紡織纖維的力學(xué)性質(zhì)

《紡織纖維的力學(xué)性質(zhì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、第五章?紡織纖維的力學(xué)性質(zhì)紡織纖維的力學(xué)性質(zhì)（或機(jī)械性質(zhì)）是纖維及其制品在使用過程中的重要性質(zhì)之一。纖維材料的力學(xué)性質(zhì)的好與壞（優(yōu)與劣）是根據(jù)它在受外力作用時(shí)，所表現(xiàn)的耐破壞性能（不一定拉斷）來評(píng)價(jià)的。纖維在外力作用下遭到破壞的形式很多，其中以拉伸斷裂為最主要的破壞形式。第一節(jié)?纖維的拉伸性質(zhì)第二節(jié)?纖維的蠕變、松弛和疲勞第三節(jié)?纖維的摩擦和抱合性質(zhì)第一節(jié)?紡織纖維的拉伸性質(zhì)拉伸指標(biāo)拉伸曲線拉伸機(jī)理及影響拉伸的因素一、表示纖維拉伸斷裂的指標(biāo)★指標(biāo)有：斷裂強(qiáng)力；斷裂強(qiáng)度；斷裂伸長率1.斷裂強(qiáng)力（絕對強(qiáng)力）定義：纖維能夠承受的最大拉伸外力。單位：牛頓（N）；厘牛（cN)。對不同

2、粗細(xì)的纖維，強(qiáng)力沒有可比性。2.強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度是用以比較不同粗細(xì)纖維的拉伸斷裂性質(zhì)的指標(biāo)。根據(jù)采用細(xì)度指標(biāo)不同，拉伸強(qiáng)度指標(biāo)有以下幾種:(1)斷裂應(yīng)力定義：指纖維單位截面上能承受的最大拉力。單位：N/m2（帕）；N/mm2（兆帕）。其計(jì)算式為：σ=P/S式中：σ——纖維的斷裂應(yīng)力（MPa）P——纖維的強(qiáng)力（N）S——纖維的截面積（mm2）（2）斷裂強(qiáng)度（比強(qiáng)度）定義：每特（或每旦）纖維所能承受的最大拉力。單位：N/tex（cN/dtex）；N/den（cN/den)。其計(jì)算式為：Ptex=P/TtexPden=P/Nden（3）斷裂長度（LR）定義：纖維的自身重量與其斷裂強(qiáng)力

3、相等時(shí)所具有的長度。即一定長度的纖維，其重量可將自身拉斷，該長度為斷裂長度。其計(jì)算公式為：LP=（P/g）*Nm式中：LP——纖維的斷裂長度（km）P——纖維的強(qiáng)力（N）g——重力加速度（等于9.8m/s2）Nm——纖維的公制支數(shù)。纖維強(qiáng)度三個(gè)指標(biāo)之間的換算式為：3.斷裂伸長率ε定義：纖維拉伸至斷裂時(shí)的伸長率稱為斷裂伸長率。它表示纖維承受拉伸變形的能力。其計(jì)算公式為：ε=（L-Lo）/Lo式中：Lo——纖維加預(yù)張力伸直后的長度（mm）；L——纖維斷裂時(shí)的長度（mm）；4.濕干強(qiáng)度比η纖維在完全潤濕時(shí)的強(qiáng)力占干態(tài)（標(biāo)準(zhǔn)大氣下）時(shí)強(qiáng)力的百分率。材料吸濕后強(qiáng)度的變化狀況，絕大多數(shù)

4、纖維η＜100%，而棉麻等η＞100%。5.10%定伸長負(fù)荷纖維拉伸10％時(shí)所需要的負(fù)荷。專用于棉型化纖，為混紡進(jìn)行性能匹配時(shí)應(yīng)用的指標(biāo)。二、拉伸曲線及有關(guān)指標(biāo)▲紡織纖維在拉伸外力作用下產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系稱為拉伸性質(zhì)。1、拉伸曲線定義負(fù)荷-伸長曲線：表示纖維在拉伸過程中的負(fù)荷和伸長的關(guān)系曲線。應(yīng)力-應(yīng)變曲線：表示纖維在拉伸過程中的應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系曲線。兩個(gè)曲線所反映的纖維強(qiáng)伸關(guān)系規(guī)律是一致的，不同的只是坐標(biāo)的量綱。一般纖維負(fù)荷-伸長曲線★上圖所能反映的指標(biāo)有：1.斷裂強(qiáng)力（或斷裂強(qiáng)度）2.斷裂伸長（或斷裂伸長率）2.拉伸曲線反映的指標(biāo)3.初始模量E★定義：纖維負(fù)荷-伸長曲線

5、上起始一段直線部分（或伸長率為1%時(shí)）的應(yīng)力和應(yīng)變比值。纖維應(yīng)力-應(yīng)變曲線上起始段的斜率。其大小表示纖維在小負(fù)荷作用下變形的難易程度，它反映了纖維的剛性。E越大表示纖維在小負(fù)荷作用下不易變形，剛性較好，其制品比較挺括；E越小表示纖維在小負(fù)荷作用下容易變形，剛性較差，其制品比較軟。天然纖維：麻>棉>絲>毛；再生纖維：富纖>粘膠>醋纖；合成纖維：滌綸>腈綸>維綸>錦綸4.屈服應(yīng)力與屈服伸長率（屈服應(yīng)變）屈服點(diǎn)：曲線坡度由較大轉(zhuǎn)向較?。ㄉ扉L由較小轉(zhuǎn)向較大）部分的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。屈服應(yīng)力：屈服點(diǎn)處所對應(yīng)的應(yīng)力。屈服應(yīng)變：屈服點(diǎn)處所對應(yīng)的應(yīng)變。纖維在屈服以前產(chǎn)生的變形主要是纖維大分子鏈本身的

6、鍵長、鍵角的伸長和分子鏈間次價(jià)鍵的剪切，所以基本上是可恢復(fù)的急彈性變形。而屈服點(diǎn)以后產(chǎn)生的變形中，有一部分是大分子鏈段間相互滑移而產(chǎn)生的不可恢復(fù)的塑性變形。屈服點(diǎn)高的纖維，不易產(chǎn)生塑性變形，拉伸彈性較好，其制品保形性好，不易起拱，起皺。5．?dāng)嗔压?、斷裂比功和功系?shù)（1）斷裂功W定義：指拉斷纖維過程中外力所作的功，或纖維受拉伸到斷裂時(shí)所吸收的能量。W是強(qiáng)力和伸長的綜合指標(biāo)，用來有效評(píng)價(jià)纖維的堅(jiān)牢度與耐用性能。W大，說明纖維的韌性好，耐疲勞性能強(qiáng)，能承受較大的沖擊。在負(fù)荷-伸長曲線上，斷裂功就是曲線下所包含的面積。對不同粗細(xì)和長度的纖維沒有可比性。（2）斷裂比功Wa定義：拉斷單

7、位細(xì)度、單位長度纖維外力所作的功。Wa=W/(Ttex*L0)纖維密度相同時(shí)，它對不同粗細(xì)和不同試樣長度的纖維材料具有可比性。反映應(yīng)力－應(yīng)變曲線下的面積。（3）功系數(shù)We定義：實(shí)際所作功（即斷裂功W，相當(dāng)于拉伸曲線下的面積）與假定功（即斷裂強(qiáng)力*斷裂伸長）之比。其計(jì)算式為：We=W/(Pa*△L)We值越大表明這種材料抵抗拉伸斷裂的能力越強(qiáng)。各種纖維的功系數(shù)大致在0.36-0.65間。（4）纖維柔順性系數(shù)C＝0，說明曲線是直線形的，柔順性差，如剛性纖維和低延性纖維（玻璃纖維、苧麻纖維等）C＜0，曲線下凹，柔順性好，