纺织纤维力学性质.ppt

第五章? 纺织纤维的力学性质 纺织纤维的力学性质（或机械性质）是纤维及其制品在使用过程中的重要性质之一。纤维材料的力学性质的好与坏（优与劣）是根据它在受外力作用时，所表现的耐破坏性能（不一定拉断）来评价的。纤维在外力作用下遭到破坏的形式很多，其中以拉伸断裂为最主要的破坏形式。 第一节? 纤维的拉伸性质 第二节? 纤维的蠕变、松弛和疲劳 第三节? 纤维的摩擦和抱合性质 第一节? 纺织纤维的拉伸性质 拉伸指标 拉伸曲线 拉伸机理及影响拉伸的因素 一、表示纤维拉伸断裂的指标★ ???? 指标有：断裂强力；断裂强度；断裂伸 长率 1. 断裂强力（绝对强力） 定义：纤维能够承受的最大拉伸外力。 单位：牛顿（N）；厘牛（cN) 。 ???? 对不同粗细的纤维，强力没有可比性。 2. 强度 拉伸强度是用以比较不同粗细纤维的拉伸 断裂性质的指标。 根据采用细度指标不同，拉伸强度指标 有以下几种: (1)断裂应力 定义：指纤维单位截面上能承受的最大拉力。 单位：N/m2（帕）；N/mm2（兆帕）。 其计算式为： ???????????????????? σ = P/S 式中：σ——纤维的断裂应力（MPa） ?????????????P——纤维的强力（N） ?????????????S——纤维的截面积（mm2） （2）断裂强度（比强度） 定义：每特（或每旦）纤维所能承受的最 大拉力。 单位：N/tex（cN/dtex）；N/den（cN/den)。 其计算式为： ??????????????????Ptex=P/Ttex ????????????? ???Pden=P/Nden （3）断裂长度（LR） 定义：纤维的自身重量与其断裂强力相等时所 具有的长度。 即一定长度的纤维，其重量可将自身拉断，该长度为断裂长度。 其计算公式为： LP=（P/g）*Nm 式中：LP——纤维的断裂长度（km） P ——纤维的强力（N） ?????????? g ——重力加速度（等于9.8m/s2） ?????? Nm——纤维的公制支数。 纤维强度三个指标之间的换算式为： 3.断裂伸长率 ε 定义：纤维拉伸至断裂时的伸长率称为断裂伸长率。 它表示纤维承受拉伸变形的能力。 其计算公式为： ??????????????????ε =（L-Lo）/ Lo 式中： ? Lo——纤维加预张力伸直后的长度（mm）； ? L ——纤维断裂时的长度（mm）； 4.湿干强度比η 纤维在完全润湿时的强力占干态（标准大气下）时强力的百分率。 材料吸湿后强度的变化状况，绝大多数纤维η＜100%，而棉麻等η＞100%。 5.10%定伸长负荷 纤维拉伸10％时所需要的负荷。 专用于棉型化纤，为混纺进行性能匹配时应用的指标。 二、 拉伸曲线及有关指标▲ 纺织纤维在拉伸外力作用下产生的应力应变关系称为拉伸性质。 1、 拉伸曲线定义 ???负荷-伸长曲线：表示纤维在拉伸过程中的负荷和伸长的关系曲线。 ???应力-应变曲线：表示纤维在拉伸过程中的应力和应变的关系曲线。 两个曲线所反映的纤维强伸关系规律是一致的，不同的只是坐标的量纲。 一般纤维负荷-伸长曲线★ 上图所能反映的指标有： 1.断裂强力（或断裂强度） 2.断裂伸长（或断裂伸长率） 3.初始模量E★ 定义：纤维负荷-伸长曲线上起始一段直线部分（或伸长率为1%时）的应力和应变比值。 　纤维应力-应变曲线上起始段的斜率。 ? 其大小表示纤维在小负荷作用下变形的难易程度，它反映了纤维的刚性。 ?E越大表示纤维在小负荷作用下不易变形，刚性较好，其制品比较挺括； ?E越小表示纤维在小负荷作用下容易变形，刚性较差，其制品比较软。 ?天然纤维：麻棉丝毛； ?再生纤维：富纤粘胶醋纤； ?合成纤维：涤纶腈纶维纶锦纶 4.屈服应力与屈服伸长率（屈服应变） ? 屈服点：曲线坡度由较大转向较小（伸长由较小转向较大）部分的转折点。 ? 屈服应力：屈服点处所对应的应力。 ? 屈服应变：屈服点处所对应的应变。 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。 屈服点高的纤维，不易产生塑性变形，拉伸弹性较好，其制品保形性好，不易起拱，起皱。 5．断裂功、断裂比功和功系数 （1）断裂功W ??? 定义：指拉断纤维过程中外力所作的功，或纤 维受拉伸到断裂时所吸收的能量