纖維和紗線的力學(xué)性質(zhì)

1、纖維和紗線的力學(xué)性質(zhì)基本指標(biāo)1、斷裂強(qiáng)力（breaking strength ）Pb纖維能承受的最大拉伸外力，或單根纖維受外力拉伸到斷裂時(shí)所需要的力，單位：N，cN2、斷裂強(qiáng)度（ breaking tenacity） 簡(jiǎn)稱比強(qiáng)度 或比應(yīng)力，指單位線密度纖維所能承受的拉伸力，單位為N/tex，常用cN/dtex（或cN/d） 3、斷裂應(yīng)力s b指單位纖維橫截面上纖維所那承受的最大拉力，標(biāo)準(zhǔn)單位為N/m2(即帕)，常用MPa (N/mm2)4、斷裂伸長(zhǎng)纖維或紗線在拉伸外力作用下，拉伸到斷裂時(shí)的伸長(zhǎng)，稱斷裂伸長(zhǎng)。 5、斷裂伸長(zhǎng)率 表示纖維承受最大負(fù)荷時(shí)的伸長(zhǎng)變形能力 計(jì)算題：測(cè)得某批棉纖維的公制支數(shù)

2、為5500，斷裂強(qiáng)力為3.8CN，斷裂伸長(zhǎng)為 0.75mm，試樣長(zhǎng)度為10mm，纖維密度為1.52克/立方厘米，求該批棉纖維的： （1） 斷裂強(qiáng)度 （3）斷裂伸長(zhǎng)率6、功 斷裂功：指拉伸纖維至斷裂時(shí)外力所作的功，是纖維材料抵抗外力破壞所具有的能量，表示紡織材料的韌性。 斷裂功的大小與試樣粗細(xì)和長(zhǎng)度有關(guān) dlPaLa應(yīng)力應(yīng)變曲線：6、初始模量 定義：纖維應(yīng)力應(yīng)變曲線初始階段的斜率表征在小變形條件下，纖維受外力時(shí)抵抗變形能力的大小7、屈服點(diǎn)纖維拉伸曲線上“虎克區(qū)”和屈服區(qū)的轉(zhuǎn)變點(diǎn)在纖維的拉伸曲線上伸長(zhǎng)變形突然變得較容易時(shí)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)稱為屈服點(diǎn)。 超過(guò)屈服點(diǎn)后，纖維將產(chǎn)生較高比例的塑性二、常見(jiàn)纖維的拉伸

3、性質(zhì)麻棉滌綸錦綸蠶絲腈綸粘膠醋纖羊毛產(chǎn)業(yè)用纖維的應(yīng)力-應(yīng)變曲線 拉伸曲線可分為三類 ：強(qiáng)力高，伸長(zhǎng)率很小的拉伸曲線棉、麻等纖維素纖維拉伸曲線近似直線，斜率較大；強(qiáng)力不高，伸長(zhǎng)率很大的拉伸曲線羊毛、醋酯纖維等；表現(xiàn)為模量較小，屈服點(diǎn)低和強(qiáng)力不高；介于上述之間的拉伸曲線滌綸、錦綸、蠶絲等纖維。 三、纖維斷裂機(jī)理與影響強(qiáng)伸度的因素虎克區(qū)OA ：大分子鏈鍵長(zhǎng)和鍵角的變化，基本符合虎克定律；屈服區(qū)AB ：大分子間產(chǎn)生相對(duì)滑移，在新的位置上重建連接鍵。變形顯著且不易恢復(fù)， 模量相應(yīng)逐漸變小；增強(qiáng)區(qū)BC ：錯(cuò)位滑移的大分子基本伸直平行，互相靠攏，使大分子間的橫向結(jié)合力有所增加，形成新的結(jié)合鍵，曲線斜率增大至

4、斷裂。 纖維的斷裂：1、非結(jié)晶區(qū)中大分子從結(jié)晶區(qū)抽拔出來(lái)或被拉裂。2、結(jié)晶區(qū)大分子結(jié)合力被破壞，大分子產(chǎn)生相對(duì)滑移，結(jié)晶區(qū)逐步松散。纖維的伸長(zhǎng)：1、大分子的伸直、伸長(zhǎng)（鍵長(zhǎng)鍵角的增大，取向度的提高）2、大分子之間的相互滑移。 影響纖維強(qiáng)伸都的因素:1. 內(nèi)因：（1）大分子聚合度（2）大分子取向度（3）大分子結(jié)晶度（4）纖維的細(xì)度不勻2. 外因：（1）拉伸速度（2）試樣長(zhǎng)度（3）試樣內(nèi)的纖維根數(shù)（4）溫濕度（5）其他溫度對(duì)滌綸拉伸性能的影響 回潮率一定，溫度，纖維大分子熱運(yùn)動(dòng)，大分子柔曲性，分子間結(jié)合力(次價(jià)鍵力)纖維斷裂強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)率，初始模量， 相對(duì)濕度對(duì)富強(qiáng)纖維和棉的影響 相對(duì)濕度對(duì)細(xì)羊

5、毛拉伸性能的影響 影響紗線的強(qiáng)伸度的因素：1. 內(nèi)因（1）纖維性質(zhì)（2）紗線結(jié)構(gòu)（3）混紡比1. 外因（1）拉伸速度（2）試樣長(zhǎng)度（3）溫濕度（4）拉伸類型四、纖維和紗線的變形和彈性（一）變形分類1. 急彈性變形：在外力除去后迅速恢復(fù)的一部分變形。2. 緩彈性變形：在外力除去后，需經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間后才能逐漸恢 復(fù)的變形。3. 塑性變形：在外力除去后，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間放置不可恢復(fù)的變形 稱為塑性變形。彈性指標(biāo)彈性回復(fù)率：指急彈性變形和一定時(shí)間內(nèi)的緩彈性變形占總變形的百分率。蠕變定義：纖維在一定負(fù)荷作用下，變形隨時(shí)間而逐漸增加的現(xiàn)象1、3，急彈性變形，與時(shí)間無(wú)關(guān) 2、4，緩彈性變形，與時(shí)間有關(guān)5， 塑性變形應(yīng)力

6、松弛：定義：在一定變形條件下，纖維內(nèi)力隨時(shí)間增加而逐漸衰減的現(xiàn)象 纖維和紗線的疲勞破壞：靜態(tài)疲勞或蠕變疲勞蠕變過(guò)程中，外力對(duì)材料不斷作功，直至材料被破壞 。多次拉伸(或動(dòng)態(tài))疲勞纖維材料經(jīng)受多次加負(fù)荷、減負(fù)荷的反復(fù)循環(huán)作用，因塑性變形的逐漸積累，纖維內(nèi)部的局部損傷，形成裂痕，最后被破壞的現(xiàn)象 纖維的重復(fù)拉伸疲勞圖 （b）定伸長(zhǎng)疲勞曲線：纖維每次被拉伸到一設(shè)定伸長(zhǎng)率時(shí)停頓一定時(shí)間，然后卸負(fù)荷?？棛C(jī)上經(jīng)紗所受的拉伸接近這一形式。（a）定負(fù)荷疲勞曲線：是采用纖維被拉伸到一設(shè)定負(fù)荷時(shí)，保持纖維伸長(zhǎng)值一段時(shí)使纖維產(chǎn)生應(yīng)力松弛，然后卸去負(fù)荷，再停頓一定時(shí)間后，進(jìn)行第二次拉伸，依次重復(fù)。 疲勞試驗(yàn)方法纖維疲勞破壞的影響因素 （1）纖維的結(jié)構(gòu)與性能纖維的拉伸斷裂功大，彈性回復(fù)性能好，塑性變形不易積累，疲勞壽命； 纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)的缺陷、表面裂痕、裂縫等是材料受力時(shí)的應(yīng)力集中源材料疲勞破壞加速；纖維材料易發(fā)熱，產(chǎn)生熱老化，影響其疲勞壽命，如輪胎簾子線、運(yùn)輸帶等。 （2）作用方式 ：負(fù)荷