單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),第五章 纖維的力學(xué)性質(zhì),第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì),一、纖維的拉伸曲線與性能指標(biāo),1拉伸曲線,2拉伸性能指標(biāo),圖5-1 紡織纖維的拉伸曲線,圖5-2,纖維屈服點(diǎn)的確定,二、常見(jiàn)纖維的拉伸曲線,圖5-3 不同纖維的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,圖5-4 產(chǎn)業(yè)用纖維的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,三、纖維拉伸性質(zhì)的測(cè)量,1擺錘式強(qiáng)力儀,2秤桿式強(qiáng)力儀,圖5-5 擺錘式強(qiáng)力儀,圖5-6 秤桿式拉伸儀,3電子強(qiáng)力儀,圖 5-7 電子強(qiáng)力儀的測(cè)試原理示意圖,四、拉伸斷裂機(jī)理及影響因素,1.纖維的拉伸破壞機(jī)理,圖5-8 纖維拉伸斷裂時(shí)的裂縫和斷裂面,2.影響紡織纖維拉伸性質(zhì)的因素,圖5-9不同取向度纖維的應(yīng)力應(yīng)變曲線,圖5-10 聚丙烯纖維結(jié)晶度對(duì)拉伸性能的影響,圖5-11 溫度對(duì)滌綸拉伸性能的影響,圖5-12相對(duì)濕度對(duì)細(xì)羊毛拉伸性能的影響,圖5-13 相對(duì)濕度對(duì)富強(qiáng)纖維和棉的影響,表5-1 低速和高速試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,試樣,v,(%/秒),p,b,(N/tex),b,(%),E,0,(N/tex),高強(qiáng),錦綸,1/60,5000,0.55,0.67,16.7,14.7,3,5,強(qiáng)力,粘膠,1/60,2000,0.56,0.80,5.4,5.2,14,22,玻璃,纖維,1/60,1000,0.42,0.54,1.8,1.8,22,28,五、束纖維的拉伸性質(zhì),1實(shí)驗(yàn)研究,2.理論表達(dá),圖5-14 平行纖維束的比應(yīng)力-應(yīng)變曲線,第二節(jié) 纖維力學(xué)性能的時(shí)間依賴(lài)性,一、應(yīng)力松弛和蠕變,1定義,圖5-15 纖維的應(yīng)力松弛曲線,圖5-16 纖維的蠕變及蠕變回復(fù)曲線,2幾種形變,3對(duì)時(shí)間和溫度的依賴(lài)性,圖5-17 羊毛纖維在不同負(fù)荷下的蠕變,圖5-18 羊毛纖維在不同溫度下的蠕變,圖5-19 羊毛在不同相對(duì)濕度下的應(yīng)力松弛,圖5-20 滌綸在不同拉伸速率下的應(yīng)力松弛,二、纖維的彈性,1彈性的指標(biāo),2影響纖維彈性的因素,圖5-21 等速伸長(zhǎng)和等加負(fù)荷試驗(yàn)機(jī)拉伸圖,三、纖維的動(dòng)態(tài)力學(xué)性質(zhì),圖5-22 動(dòng)態(tài)拉伸性能應(yīng)力、應(yīng)變和模量關(guān)系圖,圖5-23,纖維的頻率力學(xué)譜,四、基本力學(xué)模型,1力學(xué)模型的基本元件,圖5-24 虎克彈簧及牛頓粘壺應(yīng)力-應(yīng)變模型,2描述纖維粘彈性的幾個(gè)力學(xué)模型,圖5-25,馬克思威爾模型及其應(yīng)力松弛曲線,圖5-26 Voigt模型及其蠕變和蠕變回復(fù)曲線,圖5-27 三元件模型及其蠕變和蠕變回復(fù)曲線,五、纖維的疲勞,1疲勞破壞形式,圖5-28 纖維的多次拉伸循環(huán),圖5-29 纖維的重復(fù)拉伸疲勞圖,2.纖維疲勞破壞的影響因素,圖5-30 重復(fù)拉伸的疲勞曲線,第三節(jié) 纖維的彎曲、扭轉(zhuǎn)與壓縮,一、纖維的彎曲,1.纖維的彎曲剛度,表5-2 纖維的抗彎性能,3.66,2.46,1.18,1.23,2.65,9.32,4.96,2.03,3.12,5.8,5.82,3.65,2.94,1.32,1.38,8.54,5.54,纖維,種類(lèi),f,(g/cm,3,),E,(cN/tex),R,fr,(cNcm,2,)/tex,2,長(zhǎng)絨棉,0.79,1.51,877.1,10,-4,細(xì)絨棉,0.70,1.50,653.7,10,-4,細(xì)羊毛,0.88,1.31,220.5,10,-4,粗羊毛,0.75,1.29,265.6,10,-4,桑蠶絲,0.59,1.32,741.9,10,-4,苧麻,0.80,1.52,2224.6,10,-4,亞麻,0.87,1.51,1166.2,10,-4,普通粘膠,0.75,1.52,515.5,10,-4,強(qiáng)力粘膠,0.77,1.52,774.2,10,-4,富強(qiáng)纖維,0.78,1.52,1419.0,10,-4,滌綸,0.91,1.38,1107.4,10,-4,腈綸,0.80,1.17,670.3,10,-4,維綸,0.78,1.28,596.8,10,-4,錦綸6,0.92,1.14,205.8,10,-4,錦綸66,0.92,1.14,214.6,10,-4,玻璃纖維,1.00,2.52,2704.8,10,-4,石棉,0.87,2.48,1979.6,10,-4,2纖維彎曲時(shí)的破壞,(b),(a),o,o,圖5-31纖維彎曲時(shí)的變形與破壞,圖5-32,勾接,強(qiáng)度和打結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)原理,圖5-33 不同纖維的勾接強(qiáng)度率(%),二、纖維的扭轉(zhuǎn),1扭轉(zhuǎn)剛度,圖5-34 扭轉(zhuǎn)變形示意圖,表5-3 各種纖維的扭轉(zhuǎn)性能,7.74,71.5,6.57,10.00,5.88,5.49,5.68,4.6,4.41,4.31,6.86,3.33,4.61,3.92,5.1,3.53,4.9,62.72,纖維種類(lèi),t,G,t,(cN/tex),R,tr,(cNcm,2,)/tex,2,棉,0.71,161.7,10,-4,木棉,5.07,197,10,-4,羊毛,0.98,83.3,10,-4,桑蠶絲,0.84,164.6,10,-4,柞蠶絲,0.35,225.4,10,-4,苧麻,0.77,106.2,10,-4,亞麻,0.94,85.3,10,-4,普通粘膠,0.93,72.5,10,-4,強(qiáng)力粘膠,0.94,69.6,10,-4,富強(qiáng)纖維,0.97,64.7,10,-4,銅氨纖維,0.99,100,10,-4,醋脂纖維,0.70,60.8,10,-4,滌綸,0.99,63.7,10,-4,錦綸,0.99,44.1,10,-4,腈綸,0.57,97,10,-4,維綸,0.67,73.5,10,-4,乙綸,0.99,5.4,10,-4,玻璃纖維,1.00,1607.2,10,-4,2纖維扭轉(zhuǎn)時(shí)的破壞,表5-4 纖維的剪切與拉伸強(qiáng)度對(duì)比,纖維,種類(lèi),剪切強(qiáng)度(cN/tex),拉伸強(qiáng)度(cN/tex),R.H.65%,水濕,R.H.65%,水濕,棉,8.4,7.6,23.5,21.6,亞麻,8.1,7.4,25.5,28.4,蠶絲,11.6,8.8,31.4,24.5,普通粘膠,6.4,3.1,17.6,6.9,富強(qiáng)纖維,10.4,9.4,70.6,58.8,銅氨纖維,6.4,4.6,17.6,7.8,醋酯纖維,5.8,5.0,11.8,7.8,錦綸,11.2,9.5,39.2,35.3,偏氯綸,9.8,9.4,19.6,24.5,表5-5 各種纖維的斷裂捻角,纖維,種類(lèi),斷裂捻角(度),短纖維,長(zhǎng)絲,棉,3437,羊毛,38.541.5,蠶絲,39,亞麻,21.529.5,普通粘膠,35.539.5,35.539.5,強(qiáng)力粘膠,31.533.5,31.533.5,銅氨纖維,4042,33.535,醋酯纖維,40.546,40.546,滌綸,59,4250,錦綸,5663,47.555.5,腈綸,3334.5,酪素纖維,58562,玻璃纖維,2.55,三、纖維的壓縮,1纖維及其集合體的壓縮性質(zhì),2纖維及其集合體在壓縮中的破壞,圖5-35 纖維集合體的壓力與容重間關(guān)系,圖5-36 棉層的反復(fù)循環(huán)壓縮曲線,