纺织纤维的力学性质

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1、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.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

2、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)pb(N/tex)b(%)E0(N/tex)高强锦纶1/6050000.550.6716.714.735强力粘胶1/6020000.560.805.45.21422玻璃纤维1/6010000.420.541.81.82228五、束纤维的拉伸性质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

3、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

4、威尔模型及其应力松弛曲线图5-26Voigt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3.662.461.181.232.659.324.962.033.125.85.823.652.941.321.388.545.54纤维种类ηf(g/cm3)E(cN/tex)Rfr(cN·cm2)/tex2长

5、绒棉0.791.51877.110-4细绒棉0.701.50653.710-4细羊毛0.881.31220.510-4粗羊毛0.751.29265.610-4桑蚕丝0.591.32741.910-4苎麻0.801.522224.610-4亚麻0.871.511166.210-4普通粘胶0.751.52515.510-4强力粘胶0.771.52774.210-4富强纤维0.781.521419.010-4涤纶0.911.381107.410-4腈纶0.801.17670.310-4维纶0.781.28596.810-4锦纶60.921.14205

6、.810-4锦纶660.921.14214.610-4玻璃纤维1.002.522704.810-4石棉0.872.481979.610-42．纤维弯曲时的破坏(b)(a)oo’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7.7471.56.5710.005.885.495.684.64.414.316.863.334.613.925.13.534.962.72纤维种类ηtGt(cN/tex)Rtr(cN·cm2

7、)/tex2棉0.71161.710-4木棉5.0719710-4羊毛0.9883.310-4桑蚕丝0.84164.610-4柞蚕丝0.35225.410-4苎麻0.77106.210-4亚麻0.9485.310-4普通粘胶0.9372.510-4强力粘胶0.9469.610-4富强纤维0.9764.710-4铜氨纤维0.9910010-4醋脂纤维0.7060.810-4涤纶0.9963.710-4锦纶0.9944.110-4腈纶0.579710-4维纶0.6773.510-4乙纶0.995.410-4玻璃纤维1.001607.210-42．纤

8、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)拉伸强度(cN/tex)R.H.65%水湿R.H.65%水湿棉8.47.