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纺织纤维的力学性质

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第八章 纺织纤维和纱线的力学性质

第八章 纺织纤维和纱线的力学性质

第八章纺织纤维和纱线的力学性质一. 名词解释:1. 绝对强度2. 相对强度3. 断裂长度4. 勾接强度5. 打结强度6. 断裂伸长率7. 予加张力8. 初始强度9. 屈服点10. 断裂功11. 断裂比功12. 急弹性变形13. 缓弹性变形14. 塑性变形15. 弹性回复率16. 弹性功率17. 蠕变18. 应力松驰19. 疲劳20. 抗弯刚度21. 抱合力22. 抗扭刚度23. 摩擦力24. 负荷一伸长曲线25. 抱合长度26. 断裂时间27. 质量比功28. 湿干强度比29. 动态模量30. 断裂的不同时性二. 填空题1. 苎麻纤维拉伸曲线的主要特征为___________、__________、_________、______________、_______________。

2. 羊毛纤维拉伸曲线的主要特征为________________、_______________、___________________、_________________、________________。

3. 测定纤维拉伸弹性的主要方法有_________________、________________。

4. 在测定纤维的拉伸性质, 应注意的环境条件为__________、___________。

5. 根据加负荷形式, 目前测定纤维拉伸性质的仪器类型有_____________、____________、_____________。

6. 在比较纺织材料拉伸性质时, 需加予张力, 选择予张力的原则是________________________________。

7. 纤维间的切向阻力包括____________和____________。

8. 引起纺织材料间产生摩擦力的机理有______________________________、_________________、___________________。

9. 棉、苎麻均为天然纤维素纤维, 但苎麻纤维的断裂伸长率远比棉纤维小, 这是由于___________________________________。

第9章 纺织材料的基本力学性质

第9章 纺织材料的基本力学性质

纱线的蠕变和松弛与纤维的蠕变和松弛基 本相似.
原因： （1）纤维蠕变和松弛的存在。 （2）纱线内纤维相互滑移和错位。
（二）纺织材料拉伸弹性回复率
1.弹性指标:
弹性回复率： Rε=[(ε3+ε4)/εa] × 100% ε3--急弹性回缩率 ε4 --缓弹性回复率 εa--拉伸变形总量(ε1+ε2)
一般纱线断裂的原因既有纤维的断裂，又有纤维的 滑脱，断口是不整齐的。当捻度较大时，纤维滑脱的可 能性很小，纤维由外向内逐层扩展断裂，此时纱线断口 比较整齐。
2.影响纱线一次拉伸断裂的因素 （1）纤维的性能
① 纤维的长度较长，细度较细时，纤维较柔软，在 纱中互相抱合就较紧贴，滑脱长度缩短，纱截面中纤维根 数可以较多，使纤维在纱内外层转移的机会增加，各根纤 维受力比较均匀，因而成纱强度较高。
Et * I p
L:长度 Et:剪切弹性模量(cN/cm2) Ip:截面的极断面惯性矩(cm4)
T:扭矩(cN.cm) :扭转角

（二）纤维和纱线的扭转破坏
T为外力矩,Q为扭转角。当外力矩很大时,纤
维和纱线产生的扭转角和剪切应力就大,从而纤维
Et
Ip
中的大分子或纱线中纤维因剪切产生滑移而被破
(3)试验条件
试样长度较长时，测得的强度较低、试样越长，可能出 现的最薄弱环节的机会多，测得的强度就较低。
试样根数多，由于断裂的伸长率不均匀，纤维断裂不同时， 故测得的平均强度越小，(根数↑--差异越大↑--强度↓)
拉伸速度越大，拉伸至断裂的时间越短，测得的强力较 大而伸长较小。
（二）纱线拉伸断机理及主要影响因素
◆常用纺织纤维的拉伸曲线
◆高强低伸型曲线： 棉、麻等拉伸曲线近似于直线，斜率很大，该

第三章-纤维力学性质

第三章-纤维力学性质

互为等效的。
E1 E2
E1 E2 E1E2
0
b
E1
E2
a
c
d’
O
t1
dt
(a)
(b)
(c)
• • 以图5-2E71(a)d模 型E为1E2例， 由其变d形 特点，
可以得E到1 其E2 本dt 构E关1 系E2 式为E :E21 dt
• 由应力松弛和蠕变变形的条件，代入式
中可求得其蠕变方程式为:
• 外力消耗的功为:
W
E
''
2 0
E' 02tg
• 1.画出常用纤维的拉伸曲. 纤维在外力作用下变形后，其回复形变依赖 于哪些因素？ 三种变形量与这些因素的关系如 何？
• 3. 任选一三元件模型，讨论其本构方程的松弛、 蠕变特征以及ε=kt时的应力松弛和蠕变方程， 并求该模型的初始模量。
(t )
c
E1
c
E2
(1 et /2 )
• 应力松弛方程:
(t) E1E2 c(1 E1 et / 1 )
E1 E2
E2
• (4) 四元件模型
• 由两个弹簧和两个粘壶的四元件模型 。
• 该四元件模型的本构关系式是一个二阶微分方 程，其蠕变方程式为:
(t )
0
E1
0
E2
(1 et /
)
• 聚合度越大，分子链间总的次价键力增大， 分子链间不易移动，其抗拉强度、断裂伸长、 冲击韧性等都随之增加。
• (2). 分子链的刚柔性和极性基团的数量
• 分子链存在刚性基团（如涤纶中的苯环和 纤维素纤维中的葡萄糖剩基）时，纤维模量增 加，刚性增加。分子链上有较多极性基团时， 分子链间的次价键力增大，纤维会具有较高的 模量和断裂强度。

第七章 纤维的力学性质

第七章 纤维的力学性质

• 弱环定理：当纤维或纱线试样长缩短时， 最薄弱环节被测到的机会下降，测得了
一部分次薄弱环节的断裂强度，从而使 测试强度的平均值降低。
作业（十）
• 1、解释下列名词：断裂强力、断裂应力、断裂强度、断裂长度和 断裂伸长率，推导纤维强度三个指标之间的换算式。
• 2、有一批纺织纤维，它们的细度及测得的平均单纤维强力值如下， 计算并列出断裂长度、相对强度和断裂应力三种指标的大小和顺序。
第一节 纤维的拉伸性质
• 一、拉伸断裂性能的基本指标
–1、绝对指标
• (1)断裂强力(绝对强力)：P（N，cN，mN, gf， kgf）
• (2)断裂伸长：ΔL=La-L0(mm)
第一节 纤维的拉伸性质
• 一、拉伸断裂性能的基本指标
–2、相对指标
• (1)断裂应力：σ=P/A（ N/mm2，N/m2） • (2)断裂强度(相对强度)：
• 蠕变：由于随着外力作用时间的延长，不断克 服大分子之间的结合力，使大分子逐渐沿着外 力方向伸展排列，或产生相对滑移而导致伸长 增加，增加的伸长基本上都是缓弹性和塑性变 形。
• 松弛：由于纤维发生变形时具有内应力，使大 分子逐渐重新排列，在此过程中部分大分子链 段间发生相对滑移，逐渐达到新的平衡位置， 形成新的结合点，从而使内应力逐渐减少。
第一节 纤维的拉伸性质
• 六、影响因素
–1、纤维结构 • 聚合度：聚合度高，分子间作用力大，强度高 • 取向度：取向度高，受力的大分子根数多，强度 高；大分子滑动量少，断裂伸长率小 • 结晶度：结晶度高，纤维大分子排列越规整，分 子间作用力大，强度高
第一节 纤维的拉伸性质
• 六、影响因素
–2、环境温湿度
• 缓弹性变形

纺织物理 第三章 纤维的力学性质

纺织物理 第三章 纤维的力学性质
力
亚麻 苎麻 棉 涤纶 锦纶 锦纶 蚕丝 腈纶 粘胶 醋酯 羊毛 应变 醋酯
以纤维的断裂强力和断裂伸长率的对比关系来分，拉伸曲线可分为三类： 1. 强力高、伸长率很小的拉伸曲线，如棉、麻等天然纤维。 2. 强力不高、伸长率很大的拉伸曲线，如羊毛、醋酯等。 3. 强力与伸长率介于一、二类之间的拉伸曲线，如蚕丝、锦纶、涤纶等。
• 断裂功指标 a． 断裂功W：是指拉伸纤维至断裂时外力所作的功，即负荷-伸长曲线下 的面积，表示材料抵抗外力破坏所具有的能量 。 b．断裂比功：是指拉断单位体积纤维或单位重量纤维所需作的功。实际应 用中，断裂比功用拉断单位线密度，1cm长纤维所需的功（N· cm）表示， 即断裂比功=断裂功/(线密度×夹持长度)，其中断裂比功单位： N/tex； 断裂功单位： N· cm；线密度单位：tex；夹持长度单位：cm
聚乙烯(Polyethylene,PE)结晶度和性能的关系
结晶度% 密度kg· -3 软化点k 断伸率% m 65 75 85 95 0.92 0.94 0.96 0.97 373 383 393 403 500 300 100 20 冲击强度J· -1 抗张强度MPa m 854 427 214 160 137 157 245 392
五、纤维的结构不匀对拉伸性能的影响
• 纺织纤维存在不均匀性，如纤维与纤维之间，以及在同一纤维的 长度方向上，其大分子链排列的聚集态结构和横截面面积的变异 很大，纤维内部的结晶和无定形区的尺寸大小，结晶的完整程度 千差万别。 • 单纤维的断裂强力是由这根纤维的最弱截面处的强力决定的，试 样长度越长，最弱截面（弱环）出现的概率越大，纤维的强力也 越低。 • 1926年皮尔斯提出“弱环定律”：试样长度与断裂强力的理论关 系。
(3)分子链堆砌的紧密程度、结晶度

纤维力学性能

纤维力学性能

第七章纺织纤维和纱线的力学性质讨论纺织纤维与纱线的拉伸性质及其对时间依赖性、纤维基本力学模型，纤维弹性、动态力学性质及疲劳，以及纤维的弯曲、扭转、压缩等力学性能。

第一节纤维的拉伸性质一、纤维的拉伸曲线与性能指标1．拉伸曲线纤维的拉伸曲线有两种形式，即负荷p－伸长△l 曲线和应力σ－应变ε曲线。

2．拉伸性能指标（1）强伸性能指标强伸性能是指纤维断裂时的强力或相对强度和伸长(率)或应变。

图7-1 纺织纤维的拉伸曲线a．强力P：又称绝对强力、断裂强b力。

它是指纤维能承受的最大拉伸外力，或单根纤维受外力拉伸到断裂时所需要的力，单位为牛顿(N)。

b．断裂强度(相对强度) Pb：简称比强度或比应力，它是指每特(或每旦)纤维能承受的最大拉力，单位为N/tex，常用cN/dtex（或cN/d）。

c．断裂应力σb：为单位截面积上纤维能承受的最大拉力，标准单位为N/m2(即帕)常用N/mm2(即兆帕Mpa)表示。

：纤维重力等于其断d．断裂长度Lb裂强力时的纤维长度，单位为km。

（2）初始模量初始模量是指纤维拉伸曲线的起始部分直线段的应力与应变的比值，即σ- ε曲线在起始段的斜率。

(5-10)初始模量的大小表示纤维在小负荷作用下变形的难易程度，即纤维的刚性。

（3）屈服应力与屈服伸长率图7-2 纤维屈服点的确定纤维在屈服以前产生的变形主要是纤维大分子链本身的键长、键角的伸长和分子链间次价键的剪切，所以基本上是可恢复的急弹性变形。

而屈服点以后产生的变形中，有一部分是大分子链段间相互滑移而产生的不可恢复的塑性变形。

（4）断裂功指标a．断裂功W：是指拉伸纤维至断裂时外力所作的功，是纤维材料抵抗外力破坏所具有的能量。

b．断裂比功Wv ：一是拉断单位体积纤维所需作的功Wv，单位为N/mm2。

另一定义是重量断裂比功Ww，是指拉断单位线密度与单位长度纤维材料所需做的功。

c．功系数η：指纤维的断裂功与断裂强力(Pb)和断裂伸长(Δlb)的乘积之比。

(完整版)第9章纺织材料的基本力学性质

一般纱线断裂的原因既有纤维的断裂，又有纤维的滑 脱，断口是不整齐的。当捻度较大时，纤维滑脱的可能 性很小，纤维由外向内逐层扩展断裂，此时纱线断口比 较整齐。
2.影响纱线一次拉伸断裂的因素 （1）纤维的性能
① 纤维的长度较长，细度较细时，纤维较柔软，在纱 中互相抱合就较紧贴，滑脱长度缩短，纱截面中纤维根数 可以较多，使纤维在纱内外层转移的机会增加，各根纤维 受力比较均匀，因而成纱强度较高。
③纤维的结 晶度：
结晶度↑--大 分子排列规整， 缝隙孔洞较少， 而且纤维的强 度高、伸长小、 屈服应力和初 始模量较高， 但脆性可能也 增加。
④纤维形态结构:
纤维的裂缝孔洞等缺陷和形态结构的不均一 会使纤维的强度下降。
（2）温湿度
①温度：
在回潮率一定时， 温度↑---大分子热运动 能高，大分子柔曲性 提高，分子间结合力 削弱---强度↓
(3)试验条件
试样长度较长时，测得的强度较低、试样越长，可能出现 的最薄弱环节的机会多，测得的强度就较低。
试样根数多，由于断裂的伸长率不均匀，纤维断裂不同时， 故测得的平均强度越小，(根数↑--差异越大↑--强度↓)
拉伸速度越大，拉伸至断裂的时间越短，测得的强力较大 而伸长较小。
（二）纱线拉伸断机理及主要影响因素
曲线上的b点为屈服点，这一点对应的拉伸 应力为屈服应力（σb），对应的伸长率就是屈 服应变（εb）。 屈服点所代表的物理概念是什么呢？
对于纺织材料来说，在屈服点பைடு நூலகம்下时，变形绝大部 分是弹性变形（完全可恢复)，而屈服点以上部分所 产生的主要是塑性变形（不可恢复）。
屈服点高的纤维，其织物的保形性就好，不易起皱。
如涤纶、锦纶。
▪ 拉伸变形曲线有关指标： 1、初始模量：ob段斜率较大，斜率即拉伸 模量E。在曲线ob段接近0点附近，模量较高， 即为初始模量，它代表纺织纤维、纱线和织 物在受拉伸力很小时抵抗变形的能力。

《纺织材料学》-纤维力学性质


初始模量 （N/tex）
定伸长 回弹率（%） （伸长3%）
6.17-7.94
4.41- 6.17 0.71- 2.65 2.65- 5.29 2.21- 4.41 1.76- 4.85 1.32- 2.21 3.53- 5.29 7.06- 7.94 2.21- 3.53
6.00- 8.20
97
100 89- 95 70- 80 96- 100 70- 85 55- 80 60- 85 70- 90 74（伸长2%）
0.22-0.35 0.35-0.43 0.40-0.62 0.22-0.35 0.11-0.16 0.25-0.29 0.07-0.09
棉
0.18-0.31 0.22-0.40
Байду номын сангаас钩接强度 （N/tex）
0.35-0.44
0.35-0.44 0.31-0.49 0.16-0.22 0.28-0.35 0.35-0.62 0.16-0.22 0.06-0.13 0.05-0.06 0.09-0.12
纶、蚕丝等纤维）。
1.6常见纤维的有关拉伸性质指标
纤维品种
断裂强度（N/tex）
高强低伸
涤
型
纶 普通型
干态 0.53-0.62 0.42-0.52
湿态 0.53-0.62 0.42-0.52
锦纶6 腈纶 维纶 丙纶 氯纶 粘纤 富纤 醋纤
0.38-0.62 0.33-0.53
0.25-0.40 0.44-0.51 0.40-0.62 0.22-0.35 0.18-0.26 0.31-0.40 0.11-0.14
位：牛顿（N）；厘牛（cN）；克力（gf）。 ❖ 对不同粗细的纤维，强力没有可比性。

第五章 纤维力学性质.


第五章 纤维的力学性质
• 常见纺织纤维拉伸曲线
比应力
亚 麻 苎麻 棉
涤纶
锦纶 锦纶 蚕丝
腈纶
粘胶 醋酯
醋酯 羊毛
应变 (%)
图5-3 不同纤维的应力-应变曲线
第五章 纤维的力学性质
• 拉伸曲线可分为三类： （1）强力高，伸长率很小的拉伸曲线（棉、麻等
纤维素纤维）——拉伸曲线近似直线，斜率较大 （主要是纤维的取向度、结晶度、聚合度都较高 的缘故）； （2）强力不高，伸长率很大的拉伸曲线（羊毛、醋 酯纤维等）——表现为模量较小，屈服点低和强 力不高； （3）初始模量介于1.2之间的拉伸曲线（涤纶、锦 纶、蚕丝等纤维）。
最单纯的形变形式有两种：理想弹性变形 （虎克变形）；纯粘性流动（牛顿变形）。
第五章 纤维的力学性质
这两种基本变形的应力应变关系如下： 虎克变形：
；σ -应力，E-模量，ε -应变
牛顿变形：
η—粘滞系数，t-时间
第五章 纤维的力学性质
对以高分子为主要组成物质的纤维来讲，它 不仅具有弹性，而且也具有粘性，这种粘性与弹 性的组合即为粘弹性，具有粘弹性的物体即为粘 弹体，从应力应变的变化特性方面看，可以将 “材料在外力作用下，应力～应变的关系随时间 而变的性能”叫做粘弹性。
第五章 纤维的力学性质
• 多数纤维随相对湿度的提 高，纤维中所含水分增 多，分子间结合力越弱，结晶区越松散，因此纤 维的强度降低，伸长增大、初始模量下降。但天 然纤维素棉、麻的断裂强度和断裂伸长却随相 对 湿度的提高而上升。化学纤维中，涤纶、丙纶基 本不吸湿，它们的强度和伸长率几乎不受相对湿 度的影响。相对湿度对纤维强度与伸长度的影响， 视各自吸湿性能 的强弱而不同，吸湿能力越大的， 影响较显著，吸湿能力小的，影响不大。

纺织物理第3章


• b．断裂比功Wv ：又称拉伸断裂比功，它有两个不同的定义，一是拉 断单位体积纤维所需作的功Wv，单位为N/mm2，即折合成同样截面 积，同样试样长度时的断裂功。
•
Wv
W Al
0
(5-102b )d
• 另一定义是重量断裂比功Ww，是指拉断单位线密度与单位长度纤维
裂伸长率b(%)(或断裂应变b)，其表达式为：
•
b
(%)
，lb或 l0 l0
100
b
lb
l0 l0
• 式中：l0为拉伸前的试样长度(mm)，又称隔距或夹持距；lb为拉伸断 裂时的试样长度(mm)。
• 断裂伸长率或断裂应变表示纤维断裂时的伸长变形能力的大小。
• （2）初始模量
• 初始模量是指纤维拉伸曲线的起始部分直线段的应力与应变的比值，
•
W (5l-P11d) l 0
第一节 纤维的拉伸性质
• 它可在强力机测得的拉伸曲线图上用求积仪求得，或以数值积分完成。 新型电子强力仪可直接显示或打印出断裂功的数值。断裂功的大小与 试样粗细和长度有关，同一种纤维，若粗细不同，试样长度不同，则 断裂功也不同。为了纤维间性能的相互比较，常用断裂比功表示纤维 材料抵抗外力作功的能力。
0
0.1
0.2 ε=应变
0
10
20 ε=应变率(%)
第一节 纤维的拉伸性质
• a．断裂强力Pb： 又称绝对强力，为指纤维承受的最大拉伸外力，或 纤维受外力拉伸到断裂时所需要的力，单位为牛顿(N)。纺织纤维的 线密度较细，其强力单位通常用厘牛顿或厘牛(cN)，1 N=100 cN 。
• b．断裂强度(相对强度) Pb：考虑纤维粗细不同，表示纤维抵抗外力 破坏能力的指标，可用于比较不同粗细纤维的拉伸断裂性质，简称比 强度或比应力，它是指每特(或每旦)纤维能承受的最大拉力，单位为 N/tex，常用cN/dtex（或cN/d）。
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张力
∞
t1
t
图5-15 纤维的应力松弛曲线
P P0
O
t1
t
2
t2
t
3 31
4
1
5
O
t1
t2
t
图5-16 纤维的蠕变及蠕变回复曲线
编辑ppt
12
2．几种形变 3．对时间和温度的依赖性
负 荷 (cN)
定张力
伸 长 (% )
伸 长 (% )
温度
时 间 (s)
时 间 (s)
图5-17 羊毛纤维在不同负荷下的蠕变 图5-18 羊毛纤维在不同温度下的蠕变
0.87
1.51
0.75
1.52
0.77
1.52
始
服
初
屈
伸 长 率 (% )
图5-9不同取向度纤维的应力应变曲线
结 晶 度 (% )
图编辑5p-p1t 0
聚丙烯纤维结晶度对拉伸性能的影响 8
-57 21 99 177
图5-11 温度对涤纶拉伸性能的影响
富纤
棉
图5-12相对湿度对细羊毛拉伸性能的影响
(% )
编辑pp图t 5-13 相对湿度对富强纤维和棉的影9 响
16
四、基本力学模型 1．力学模型的基本元件
E
= E
(a) 虎克弹簧模型
0 t
为
常数 t
(b) 牛顿粘壶模型
图5-24 虎克弹簧及牛顿粘壶应力-应变模型
编辑ppt
17
2．描述纤维粘弹性的几个力学模型
E 1
1
0
0.3670
o
t
图5-25 马克思威尔模型及其应力松弛曲线
编辑ppt
18
0
E
E
0.6330
E
k t1
t
图5-26 Voigt模型及其蠕变和蠕变
回复曲线
E1 E2
E1
E2
(a)
(b)
E1 E2 E1E2
0
b
c a
O
t1
(c)
d’ dt
图5-27 三元件模型及其蠕变和蠕
变回复曲线
编辑ppt
19
五、 纤维的疲劳
1．疲劳破坏形式
1
2
0
ab
P (a)定负荷 a P0 P0=const
C BA BA
CB
A
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
图5-8 纤维拉伸断裂时的裂缝和断裂面
编辑ppt
7
2. 影响纺织纤维拉伸性质的因素
粘胶纤维 醋酯纤维
断裂点轨迹
比 容 (cm 3/g )
比 应 (力g f / t e x )
增加取向度
2
模( N量/) c m
2
应( N力/) c m
g /d e n N /te x
2
( c / m) m
P0 ( c N / d t e x ) L( c N / t e x )
(
c
/
2
m )m
( c / m m2)
P0 ( c N / d t e x ) L(c N /te x )
P0 ( c N / d t e x ) L(cN /tex)
表5-1 低速和高速试验结果对比
1．实验研究
2. 理论表达
T
em 为纤维断裂
最多时的应变
Tf
ep 为最大束强
值时的应变
T(ep)
T(e)
Tf (e) (e)
emin ep em
emax
e
图5-14 平行纤维束编辑的pp比t 应力-应变曲线
11
第二节 纤维力学性能的时间依赖性
一 、 应力松弛和蠕变
1．定义
0
变形
t1
t
0
(t)
或 P(t)
编辑ppt
13
应 力( N / m m 2 )
空气相对湿度
时 间 (s)
图5-19 羊毛在不同相对湿度下的
图5-20 涤纶在不同拉伸速率下的
应力松弛
应力松弛
编辑ppt
14
二 、纤维的弹性 1．弹性的指标
P (a) CRE 等速伸长
a
P (b) CRL 等加负荷
ab
Wb W
We O d 4 c 3 e △l
O d 4 c
We 3 e △l
图5-21 等速伸长和等加负荷试验机拉伸图
2．影响纤维弹性的因素
编辑ppt
15
三 、纤维的动态力学性质
应力-应变矢量图
复模量构成图
虚数轴
E*
E
E 实数轴
lgE
lgE
图5-22 动态拉伸性能应力、应变和模量关系图 lg
tg
E
E
编辑ppt
lg
图5-23 纤维的频率力学谱
比应力
亚 麻 苎麻
棉
涤纶
锦纶 锦纶 蚕丝
腈纶
粘胶 醋酯
醋酯 羊毛
凯夫拉
玻璃
人造丝 钢丝
聚酯 尼龙
应 变 (%)
图5-3 不同纤维的应力-应变曲线
应 变 (% )
图5-4 产业用纤维的应力-应变曲线
编辑ppt
4
三 、 纤维拉伸性质的测量 1．摆锤式强力仪 2．秤杆式强力仪
支点
重锤杆 L
指针
上夹头
标尺
第五章 纤维的力学性质
编辑ppt
1
第一节 纤维的拉伸性质
一、纤维的拉伸曲线与性能指标 1．拉伸曲线 2．拉伸性能指标
应力 σ (N/mm2=MPa) 比应力 p (N/tex) 负荷 P(N)
Pb
600
0.4
0.12
b s
300
0.2
0.06
试样长度 20 mm
Pa
a Y (y,y)
线密度 0.3 tex
b
P (b)定伸长 a
0=const b
O
d 5 4
c 3
e
图5-28 纤维的多次拉伸循环
O dc e
Od c
e
0 0
图5-29 纤维的重复拉伸疲劳图
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20
2. 纤维疲劳破坏的影响因素
每次拉伸最大力
c
图5-30 重复拉伸的疲劳曲线
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21
第三节 纤维的弯曲、扭转与压缩
一 、 纤维的弯曲
纤维 G1
下夹头
G 转动机构
v 重锤
支点
G
l0
称杆
上夹头 纤维 下夹头
图5-5 摆锤式强力仪
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图5-6 秤杆式拉伸仪
5
3．电子强力仪
力传感器
上夹头 试样 v
下夹头
处
显示
理
单 元
打印绘图仪
△l=vt 换算单元
图 5-7 电子强力仪的测试原理示意图
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6
四、拉伸断裂机理及影响因素 1. 纤维的拉伸破坏机理
1.
纤维的弯曲刚度 表5-2 纤维的抗弯性能
纤维 种类 长绒棉 细绒棉 细羊毛 粗羊毛 桑蚕丝 苎麻 亚麻 普通粘胶 强力粘胶 富强纤维 涤纶 腈纶 维纶 锦纶6 锦纶66 玻璃纤维 石棉
ηf
(g/cm3)
0.79
1.51
0.70
1.50
0.88
1.31
0.75
1.29
0.59
1.32
0.80
1.52
试样 v(%/秒)
高强 锦纶
1/60 5000
强力 粘胶
1/60 2000
玻璃 纤维
1/60 1000
pb (N/tex)
0.55 0.67
0.56 0.80
0.42 0.54
b (%)
16.7 14.7
5.4 5.2
1.8 1.8
E0 (N/tex)
3 5
14 22
22 28
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10
五、束纤维的拉伸性质
纤维密度 1.5 g/cm3
0
0
0 Δla
2
4 Δl 伸长(mm)
0
0.1
0.2 ε=应变
0
10
20 ε=应变率(%)
图5-1 纺织纤维编的辑p拉pt 伸曲线
2
p
1
2
Yc
Y
p Y
(a)
图5-2 纤维屈服点的确定
(b)
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3
二、常见纤维的拉伸曲线
应 力(g /d ) 应 力(g /te x )