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1、纤维和纱线扭转性能及扭应力松弛行为的研究综述5第27卷第5期2001年10月东华大学学报（自然科学版）JOURNALOFDONGHUAUNIVERSITYVol.27,No.50ct.2001纤维和纱线扭转性能及扭应力松弛行为的研究综述吴雄英（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來研究。有关纱线的扭转力学性能的理论研究主耍是应用弹性力学或能量法，并结
2、合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屮捻度的分布、合股线中捻度的平衡及产生扭辫的趋势都冇影响。许多织物的性能如织物的翘曲程度、织物的悬垂性、起绐效果等都与纱线中残余扭矩的大小冇关。可见，纱线的扭转性能对织物的外观特征及手感都冇重要的影响，特别是含有涤纶纤维的复合纱线扭应力的松弛较为困难，因此，复合纱线的扭转性能的硏究就显得相当重要。纱线与纤维同是线性粘弹性材料，
3、扭转性能的测试及研究方法类同，所以，下面将有关纤维和纱线扭转性能的研究历史状况一并回顾。1测试方法及原理测试纤维或纱线的抗扭刚度及研究其扭转性能,不像测试纤维或纱线的强伸特性有商用测试仪器那么方便，往往需要在实验室搭建测试装置（虽然目前已冇KES・YN・1⑴商用纱线扭矩测试仪，但是价格非常昂贵）。表：［是一些研究工作者研究纤维和纱线的扭转性能搭建实验室测试装置所采用的方法和原理。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扭摆法扭摆法扭摆法扭摆法扭摆法扭力秤法扭力秤法研究工作者KarrholmNordhammeGFr
4、ieibergGoodingsOwenGuthrie.Morton^liverZurek^DurskaPeirceMitchell,Feughelman研究用材料毛纤维/27种样品文献234791012粘胶』青纶混纺纱棉纤维毛纤维E收稿日期:200011275期吴雄英:纤维和纱线扭转性能及扭应力松弛行为的研究综述133续表方法与原理扭力秤法扭力秤法扭力秤法扭力秤法扭力秤法扭力秤法扭力秤法扭力秤法扭力秤法扭摆法扭力秤法扭力秤法扭力秤法扭力秤法研究工作者Postle,Burton,ChaikinSkeltonOkabayshi,Yamaz
5、akiDhingra,PostleBennett,PostleBrookstein,BakerFreeston,Plate?ButterworthTavanai’Deuton,TomkaInoue^Kawabata^iwa^amashitaMeredithChapmanGreer;HearleSteinbergerHammerle,Montgomery研究用材料精梳毛纱尼龙涤纶』青纶尼龙单丝及复丝，精梳毛纱涤、尼龙长丝，毛纱涤变形纱长丝，单纱，合股线变形纱蚕丝，蜘蛛丝腊纶尼龙，毛，棉,亚麻产麻，粘胶，蚕终聚乙烯，涤纶，氯纶及玻璃纤维文
6、献13141516192021222324,2526272829尼龙纱线纱线纤维和纱线扭转性能的测试方法与原理基本可分为两类:⑻扭摆型;(b)扭力秤型。1.1扭摆型式中上悬挂棒(或圆盘)沿纤维轴向惯性矩」：纤维自由的长度;R扭摆周期(忽略阻尼)。由式(2)可获得剪切模量(G):G=虽然文献［2〜7］介绍的各种测量纤维和纱线的扭转性能的扭摆型装置设计得复杂多样，但其基本原理大致相同。原理示意图如图1所示。2eS?(2)式屮,S:纤维截面积,e:是形态系数(对•于圆截面’£二1;对于非圆形实心截面，e薄体管状截面，通常e>l)。Ka
7、rrholm,Nordhammar和Friberg⑵在单摆基础上研图1单扭摆原理示意图扭摆法是研究纤维和纱线扭转性能最基木也是最方便的方法。当纤维试样被加捻再放开，摆动会逐渐衰减。它可通过测量与纤维相挂的棒或圆盘低频下摆动周期，从而计算得到纤维的抗扭刚度(r),r=8nl2T(1)制出复合摆，即惯性盘装在扭丝与样品间。Goodings[3]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來的阻尼难题。Owen⑷在前人双摆的基础上(Searle兀sDoublePendu2lumMethod)研究改进了双摆技术，测
8、量单根纤维的抗弯刚度和抗扭刚度。Meredith⑸用16〜llOmg(长113~216cm)的轻合金棒悬挂于115cm长纤维下,可控制扭摆周期约为4〜:LOs,在该情况下，阻尼可以忽略。Guthrie,Morton和Ol
