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1、单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第五章 纤维的力学性质,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,图5-1 纺织纤维的拉伸曲线,图5-2,纤维屈服点的确定,二、常见纤维的拉伸曲线,图5-3 不同纤维的应力-应变曲线,图5-4 产业用纤维的应力-应变曲线,三、纤维拉伸性质的测量,1摆锤式强力仪,2秤杆式强力仪,图5-5 摆锤式强力仪,图5-6 秤杆式拉伸仪,3电子强力仪,图 5-7 电子强力仪的测试原理示意图,四、拉伸断裂机理及影响因素,1.纤维的拉伸破坏机理,图5-8 纤维拉伸断裂时的裂缝和断裂面,
2、2.影响纺织纤维拉伸性质的因素,图5-9不同取向度纤维的应力应变曲线,图5-10 聚丙烯纤维结晶度对拉伸性能的影响,图5-11 温度对涤纶拉伸性能的影响,图5-12相对湿度对细羊毛拉伸性能的影响,图5-13 相对湿度对富强纤维和棉的影响,表5-1 低速和高速试验结果对比,试样,v,(%/秒),p,b,(N/tex),b,(%),E,0,(N/tex),高强,锦纶,1/60,5000,0.55,0.67,16.7,14.7,3,5,强力,粘胶,1/60,2000,0.56,0.80,5.4,5.2,14,22,玻璃,纤维,1/60,1000,0.42,0.54,1.8,1.8,22,28,五、束
3、纤维的拉伸性质,1实验研究,2.理论表达,图5-14 平行纤维束的比应力-应变曲线,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,图5-15 纤维的应力松弛曲线,图5-16 纤维的蠕变及蠕变回复曲线,2几种形变,3对时间和温度的依赖性,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,图5-19 羊毛在不同相对湿度下的应力松弛,图5-20 涤纶在不同拉伸速率下的应力松弛,二、纤维的弹性,1弹性的指标,2影响纤维弹性的因素,图5-21 等速伸长和等加负荷试验机拉伸图,三、纤维的动态力学性质,图5-22 动态拉伸性能应力、应变和模量关系图,图5-23,
4、纤维的频率力学谱,四、基本力学模型,1力学模型的基本元件,图5-24 虎克弹簧及牛顿粘壶应力-应变模型,2描述纤维粘弹性的几个力学模型,图5-25,马克思威尔模型及其应力松弛曲线,图5-26 Voigt模型及其蠕变和蠕变回复曲线,图5-27 三元件模型及其蠕变和蠕变回复曲线,五、纤维的疲劳,1疲劳破坏形式,图5-28 纤维的多次拉伸循环,图5-29 纤维的重复拉伸疲劳图,2.纤维疲劳破坏的影响因素,图5-30 重复拉伸的疲劳曲线,第三节 纤维的弯曲、扭转与压缩,一、纤维的弯曲,1.纤维的弯曲刚度,表5-2 纤维的抗弯性能,3.66,2.46,1.18,1.23,2.65,9.32,4.96,2
5、.03,3.12,5.8,5.82,3.65,2.94,1.32,1.38,8.54,5.54,纤维,种类,f,(g/cm,3,),E,(cN/tex),R,fr,(cNcm,2,)/tex,2,长绒棉,0.79,1.51,877.1,10,-4,细绒棉,0.70,1.50,653.7,10,-4,细羊毛,0.88,1.31,220.5,10,-4,粗羊毛,0.75,1.29,265.6,10,-4,桑蚕丝,0.59,1.32,741.9,10,-4,苎麻,0.80,1.52,2224.6,10,-4,亚麻,0.87,1.51,1166.2,10,-4,普通粘胶,0.75,1.52,515.5
6、,10,-4,强力粘胶,0.77,1.52,774.2,10,-4,富强纤维,0.78,1.52,1419.0,10,-4,涤纶,0.91,1.38,1107.4,10,-4,腈纶,0.80,1.17,670.3,10,-4,维纶,0.78,1.28,596.8,10,-4,锦纶6,0.92,1.14,205.8,10,-4,锦纶66,0.92,1.14,214.6,10,-4,玻璃纤维,1.00,2.52,2704.8,10,-4,石棉,0.87,2.48,1979.6,10,-4,2纤维弯曲时的破坏,(b),(a),o,o,图5-31纤维弯曲时的变形与破坏,图5-32,勾接,强度和打结强度
7、试验原理,图5-33 不同纤维的勾接强度率(%),二、纤维的扭转,1扭转刚度,图5-34 扭转变形示意图,表5-3 各种纤维的扭转性能,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,纤维种类,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,桑蚕丝,0.84,164.6,10,-4,柞蚕丝,0.35,225.4,10,-4,苎麻,0
8、.77,106.2,10,-4,亚麻,0.94,85.3,10,-4,普通粘胶,0.93,72.5,10,-4,强力粘胶,0.94,69.6,10,-4,富强纤维,0.97,64.7,10,-4,铜氨纤维,0.99,100,10,-4,醋脂纤维,0.70,60.8,10,-4,涤纶,0.99,63.7,10,-4,锦纶,0.99,44.1,10,-4,腈纶,0.57,97,10,-4,维纶,0.67,73.5,10,-4,乙纶,0.99,5.4,10,-4,玻璃纤维,1.00,1607.2,10,-4,2纤维扭转时的破坏,表5-4 纤维的剪切与拉伸强度对比,纤维,种类,剪切强度(cN/tex)
9、,拉伸强度(cN/tex),R.H.65%,水湿,R.H.65%,水湿,棉,8.4,7.6,23.5,21.6,亚麻,8.1,7.4,25.5,28.4,蚕丝,11.6,8.8,31.4,24.5,普通粘胶,6.4,3.1,17.6,6.9,富强纤维,10.4,9.4,70.6,58.8,铜氨纤维,6.4,4.6,17.6,7.8,醋酯纤维,5.8,5.0,11.8,7.8,锦纶,11.2,9.5,39.2,35.3,偏氯纶,9.8,9.4,19.6,24.5,表5-5 各种纤维的断裂捻角,纤维,种类,断裂捻角(度),短纤维,长丝,棉,3437,羊毛,38.541.5,蚕丝,39,亚麻,21.529.5,普通粘胶,35.539.5,35.539.5,强力粘胶,31.533.5,31.533.5,铜氨纤维,4042,33.535,醋酯纤维,40.546,40.546,涤纶,59,4250,锦纶,5663,47.555.5,腈纶,3334.5,酪素纤维,58562,玻璃纤维,2.55,三、纤维的压缩,1纤维及其集合体的压缩性质,2纤维及其集合体在压缩中的破坏,图5-35 纤维集合体的压力与容重间关系,图5-36 棉层的反复循环压缩曲线,
纺织纤维的力学性质
