量，修约产生的相对不确定度5 合成标准不确定度 耐磨性能的相对标准不确定度分量汇总见表 2.表 2. 耐磨性能的相对标准不确定度分量汇总由于成鞋耐磨性能重复性测量和数值修约所引入的各不确定度分量彼此独立 不相关5，所以相对合成不确定度为:由此可得合成标准不确定度为：扩展不确定度为合成标准不确定度与包含因子 k 的乘积，取置信概率 p=95%包含因子k=2,则皮鞋耐磨性能测量的扩展不确定度为：6 测量不确定度结论由此可知,鞋类耐磨磨痕长度 c=（6.10.3）其中扩展不确定度，包含因子k=2,置信水平95%。重复性测量对合成不确定度的贡献较大,其次是耐磨试验机的不确定度分量和数据修约引入 的不确定度分量。因此，在实际检测中的关键控制点是要提高检测人员整体水平， 提高耐磨试验机仪器精准度，定期计量试验仪器。试验人员要严格按照标准规范 操作，核查测量读数和计算、转换结果；对于在测试中偏离中心值的离散值要严 格按照规则予以剔除，从而最大限度地提高测量结果的可信度，即可降低测量结 果的不确定度5。参考文献1 JJF 1059.12012测量不确定度评定与表示s.2 GB/T22049-2008鞋类鞋类和鞋类部件环境调节及试验用标准环境s.GB/T 3903.2-2017鞋类通用试验方法耐磨性能s.黄玉燕贺志鹏鞋底耐磨性能测试方法的不确定度评估J.中国个体防护装备，2017 年第2 期41-44. Huang Yuyan, He Zhipeng, Huang Xuemei etc. Evaluation of Uncertainty in Footwear Abrasion Resistance MeasurementJ.CPPE,2017,2,41-44 黄凯旋张素璇皮鞋外底耐磨性能测量不确定度的评定J.西部皮革,1671-1602 （2017）11-0022-03. Huang Kaixuan, Zhangxuan. Evaluation of Measurement Uncertainty In the Determination of Abrasion Resistance of Leather ShoesOutsoleJ.XiBuPiGe,1671-1602（2017）11-0022-03.