紡織纖維的力學性質(zhì)
單擊此處編輯母版標題樣式,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,第五章 纖維的力學性質(zhì),第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì),一、纖維的拉伸曲線與性能指標,1拉伸曲線,2拉伸性能指標,圖5-1 紡織纖維的拉伸曲線,圖5-2,纖維屈服點的確定,二、常見纖維的拉伸曲線,圖5-3 不同纖維的應力-應變曲線,圖5-4 產(chǎn)業(yè)用纖維的應力-應變曲線,三、纖維拉伸性質(zhì)的測量,1擺錘式強力儀,2秤桿式強力儀,圖5-5 擺錘式強力儀,圖5-6 秤桿式拉伸儀,3電子強力儀,圖 5-7 電子強力儀的測試原理示意圖,四、拉伸斷裂機理及影響因素,1.纖維的拉伸破壞機理,圖5-8 纖維拉伸斷裂時的裂縫和斷裂面,2.影響紡織纖維拉伸性質(zhì)的因素,圖5-9不同取向度纖維的應力應變曲線,圖5-10 聚丙烯纖維結(jié)晶度對拉伸性能的影響,圖5-11 溫度對滌綸拉伸性能的影響,圖5-12相對濕度對細羊毛拉伸性能的影響,圖5-13 相對濕度對富強纖維和棉的影響,表5-1 低速和高速試驗結(jié)果對比,試樣,v,(%/秒),p,b,(N/tex),b,(%),E,0,(N/tex),高強,錦綸,1/60,5000,0.55,0.67,16.7,14.7,3,5,強力,粘膠,1/60,2000,0.56,0.80,5.4,5.2,14,22,玻璃,纖維,1/60,1000,0.42,0.54,1.8,1.8,22,28,五、束纖維的拉伸性質(zhì),1實驗研究,2.理論表達,圖5-14 平行纖維束的比應力-應變曲線,第二節(jié) 纖維力學性能的時間依賴性,一、應力松弛和蠕變,1定義,圖5-15 纖維的應力松弛曲線,圖5-16 纖維的蠕變及蠕變回復曲線,2幾種形變,3對時間和溫度的依賴性,圖5-17 羊毛纖維在不同負荷下的蠕變,圖5-18 羊毛纖維在不同溫度下的蠕變,圖5-19 羊毛在不同相對濕度下的應力松弛,圖5-20 滌綸在不同拉伸速率下的應力松弛,二、纖維的彈性,1彈性的指標,2影響纖維彈性的因素,圖5-21 等速伸長和等加負荷試驗機拉伸圖,三、纖維的動態(tài)力學性質(zhì),圖5-22 動態(tài)拉伸性能應力、應變和模量關(guān)系圖,圖5-23,纖維的頻率力學譜,四、基本力學模型,1力學模型的基本元件,圖5-24 虎克彈簧及牛頓粘壺應力-應變模型,2描述纖維粘彈性的幾個力學模型,圖5-25,馬克思威爾模型及其應力松弛曲線,圖5-26 Voigt模型及其蠕變和蠕變回復曲線,圖5-27 三元件模型及其蠕變和蠕變回復曲線,五、纖維的疲勞,1疲勞破壞形式,圖5-28 纖維的多次拉伸循環(huán),圖5-29 纖維的重復拉伸疲勞圖,2.纖維疲勞破壞的影響因素,圖5-30 重復拉伸的疲勞曲線,第三節(jié) 纖維的彎曲、扭轉(zhuǎn)與壓縮,一、纖維的彎曲,1.纖維的彎曲剛度,表5-2 纖維的抗彎性能,3.66,2.46,1.18,1.23,2.65,9.32,4.96,2.03,3.12,5.8,5.82,3.65,2.94,1.32,1.38,8.54,5.54,纖維,種類,f,(g/cm,3,),E,(cN/tex),R,fr,(cNcm,2,)/tex,2,長絨棉,0.79,1.51,877.1,10,-4,細絨棉,0.70,1.50,653.7,10,-4,細羊毛,0.88,1.31,220.5,10,-4,粗羊毛,0.75,1.29,265.6,10,-4,桑蠶絲,0.59,1.32,741.9,10,-4,苧麻,0.80,1.52,2224.6,10,-4,亞麻,0.87,1.51,1166.2,10,-4,普通粘膠,0.75,1.52,515.5,10,-4,強力粘膠,0.77,1.52,774.2,10,-4,富強纖維,0.78,1.52,1419.0,10,-4,滌綸,0.91,1.38,1107.4,10,-4,腈綸,0.80,1.17,670.3,10,-4,維綸,0.78,1.28,596.8,10,-4,錦綸6,0.92,1.14,205.8,10,-4,錦綸66,0.92,1.14,214.6,10,-4,玻璃纖維,1.00,2.52,2704.8,10,-4,石棉,0.87,2.48,1979.6,10,-4,2纖維彎曲時的破壞,(b),(a),o,o,圖5-31纖維彎曲時的變形與破壞,圖5-32,勾接,強度和打結(jié)強度試驗原理,圖5-33 不同纖維的勾接強度率(%),二、纖維的扭轉(zhuǎn),1扭轉(zhuǎn)剛度,圖5-34 扭轉(zhuǎn)變形示意圖,表5-3 各種纖維的扭轉(zhuǎn)性能,7.74,71.5,6.57,10.00,5.88,5.49,5.68,4.6,4.41,4.31,6.86,3.33,4.61,3.92,5.1,3.53,4.9,62.72,纖維種類,t,G,t,(cN/tex),R,tr,(cNcm,2,)/tex,2,棉,0.71,161.7,10,-4,木棉,5.07,197,10,-4,羊毛,0.98,83.3,10,-4,桑蠶絲,0.84,164.6,10,-4,柞蠶絲,0.35,225.4,10,-4,苧麻,0.77,106.2,10,-4,亞麻,0.94,85.3,10,-4,普通粘膠,0.93,72.5,10,-4,強力粘膠,0.94,69.6,10,-4,富強纖維,0.97,64.7,10,-4,銅氨纖維,0.99,100,10,-4,醋脂纖維,0.70,60.8,10,-4,滌綸,0.99,63.7,10,-4,錦綸,0.99,44.1,10,-4,腈綸,0.57,97,10,-4,維綸,0.67,73.5,10,-4,乙綸,0.99,5.4,10,-4,玻璃纖維,1.00,1607.2,10,-4,2纖維扭轉(zhuǎn)時的破壞,表5-4 纖維的剪切與拉伸強度對比,纖維,種類,剪切強度(cN/tex),拉伸強度(cN/tex),R.H.65%,水濕,R.H.65%,水濕,棉,8.4,7.6,23.5,21.6,亞麻,8.1,7.4,25.5,28.4,蠶絲,11.6,8.8,31.4,24.5,普通粘膠,6.4,3.1,17.6,6.9,富強纖維,10.4,9.4,70.6,58.8,銅氨纖維,6.4,4.6,17.6,7.8,醋酯纖維,5.8,5.0,11.8,7.8,錦綸,11.2,9.5,39.2,35.3,偏氯綸,9.8,9.4,19.6,24.5,表5-5 各種纖維的斷裂捻角,纖維,種類,斷裂捻角(度),短纖維,長絲,棉,3437,羊毛,38.541.5,蠶絲,39,亞麻,21.529.5,普通粘膠,35.539.5,35.539.5,強力粘膠,31.533.5,31.533.5,銅氨纖維,4042,33.535,醋酯纖維,40.546,40.546,滌綸,59,4250,錦綸,5663,47.555.5,腈綸,3334.5,酪素纖維,58562,玻璃纖維,2.55,三、纖維的壓縮,1纖維及其集合體的壓縮性質(zhì),2纖維及其集合體在壓縮中的破壞,圖5-35 纖維集合體的壓力與容重間關(guān)系,圖5-36 棉層的反復循環(huán)壓縮曲線,。
