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《纤维和纱线扭转性能及扭应力松弛行为的研究综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第27卷第5期东华大学学报(自然科学版)Vol.27,No.52001年10月JOURNALOFDONGHUAUNIVERSITYOct.2001纤维和纱线扭转性能及扭应力松弛行为的研究综述X吴雄英(上海出入境检验检疫局,上海,200135)摘要 就纱线的扭转性能的测试方法及原理、实验和理论方面的研究成果作了回顾。测试纱线扭转性能的原理基本上为扭摆法和扭力秤法。对于纱线的扭矩大小、扭应力松弛等性能,研究者更多的是用实验手段来研究。有关纱线的扭转力学性能的理论研究主要是应用弹性力学或能量法,并结合
2、理想螺旋线模型进行研究。复合纱线的扭转性能的实验和理论研究工作几乎很少有研究报道。关键词:纱线的扭转性能,扭矩,扭应力松弛,复合纱线中图法分类号:TS10119211 纱线中扭矩的大小及其扭应力的松弛行为对于单纱中捻度的分布、合股线中捻度的平衡及产生扭辫1 测试方法及原理的趋势都有影响。许多织物的性能如织物的翘曲程度、织物的悬垂性、起绉效果等都与纱线中残余扭矩测试纤维或纱线的抗扭刚度及研究其扭转性能,的大小有关。可见,纱线的扭转性能对织物的外观特不像测试纤维或纱线的强伸特性有商用测试仪器那征及
3、手感都有重要的影响,特别是含有涤纶纤维的复么方便,往往需要在实验室搭建测试装置(虽然目前合纱线扭应力的松弛较为困难,因此,复合纱线的扭[1]已有KES-YN-1商用纱线扭矩测试仪,但是价格转性能的研究就显得相当重要。纱线与纤维同是线非常昂贵)。表1是一些研究工作者研究纤维和纱线性粘弹性材料,扭转性能的测试及研究方法类同,所的扭转性能搭建实验室测试装置所采用的方法和以,下面将有关纤维和纱线扭转性能的研究历史状况原理。一并回顾。表1 研究者研究纤维和纱线的扭转性能的测试的方法及原理方法与原理研究工作
4、者研究用材料文献扭摆法KarrholmNordhammer,Frieiberg毛纤维2扭摆法Goodings/3扭摆法Owen27种样品4扭摆法Guthrie,Morton,Oliver粘胶,腈纶7扭摆法Zurek,Durska混纺纱9扭力秤法Peirce棉纤维10扭力秤法Mitchell,Feughelman毛纤维12X收稿日期:20001127©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.5期吴雄英:纤维和纱线扭
5、转性能及扭应力松弛行为的研究综述133续 表方法与原理研究工作者研究用材料文献扭力秤法Postle,Burton,Chaikin精梳毛纱13扭力秤法Skelton尼龙14扭力秤法Okabayshi,Yamazaki涤纶,腈纶15扭力秤法Dhingra,Postle尼龙单丝及复丝,精梳毛纱16扭力秤法Bennett,Postle涤、尼龙长丝,毛纱19扭力秤法Brookstein,Baker涤变形纱20扭力秤法Freeston,Plate,Butterworth长丝,单纱,合股线21扭力秤法Tava
6、nai,Deuton,Tomka变形纱22扭力秤法Inoue,Kawabata,Niwa,Yamashita蚕丝,蜘蛛丝23腈纶,尼龙,毛,棉,亚麻,苎麻,粘胶,蚕丝,扭摆法Meredith24,25聚乙烯,涤纶,氯纶及玻璃纤维扭力秤法Chapman/26扭力秤法Greer,Hearle尼龙27扭力秤法Steinberger纱线28扭力秤法Hammerle,Montgomery纱线29 纤维和纱线扭转性能的测试方法与原理基本可式中,I:悬挂棒(或圆盘)沿纤维轴向惯性矩,l:纤维分为两类:(a)
7、扭摆型;(b)扭力秤型。自由的长度,T:扭摆周期(忽略阻尼)。1.1 扭摆型由式(2)可获得剪切模量(G):虽然文献[2～7]介绍的各种测量纤维和纱线的扭ΓG=2(2)转性能的扭摆型装置设计得复杂多样,但其基本原理S·ε大致相同。原理示意图如图1所示。式中,S:纤维截面积,ε:是形态系数(对于圆截面,ε=1;对于非圆形实心截面,ε<1;薄体管状截面,通常ε>1)。[2]Karrholm,Nordhammar和Friberg在单摆基础上研[3]制出复合摆,即惯性盘装在扭丝与样品间。Goodings
8、用双摆的方法将纤维浸入到液体中获得纤维的抗扭刚度;双摆技术克服了由液体带来的阻尼难题。[4]Owen在前人双摆的基础上(SearlepsDoublePendu2图1 单扭摆原理示意图lumMethod)研究改进了双摆技术,测量单根纤维的抗[5]弯刚度和抗扭刚度。Meredith用16～110mg(长113扭摆法是研究纤维和纱线扭转性能最基本也是～216cm)的轻合金棒悬挂于115cm长纤维下,可控制最方便的方法。当纤维试样被加捻再放开,摆动会逐扭摆周期约为4～10s,在该情况下,阻尼可以忽略。渐
