第七章-纤维的力学性质.ppt

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1、第七章纤维的力学性质纺织纤维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。第七章纤维的力学性质第一节纤维的拉伸性质★第二节纤维力学性能的时间依赖性第三节纤维的弯曲、扭转和压缩第一节纤维的拉伸性质拉伸外力与纺织材料的形态变化之间的关系称为纺织材料的拉伸性质。拉伸性质是纺织材料最重要的力学性质，它对纺织品的拉伸强度、耐磨强度等坚牢度指标，以及对纺织品的弹性、抗皱性、褶裥保持性、悬垂性等服用性能都有很大的影响。第一节纤维的拉伸性质一、拉伸断裂性能的基本指标二、拉伸曲线及其指标三、常见纤维的

2、拉伸曲线四、拉伸性能的测量五、拉伸断裂机理六、影响因素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)：Ptex=P/Ntex（N/tex，cN/dtex）Pden=P/Nden（N/den，cN/den）(3)断裂长度：L=P×Nm/g（km）(4)断裂伸长率(应变)：ε=ΔL/L0第一节纤维的拉伸性质一、

3、拉伸断裂性能的基本指标3、换算关系σ=γ×Ptex=9×γ×PdenL=Ptex/g=9×Pden/gγ为纤维的密度(g/cm3)Ptex为纤维的特数制断裂强度(mN/tex)Pden为纤维的旦数制断裂强度(mN/den)第一节纤维的拉伸性质断裂长度：纤维重力等于其断裂强力时的纤维长度(km)第一节纤维的拉伸性质二、拉伸曲线及其指标1、定义：是指在拉伸过程中拉伸力与纺织材料的伸长变形之间的关系曲线。2、类型(1)负荷伸长曲线(P-ΔL)(2)应力应变曲线(σ-ε)第一节纤维的拉伸性质负荷伸长曲线是以被测试样的伸长长度为横坐标、拉伸力为纵坐标所作的曲线

4、，它可由带有绘图装置的强力仪直接得到。应力应变曲线是以被测试样的伸长率即应变为横坐标、试样每单位细度所承受的拉伸力即应力为纵坐标所作的曲线，它可由负荷伸长曲线、被测试样拉伸前长度、细度计算后得到。纤维的拉伸曲线第一节纤维的拉伸性质二、拉伸曲线及其指标3、指标（1）强伸性(P、ΔL、σ、Ptex、ε)（2）初始模量定义：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-曲线在起始段的斜率(E=dσ/dε)物理意义：表示纤维在小负荷作用下变形的难易程度，即纤维的刚性。小：产品柔软，如羊毛、醋酯、粘胶纤维大：产品挺括或粗硬，如涤纶、麻纤维第一节纤维

5、的拉伸性质二、拉伸曲线及其指标3、指标（3）屈服点Y：σy，εy定义：在纤维的拉伸曲线上伸长变形突然变得较容易时的转折点称为屈服点。对应屈服点处的应力和应变就是屈服应力和应变。作图方法：角平分线法，考泊兰法，曼列狄斯屈服点的确定第一节纤维的拉伸性质二、拉伸曲线及其指标3、指标（3）屈服点Y：σy，εy应用：材料在屈服点以前的变形主要为可回复的弹性变形，屈服点之后的变形中则包含有弹性变形和塑性变形两部分。一般屈服点高的纤维的纺织产品不易产生塑性变形，因而拉伸弹性、尺寸稳定性好。(P101)第一节纤维的拉伸性质二、拉伸曲线及其指标3、指标（4）功指标(是

6、纤维材料抵抗外力破坏所具有的能量)断裂功W：拉伸纤维至断裂时外力所作的功P-△L图中，拉伸曲线下的面积。第一节纤维的拉伸性质二、拉伸曲线及其指标3、指标（4）功指标(是纤维材料抵抗外力破坏所具有的能量)断裂比功:σ-ε图中，拉伸曲线下的面积。Wv：拉断单位体积纤维所需作的功Ww：拉断单位线密度和长度纤维所需作的功第一节纤维的拉伸性质二、拉伸曲线及其指标3、指标（4）功指标功系数η：又称“功充满系数”。指断裂功与断裂强力和断裂伸长之乘积的比值。在负荷伸长曲线中就是负荷伸长曲线下方的面积与过断裂点的直方形的面积之比第一节纤维的拉伸性质二、拉伸曲线及其指标

7、3、指标（4）断裂功指标断裂功、断裂比功和功系数大的大纤维，在受到拉伸等外力作用时能吸收较多的能量，即破坏该纤维需要施加较大的功，它的产品比较抗拉伸，耐磨损，比较坚韧(P101)。第一节纤维的拉伸性质三、常见纤维的拉伸曲线第一节纤维的拉伸性质三、常见纤维的拉伸曲线1、高强低伸型：棉、麻2、低强高伸型：羊毛、醋酯3、中强中伸型：大部分纤维第一节纤维的拉伸性质四、纤维拉伸性能的测量（P102自学）摆锤式强力仪称杆式强力仪电子强力仪第一节纤维的拉伸性质五、拉伸断裂机理纤维中各结晶区之间的非晶区内较短的大分子链段伸直、变长；随着拉伸力的增大，大分子的键长度增

8、长，键角增大，较长的大分子链段也伸直、变长；拉伸力继续增大时，将可能使原先无定形区中较短的大分子链段断裂，也