第五章力學(xué)性質(zhì)

1、第五章 纖維的力學(xué)性質(zhì)第一節(jié)第一節(jié)單纖維的拉伸性質(zhì)單纖維的拉伸性質(zhì)一、表示纖維拉伸性能的指標(biāo)一、表示纖維拉伸性能的指標(biāo)指標(biāo)有：斷裂強(qiáng)力；指標(biāo)有：斷裂強(qiáng)力；斷裂強(qiáng)度；斷裂強(qiáng)度；斷裂伸長率斷裂伸長率1.絕對(duì)強(qiáng)力絕對(duì)強(qiáng)力斷裂強(qiáng)力斷裂強(qiáng)力P定義：纖維能夠承受的最大拉伸外力。定義：纖維能夠承受的最大拉伸外力。單位：牛頓（單位：牛頓（N）；厘牛（）；厘牛（cN）；克力（；克力（gf）。）。對(duì)不同粗細(xì)的纖維，強(qiáng)力沒有可比性對(duì)不同粗細(xì)的纖維，強(qiáng)力沒有可比性。2.相對(duì)強(qiáng)度相對(duì)強(qiáng)度 具有可比性(1)斷裂強(qiáng)度斷裂強(qiáng)度Ptex/Pden斷裂強(qiáng)度斷裂強(qiáng)度是用以比較不同粗細(xì)纖維的拉伸是用以比較不同粗細(xì)纖維的拉伸斷裂性質(zhì)的

2、指標(biāo)。也叫斷裂性質(zhì)的指標(biāo)。也叫比比強(qiáng)度，強(qiáng)度，比比應(yīng)力應(yīng)力。表示纖維抵抗外力破壞能力的指標(biāo)。表示纖維抵抗外力破壞能力的指標(biāo)。定義：每特（或每旦）纖維所能承受的最定義：每特（或每旦）纖維所能承受的最大拉力。大拉力。單位：單位：N/tex（cN/dtex）；）；N/den（cN/den)。其計(jì)算式為：其計(jì)算式為：Ptex=P/NtexPden=P/Nden 式中：式中：Ptex特?cái)?shù)制斷裂強(qiáng)度（特?cái)?shù)制斷裂強(qiáng)度（N/tex；cN/dtex）Pden旦數(shù)制斷裂強(qiáng)度（旦數(shù)制斷裂強(qiáng)度（N/d；cN/d）P纖維的強(qiáng)力（纖維的強(qiáng)力（N；cN）Ntex纖維的特?cái)?shù)纖維的特?cái)?shù)（tex;dtex)Nden纖維的旦數(shù)纖維

3、的旦數(shù)(d) (2)斷裂應(yīng)力斷裂應(yīng)力定義：指纖維單位截面上能承受的最大拉力。定義：指纖維單位截面上能承受的最大拉力。單位單位：N/m2（帕）；（帕）；N/mm2（兆帕）。（兆帕）。其計(jì)算式為：其計(jì)算式為：=P/S式中：式中：纖維的斷裂應(yīng)力（纖維的斷裂應(yīng)力（MPa）P纖維的強(qiáng)力（纖維的強(qiáng)力（N）S纖維的截面積（纖維的截面積（mm2）(3)斷裂長度斷裂長度以長度形式表示的相對(duì)強(qiáng)度指標(biāo)以長度形式表示的相對(duì)強(qiáng)度指標(biāo) 定義：纖維的自身重量與其斷裂強(qiáng)力相等時(shí)所定義：纖維的自身重量與其斷裂強(qiáng)力相等時(shí)所具有的長度。（即一定長度的纖維，其重量可具有的長度。（即一定長度的纖維，其重量可將自身拉斷，該長度為斷裂長度

4、。）將自身拉斷，該長度為斷裂長度。）其計(jì)算公式為：其計(jì)算公式為：LR=（P/g）*Nm式中：式中：LR纖維的斷裂長度（纖維的斷裂長度（km）P纖維的強(qiáng)力（纖維的強(qiáng)力（N）g重力加速度（等于重力加速度（等于9.8m/s2）Nm纖維的公制支數(shù)。纖維的公制支數(shù)。纖維強(qiáng)度三個(gè)指標(biāo)之間的換算式為：纖維強(qiáng)度三個(gè)指標(biāo)之間的換算式為：=*Ptex*103=9*Pden*103Ptex=9*PdenLR=Ptex=9*Pden式中：式中：纖維的斷裂應(yīng)力（纖維的斷裂應(yīng)力（kgf/mm2）；）；纖維的密度（纖維的密度（g/cm3）；）；Ptex纖維的特?cái)?shù)制斷裂強(qiáng)度纖維的特?cái)?shù)制斷裂強(qiáng)度（gf/tex）；）；Pden纖

5、維的旦數(shù)制斷裂強(qiáng)度（纖維的旦數(shù)制斷裂強(qiáng)度（gf/d）；）；g重力加速度（等于重力加速度（等于9.8m/s2）；）；LR纖維的斷裂長度（纖維的斷裂長度（m）。）。注意單位取值可以看出，相同的斷裂長度和斷裂強(qiáng)度，可以看出，相同的斷裂長度和斷裂強(qiáng)度，其其斷裂應(yīng)力隨纖維的密度而異斷裂應(yīng)力隨纖維的密度而異，只有當(dāng)纖，只有當(dāng)纖維密度相同時(shí)，斷裂應(yīng)力和斷裂強(qiáng)度才具維密度相同時(shí)，斷裂應(yīng)力和斷裂強(qiáng)度才具有可比性。有可比性。3斷裂伸長率斷裂伸長率應(yīng)變應(yīng)變定義：纖維拉伸至斷裂時(shí)的伸長率稱為斷裂伸長率。定義：纖維拉伸至斷裂時(shí)的伸長率稱為斷裂伸長率。它表示纖維承受拉伸變形的能力。它表示纖維承受拉伸變形的能力。其計(jì)算公式

6、為：其計(jì)算公式為：=（L-Lo）/Lo式中：式中：Lo纖維加預(yù)張力伸直后的長度（纖維加預(yù)張力伸直后的長度（mm）；）；L纖維斷裂時(shí)的長度（纖維斷裂時(shí)的長度（mm）；）；二、二、拉伸曲線的基本性質(zhì)拉伸曲線的基本性質(zhì)紡織纖維在拉伸外力作用下產(chǎn)生的紡織纖維在拉伸外力作用下產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系關(guān)系稱為拉伸性質(zhì)。稱為拉伸性質(zhì)。1、拉伸曲線定義拉伸曲線定義負(fù)荷負(fù)荷-伸長曲線伸長曲線：表示纖維在拉伸過程中的：表示纖維在拉伸過程中的負(fù)荷和伸長的關(guān)系曲線。負(fù)荷和伸長的關(guān)系曲線。應(yīng)力應(yīng)力-應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線：表示纖維在拉伸過程中的：表示纖維在拉伸過程中的應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系曲線。應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系曲線。 a Y (

7、y,y) s Pb b 0.06 0.12 Pa 負(fù)荷 P(N) la 2 4 l 伸長(mm) 0 0 0.1 0.2 0 10 20 =應(yīng)變 =應(yīng)變率(%) 比應(yīng)力 p (N/tex) 0 0.2 0.4 應(yīng)力 (N/mm2=MPa) 0 300 600 試樣長度 20 mm 線密度 0.3 tex 纖維密度 1.5 g/cm3 圖中：圖中：OO：表示拉伸初期未能伸直的纖維由卷曲逐漸伸直：表示拉伸初期未能伸直的纖維由卷曲逐漸伸直O(jiān)M（虎克區(qū)）：類似彈簧；變形可回復(fù)；（虎克區(qū)）：類似彈簧；變形可回復(fù)；大應(yīng)力，小變形；大應(yīng)力，小變形；Q：屈服點(diǎn)：屈服點(diǎn)QS（屈服區(qū)）（屈服區(qū)）:變形顯著且不易回

8、復(fù)，變形顯著且不易回復(fù)，小應(yīng)力，大變形；小應(yīng)力，大變形；S:強(qiáng)化點(diǎn)。強(qiáng)化點(diǎn)。SA（增強(qiáng)區(qū)）：大分子主鏈?zhǔn)芰?，（增?qiáng)區(qū)）：大分子主鏈?zhǔn)芰?，大?yīng)力，小變形大應(yīng)力，小變形。A：斷裂點(diǎn)。：斷裂點(diǎn)。 一般纖維負(fù)荷一般纖維負(fù)荷-伸長曲線伸長曲線拉伸曲線反映的指標(biāo)拉伸曲線反映的指標(biāo):1.斷裂強(qiáng)力（或斷裂強(qiáng)度）斷裂強(qiáng)力（或斷裂強(qiáng)度）2.斷裂伸長（或斷裂伸長率）斷裂伸長（或斷裂伸長率） a Y (y,y) s Pb b 0.06 0.12 Pa 負(fù)荷 P(N) la 2 4 l 伸長(mm) 0 0 0.1 0.2 0 10 20 =應(yīng)變 =應(yīng)變率(%) 比應(yīng)力 p (N/tex) 0 0.2 0.4 應(yīng)力 (

9、N/mm2=MPa) 0 300 600 試樣長度 20 mm 線密度 0.3 tex 纖維密度 1.5 g/cm3 3.初始模初始模量量E定義：纖維拉伸曲線上起始一段直線部分的斜率，定義：纖維拉伸曲線上起始一段直線部分的斜率，或伸長率為或伸長率為1%時(shí)對(duì)應(yīng)的強(qiáng)力。時(shí)對(duì)應(yīng)的強(qiáng)力。反應(yīng)反應(yīng)纖維在纖維在小負(fù)荷小負(fù)荷作用下作用下變形的難易程度變形的難易程度，它反映，它反映了纖維的了纖維的剛性剛性。E越大表示纖維在小負(fù)荷作用下不易變形，剛性較越大表示纖維在小負(fù)荷作用下不易變形，剛性較好，其制品比較挺括；好，其制品比較挺括；E越小表示纖維在小負(fù)荷作用下容易變形，剛性較越小表示纖維在小負(fù)荷作用下容易變形，

10、剛性較差，其制品比較軟差，其制品比較軟。天然纖維：麻天然纖維：麻棉棉絲絲毛；毛；再生纖維：富纖再生纖維：富纖粘膠粘膠醋纖；醋纖；合成纖維：滌綸合成纖維：滌綸腈綸腈綸維綸維綸錦綸錦綸4.屈服應(yīng)力與屈服應(yīng)變屈服應(yīng)力與屈服應(yīng)變 屈服點(diǎn)：曲線由伸長較小部分轉(zhuǎn)向伸屈服點(diǎn)：曲線由伸長較小部分轉(zhuǎn)向伸長較大部分的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。長較大部分的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。屈服應(yīng)力：屈服點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。屈服應(yīng)力：屈服點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。屈服應(yīng)變：屈服點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的應(yīng)變。屈服應(yīng)變：屈服點(diǎn)處所對(duì)應(yīng)的應(yīng)變。屈服以前產(chǎn)生的變形主要是纖維大分子鏈本身的鍵長、鍵屈服以前產(chǎn)生的變形主要是纖維大分子鏈本身的鍵長、鍵角的伸長和分子鏈間次價(jià)鍵的剪切，所以基本上是角

11、的伸長和分子鏈間次價(jià)鍵的剪切，所以基本上是可恢復(fù)可恢復(fù)的急彈性變形的急彈性變形。而屈服點(diǎn)以后產(chǎn)生的變形中，有一部分是。而屈服點(diǎn)以后產(chǎn)生的變形中，有一部分是大分子鏈段間相互滑移而產(chǎn)生的大分子鏈段間相互滑移而產(chǎn)生的不可恢復(fù)的塑性變形不可恢復(fù)的塑性變形。 Y Yc p 1 2 (a)Y p (b)纖維屈服點(diǎn)的確定纖維屈服點(diǎn)的確定角平分線法角平分線法，是在屈服點(diǎn)前后，是在屈服點(diǎn)前后作拉伸曲線的切線作拉伸曲線的切線1 1和和2 2，再作，再作兩切線兩切線1 1、2 2交角的角平分線，交角的角平分線，交拉伸曲線于交拉伸曲線于Y Y點(diǎn)，點(diǎn)，Y Y即為屈服即為屈服點(diǎn)點(diǎn) 考泊蘭法：考泊蘭法：作坐標(biāo)原點(diǎn)和作坐標(biāo)原

12、點(diǎn)和斷裂點(diǎn)連線斷裂點(diǎn)連線obob的平行線，的平行線，且與拉伸曲線轉(zhuǎn)折區(qū)域相且與拉伸曲線轉(zhuǎn)折區(qū)域相切點(diǎn)切點(diǎn)Y Y點(diǎn)，點(diǎn)，Y Y即為屈服點(diǎn)即為屈服點(diǎn) 5斷裂功、斷裂比功和功系數(shù)斷裂功、斷裂比功和功系數(shù) （1）斷裂）斷裂功功W定義：定義：指拉斷纖維過程中外力所作的功，或纖維受指拉斷纖維過程中外力所作的功，或纖維受拉伸到斷裂時(shí)所吸收的能量。拉伸到斷裂時(shí)所吸收的能量。W是強(qiáng)力和伸長的綜合指標(biāo)，用來有效評(píng)價(jià)纖維的堅(jiān)是強(qiáng)力和伸長的綜合指標(biāo)，用來有效評(píng)價(jià)纖維的堅(jiān)牢度與耐用性能。牢度與耐用性能。W大，說明斷裂時(shí)吸收的能量大，纖維的大，說明斷裂時(shí)吸收的能量大，纖維的韌性好韌性好，耐耐疲勞性能強(qiáng)疲勞性能強(qiáng)，能承受較

13、大的沖擊，能承受較大的沖擊。在負(fù)荷在負(fù)荷-伸長曲線上，斷裂功就是曲線下所包含伸長曲線上，斷裂功就是曲線下所包含的面積。的面積。lPdlW 0 （2）斷裂）斷裂比功比功Wa 定義：拉斷單位體積或單位質(zhì)量纖維外力定義：拉斷單位體積或單位質(zhì)量纖維外力所作的功。便于不同纖維之間進(jìn)行比較。所作的功。便于不同纖維之間進(jìn)行比較。Wa=W/(Ntex*L0)（3）功系數(shù)）功系數(shù)We（功充滿系數(shù)）（功充滿系數(shù)）定義：實(shí)際所作功（即斷裂功定義：實(shí)際所作功（即斷裂功W，相當(dāng)于，相當(dāng)于拉伸曲線下的面積）與假定功拉伸曲線下的面積）與假定功（即斷裂強(qiáng)力（即斷裂強(qiáng)力*斷裂伸長）之比。斷裂伸長）之比。其計(jì)算式為：其計(jì)算式為：

14、We=W/(Pa*L)We值越大表明這種材料抵抗拉伸斷裂的能值越大表明這種材料抵抗拉伸斷裂的能力越強(qiáng)。力越強(qiáng)。各種纖維的功系數(shù)大致在各種纖維的功系數(shù)大致在0.46-0.65間。間。 三、常用紡織纖維的拉伸曲線三、常用紡織纖維的拉伸曲線麻纖維斷裂強(qiáng)度，初始模量大，麻纖維斷裂強(qiáng)度，初始模量大，斷裂伸長率和斷裂比功小斷裂伸長率和斷裂比功小硬硬而脆而脆粘膠斷裂強(qiáng)度、初始模量、斷裂粘膠斷裂強(qiáng)度、初始模量、斷裂比功均較低比功均較低軟而弱軟而弱滌綸斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長、初始滌綸斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長、初始模量、斷裂比功均較大模量、斷裂比功均較大挺而挺而韌韌滌綸斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長、斷裂滌綸斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長、斷裂比

15、功均較大，初始模量小比功均較大，初始模量小軟軟而韌而韌毛斷裂強(qiáng)力低，斷裂伸長高毛斷裂強(qiáng)力低，斷裂伸長高韌性好韌性好絲斷裂強(qiáng)度中等，斷裂伸長較高，絲斷裂強(qiáng)度中等，斷裂伸長較高，斷裂比功較高斷裂比功較高強(qiáng)韌強(qiáng)韌四纖維拉伸斷裂機(jī)理四纖維拉伸斷裂機(jī)理纖維斷裂原因有：纖維斷裂原因有：p 大分子主鏈的斷裂大分子主鏈的斷裂p 大分子之間的滑脫大分子之間的滑脫v 彈性區(qū)彈性區(qū)/線性區(qū)（線性區(qū)（OY）v 初始模量較大初始模量較大v 服從虎克定律（線性）服從虎克定律（線性）v 變形可以完全恢復(fù)變形可以完全恢復(fù)v 變形機(jī)理變形機(jī)理分子鏈鍵長和鍵角的變化（包括分分子鏈鍵長和鍵角的變化（包括分子鏈及橫向次價(jià)鍵）子鏈及橫

16、向次價(jià)鍵）v 顯著特征：橫向次價(jià)鍵未破壞，顯著特征：橫向次價(jià)鍵未破壞，大分子不發(fā)生相對(duì)大分子不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)拉伸曲線特征及變形機(jī)理拉伸曲線特征及變形機(jī)理分子鏈伸展分子鏈伸展分子鏈及次價(jià)分子鏈及次價(jià)鍵鍵長鍵角變化鍵鍵長鍵角變化v 屈服區(qū)（屈服區(qū)（YS）v 纖維伸長較容易纖維伸長較容易v 應(yīng)力上升緩慢應(yīng)力上升緩慢v 形變不能完全回復(fù)（次價(jià)鍵斷裂及重新生成，大分形變不能完全回復(fù)（次價(jià)鍵斷裂及重新生成，大分子質(zhì)心發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)）子質(zhì)心發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)）v 變形機(jī)理變形機(jī)理氫鍵等次價(jià)力斷裂，分子鏈伸展氫鍵等次價(jià)力斷裂，分子鏈伸展次價(jià)鍵斷裂次價(jià)鍵斷裂分子鏈伸長分子鏈伸長重新生成的次價(jià)鍵重新生成的次價(jià)鍵發(fā)生斷裂

17、的次價(jià)鍵發(fā)生斷裂的次價(jià)鍵v 強(qiáng)化區(qū)（強(qiáng)化區(qū)（SB）v 應(yīng)力應(yīng)變曲線的斜率增大應(yīng)力應(yīng)變曲線的斜率增大v 變形機(jī)理變形機(jī)理大分子鏈基本伸直，拉伸大分子鏈基本伸直，拉伸變形主要是大分子鏈鍵長和鍵角的變化變形主要是大分子鏈鍵長和鍵角的變化分子鏈伸直分子鏈伸直分子鏈鍵長分子鏈鍵長鍵角變化鍵角變化五影響纖維拉伸性能的因素五影響纖維拉伸性能的因素內(nèi)因內(nèi)因： 大分子結(jié)構(gòu)（大分子的聚合度、大分子的柔曲性）；大分子結(jié)構(gòu)（大分子的聚合度、大分子的柔曲性）；聚合度聚合度分子間次價(jià)鍵力分子間次價(jià)鍵力斷裂強(qiáng)度斷裂強(qiáng)度 超分子結(jié)構(gòu)（取向度、結(jié)晶度）；超分子結(jié)構(gòu)（取向度、結(jié)晶度）； 取向度取向度分子共同承擔(dān)外力分子共同承擔(dān)外

18、力斷裂強(qiáng)度斷裂強(qiáng)度，屈服應(yīng)力，屈服應(yīng)力取向度取向度分子相對(duì)滑動(dòng)少分子相對(duì)滑動(dòng)少斷裂伸長斷裂伸長結(jié)晶度結(jié)晶度分子排列規(guī)整，分子間力分子排列規(guī)整，分子間力斷裂強(qiáng)度斷裂強(qiáng)度 形態(tài)結(jié)構(gòu)（裂縫孔洞缺陷、形態(tài)結(jié)構(gòu)、不均一性）形態(tài)結(jié)構(gòu)（裂縫孔洞缺陷、形態(tài)結(jié)構(gòu)、不均一性）裂縫孔洞缺陷裂縫孔洞缺陷應(yīng)力集中應(yīng)力集中斷裂強(qiáng)度斷裂強(qiáng)度 g/den 伸長率 (%) 增加取向度 醋酯纖維 粘膠纖維 比應(yīng)力 (gf/tex) 斷裂點(diǎn)軌跡 N/tex 不同取向度纖維的應(yīng)力應(yīng)變曲線不同取向度纖維的應(yīng)力應(yīng)變曲線 比容 (cm3/g) 初始模量 (N/cm2) 屈服應(yīng)力 (N/cm2) 結(jié)晶度 (%) 聚丙烯纖維結(jié)晶度對(duì)拉伸性能的

19、影響聚丙烯纖維結(jié)晶度對(duì)拉伸性能的影響外因外因：溫濕度溫濕度a.溫度溫度分子熱運(yùn)動(dòng)分子熱運(yùn)動(dòng)分子間力分子間力斷裂斷裂強(qiáng)度強(qiáng)度，斷裂伸長，斷裂伸長b.濕度濕度分子間結(jié)合力分子間結(jié)合力斷裂強(qiáng)度斷裂強(qiáng)度，斷裂，斷裂伸長伸長棉纖維濕強(qiáng)大，分子間力棉纖維濕強(qiáng)大，分子間力分子張力均勻分子張力均勻性性斷裂強(qiáng)度斷裂強(qiáng)度 L (cN/tex) 177 99 21 -57 P0 (cN/dtex) (c/mm2) 溫度對(duì)滌綸拉伸性能的影響溫度對(duì)滌綸拉伸性能的影響 L (cN/tex) P0 (cN/dtex) (c/mm2) 相對(duì)濕度對(duì)細(xì)羊毛拉伸性能的影響相對(duì)濕度對(duì)細(xì)羊毛拉伸性能的影響測(cè)試條件：測(cè)試條件：a.試樣長

20、度：試樣長度：L，出現(xiàn)弱環(huán)的機(jī)會(huì)，出現(xiàn)弱環(huán)的機(jī)會(huì)b.試樣根數(shù)：根數(shù)試樣根數(shù)：根數(shù)，纖維斷裂不同時(shí)性，纖維斷裂不同時(shí)性，折算成單纖維強(qiáng)度折算成單纖維強(qiáng)度c.拉伸速度：拉伸速度：v，強(qiáng)力，強(qiáng)力，E 六、纖維拉伸性能的測(cè)試六、纖維拉伸性能的測(cè)試 1.擺錘式強(qiáng)力儀擺錘式強(qiáng)力儀 上夾頭 下夾頭 纖維 重錘桿 支點(diǎn) 標(biāo)尺 轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 指針 L G1 G M=(G1/2+G)Lsin +fM=RP試樣上的負(fù)荷試樣上的負(fù)荷P P與重錘桿與重錘桿擺動(dòng)角擺動(dòng)角的正弦成正比。的正弦成正比。 擺錘式強(qiáng)力儀屬于擺錘式強(qiáng)力儀屬于等速牽等速牽引引式強(qiáng)力儀，由上下夾頭式強(qiáng)力儀，由上下夾頭同時(shí)以不同速度下降，力同時(shí)以不同速度下降

21、，力施加亦呈非線性施加亦呈非線性 下夾頭 纖維 上夾頭 稱桿 v G l0 重錘 支點(diǎn) 2.2.秤桿式強(qiáng)力儀秤桿式強(qiáng)力儀 稱桿上的重錘以稱桿上的重錘以等速等速v v左移，使纖維受力拉伸，左移，使纖維受力拉伸，上夾頭上移量就是試樣的伸長。上夾頭上移量就是試樣的伸長。 重錘左移產(chǎn)生力矩重錘左移產(chǎn)生力矩:M=Gl+G1L/2纖維受力矩纖維受力矩:M=PRP=（Gl+G1L/2）/RRLl3電子強(qiáng)力儀電子強(qiáng)力儀 上夾頭 處理單元 試樣 顯示 打印繪圖儀 v 換算單元 l=vt 力傳感器 下夾頭 固定梁上裝有電阻應(yīng)變絲，上夾頭受到試樣傳送來的拉伸固定梁上裝有電阻應(yīng)變絲，上夾頭受到試樣傳送來的拉伸力，引起

22、電阻應(yīng)變絲的微小變形，而改變電阻值。通過電力，引起電阻應(yīng)變絲的微小變形，而改變電阻值。通過電阻應(yīng)變儀對(duì)信號(hào)的檢測(cè)放大后，直接顯示出拉伸力的大小。阻應(yīng)變儀對(duì)信號(hào)的檢測(cè)放大后，直接顯示出拉伸力的大小。 下夾頭的位移量基本下夾頭的位移量基本上就等于試樣伸長變上就等于試樣伸長變形量形量l l，從而直接根，從而直接根據(jù)移動(dòng)速度據(jù)移動(dòng)速度v v與時(shí)間與時(shí)間t t的積，得出的積，得出l l。 第二節(jié)第二節(jié)纖維的蠕變、松弛和疲勞纖維的蠕變、松弛和疲勞一、纖維的拉伸變形一、纖維的拉伸變形 P0 31 P 1 2 4 5 3 t tt t2 t1 O O t2 t1 纖維拉伸變形的組成纖維拉伸變形的組成急彈性變形

23、急彈性變形 3：加（或去除）外力后能迅速變形。：加（或去除）外力后能迅速變形。緩彈性變形緩彈性變形 4：加（或去除）外力后需經(jīng)一定時(shí)間：加（或去除）外力后需經(jīng)一定時(shí)間后才能逐漸產(chǎn)生（或消失）的變形。后才能逐漸產(chǎn)生（或消失）的變形。塑性變形塑性變形 5：纖維材料受力時(shí)產(chǎn)生變形，去除外力：纖維材料受力時(shí)產(chǎn)生變形，去除外力后，不回復(fù)的變形。（絕對(duì)值）后，不回復(fù)的變形。（絕對(duì)值）可回復(fù)的變形：可回復(fù)的變形：急彈性急彈性+緩彈性緩彈性不可復(fù)的變形：不可復(fù)的變形：塑性變形塑性變形纖維纖維變形：變形：=急急+緩緩+塑塑三種變形三種變形同時(shí)同時(shí)產(chǎn)生，所占比例受纖維的性質(zhì)、產(chǎn)生，所占比例受纖維的性質(zhì)、加負(fù)荷的大

24、小、負(fù)荷的作用時(shí)間的影響。加負(fù)荷的大小、負(fù)荷的作用時(shí)間的影響。二、蠕變二、蠕變 定義：定義：指一定溫度下，紡織材料在一定指一定溫度下，紡織材料在一定外力作用下，其變形隨時(shí)間而變外力作用下，其變形隨時(shí)間而變化的現(xiàn)象?；默F(xiàn)象。產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：隨著外力作用時(shí)間的延長，不斷克隨著外力作用時(shí)間的延長，不斷克服大分子間的結(jié)合力，使大分子逐漸沿著外服大分子間的結(jié)合力，使大分子逐漸沿著外力方向伸展排列，或產(chǎn)生相互滑移而導(dǎo)致伸力方向伸展排列，或產(chǎn)生相互滑移而導(dǎo)致伸長增加。長增加。三、應(yīng)力松弛（變形一定，三、應(yīng)力松弛（變形一定，F(xiàn)-t關(guān)系）關(guān)系） t 0 變形 t1 張力 0 t t1 (t) 或 P(t)

25、 定義：定義：在一定溫度下，拉伸變形保持一定，紡織在一定溫度下，拉伸變形保持一定，紡織材料內(nèi)的應(yīng)力隨時(shí)間的延續(xù)而逐漸減小的現(xiàn)象材料內(nèi)的應(yīng)力隨時(shí)間的延續(xù)而逐漸減小的現(xiàn)象稱為應(yīng)力松弛。稱為應(yīng)力松弛。產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：由于纖維發(fā)生變形時(shí)具有由于纖維發(fā)生變形時(shí)具有內(nèi)應(yīng)力內(nèi)應(yīng)力，使大分，使大分子逐漸重新排列，在此過程中部分大分子鏈段子逐漸重新排列，在此過程中部分大分子鏈段間發(fā)生相對(duì)滑移，逐漸達(dá)到新的平衡，形成新間發(fā)生相對(duì)滑移，逐漸達(dá)到新的平衡，形成新的結(jié)合點(diǎn)，從而使內(nèi)應(yīng)力逐漸減小。的結(jié)合點(diǎn)，從而使內(nèi)應(yīng)力逐漸減小。影響纖維流變性質(zhì)的因素影響纖維流變性質(zhì)的因素纖維本身的結(jié)構(gòu)：分子量增加，分子鏈的極纖維本身

26、的結(jié)構(gòu)：分子量增加，分子鏈的極性、交聯(lián)和結(jié)晶增加，蠕變松弛減少。性、交聯(lián)和結(jié)晶增加，蠕變松弛減少。外界條件：如溫度、濕度增加，蠕變、松弛外界條件：如溫度、濕度增加，蠕變、松弛也增加也增加 時(shí)間 (s) 負(fù)荷 (cN) 伸長 (%) 羊毛纖維在不同負(fù)荷下的蠕變羊毛纖維在不同負(fù)荷下的蠕變 時(shí)間 (s) 溫度 定張力 伸長 (%) 羊毛纖維在不同溫度下的蠕變羊毛纖維在不同溫度下的蠕變 時(shí)間 (s) 應(yīng)力 (N/mm2) 空氣相對(duì)濕度 羊毛在不同相對(duì)濕度下的應(yīng)力松弛羊毛在不同相對(duì)濕度下的應(yīng)力松弛 時(shí)間 (s) 應(yīng)力 (N/mm2) 空氣相對(duì)濕度 滌綸在不同拉伸率下的應(yīng)力松弛滌綸在不同拉伸率下的應(yīng)力松弛

27、固定拉伸率（固定拉伸率（%）四四.纖維的彈性纖維的彈性（1）定義：指纖維變形的恢復(fù)能力。）定義：指纖維變形的恢復(fù)能力。（2）常用指標(biāo)：）常用指標(biāo)：a.彈性回復(fù)彈性回復(fù)率率Re（或稱回彈率）（或稱回彈率）Re=（L1-L2）/（L1-L0）式中：式中：L0纖維加預(yù)加張力使之伸直但不伸長時(shí)的長度（纖維加預(yù)加張力使之伸直但不伸長時(shí)的長度（mmL1纖維加負(fù)荷伸長的長度（纖維加負(fù)荷伸長的長度（mm）L2纖維去負(fù)荷再加預(yù)張力后的長度（纖維去負(fù)荷再加預(yù)張力后的長度（mm） 34T100100deeoe也可表達(dá)為：也可表達(dá)為：圖中：圖中：ec急彈性變形；急彈性變形；cd緩彈性變緩彈性變形；形；do塑性變形；塑

28、性變形；b.彈性功率彈性功率ew100100woabecbeWWee面積面積We為彈性回復(fù)功為彈性回復(fù)功W為拉伸伸長總功為拉伸伸長總功Ew越大，纖維彈性越好越大，纖維彈性越好常用常用（3）影響纖維彈性的因素：）影響纖維彈性的因素：（1）纖維的結(jié)構(gòu)：分子鏈的柔曲性高，彈性好；分子間）纖維的結(jié)構(gòu)：分子鏈的柔曲性高，彈性好；分子間力的作用形式（棉、毛）力的作用形式（棉、毛）（2）相對(duì)濕度：濕度大，回復(fù)差）相對(duì)濕度：濕度大，回復(fù)差（3）測(cè)試條件：負(fù)荷大，伸長長，保持時(shí)間長，回復(fù)差）測(cè)試條件：負(fù)荷大，伸長長，保持時(shí)間長，回復(fù)差纖維的彈性是織物獲得好的尺寸穩(wěn)定性與抗皺性的主纖維的彈性是織物獲得好的尺寸穩(wěn)定

29、性與抗皺性的主要因素。要因素。五、纖維的疲勞特性五、纖維的疲勞特性1.疲勞形式有：蠕變、小負(fù)荷反復(fù)作用。疲勞形式有：蠕變、小負(fù)荷反復(fù)作用。蠕變疲勞（靜態(tài)疲勞）：在一不大的恒定拉伸力作用：在一不大的恒定拉伸力作用下，開始時(shí)纖維材料迅速伸長，然后伸長逐步緩慢，下，開始時(shí)纖維材料迅速伸長，然后伸長逐步緩慢，最后趨于不明顯，到達(dá)一定時(shí)間后，材料在最虛弱的最后趨于不明顯，到達(dá)一定時(shí)間后，材料在最虛弱的地方發(fā)生斷裂。地方發(fā)生斷裂。外力持續(xù)對(duì)材料做功所致外力持續(xù)對(duì)材料做功所致 多次拉伸(或動(dòng)態(tài))疲勞 ：纖維材料經(jīng)受多次加負(fù)荷、：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?yàn)闇p負(fù)荷的反復(fù)循環(huán)作用，因?yàn)樗苄?/p>

30、變形的逐漸積累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。纖維內(nèi)部的局部損傷，形成裂痕，最后被破壞的現(xiàn)象。 疲勞破壞的過程：分子滑移、分子斷裂、裂縫的疲勞破壞的過程：分子滑移、分子斷裂、裂縫的產(chǎn)生與擴(kuò)散、應(yīng)力集中。產(chǎn)生與擴(kuò)散、應(yīng)力集中。2.疲勞曲線疲勞曲線重復(fù)拉伸疲勞圖重復(fù)拉伸疲勞圖 4 1 2 5 e d a b c O 3 0 每一次拉伸到每一次拉伸到某應(yīng)某應(yīng)力力，應(yīng)力持續(xù)一段應(yīng)力持續(xù)一段時(shí)間時(shí)間，出現(xiàn)蠕變，出現(xiàn)蠕變，而后去掉應(yīng)力。而后去掉應(yīng)力。拉伸功回復(fù)系數(shù)：拉伸功回復(fù)系數(shù)：w=cbeRoabe彈性功面積總功面積凈功：凈功：=oabc凈功 面積定負(fù)荷疲勞曲線1凈功

31、積累導(dǎo)致纖維破壞，每一循環(huán)剩余塑性變形變小，四邊形變瘦。o 定負(fù)荷疲勞曲線2：是采用纖維被拉伸到一是采用纖維被拉伸到一設(shè)定負(fù)荷設(shè)定負(fù)荷時(shí)，時(shí)，保持保持這時(shí)的纖維這時(shí)的纖維伸長值伸長值，停頓，停頓一段時(shí)使纖維產(chǎn)生一段時(shí)使纖維產(chǎn)生應(yīng)力松弛應(yīng)力松弛，然后卸去負(fù)荷，然后卸去負(fù)荷，再停頓一定時(shí)間后，進(jìn)行第二次拉伸，依次再停頓一定時(shí)間后，進(jìn)行第二次拉伸，依次重復(fù)，重復(fù)， P P0=const d O P0 a b c e (a)定負(fù)荷 o 定伸長疲勞曲線：是纖維每次被拉伸到一是纖維每次被拉伸到一設(shè)設(shè)定伸長率定伸長率時(shí)，時(shí)，保持保持這時(shí)的這時(shí)的伸長值伸長值，停頓一定，停頓一定時(shí)間，然后卸負(fù)荷，再重復(fù)。時(shí)間，

32、然后卸負(fù)荷，再重復(fù)。 0 0 c d a b O e P 0=const (b)定伸長 3.指標(biāo)和測(cè)定方法指標(biāo)和測(cè)定方法纖維在一定條件下拉伸至斷裂時(shí)，所經(jīng)歷的循環(huán)纖維在一定條件下拉伸至斷裂時(shí)，所經(jīng)歷的循環(huán)次數(shù)（次數(shù)（耐久度或堅(jiān)牢度耐久度或堅(jiān)牢度）4.纖維結(jié)構(gòu)和性能與疲勞的關(guān)系纖維結(jié)構(gòu)和性能與疲勞的關(guān)系 彈性恢復(fù)性能好，塑性變形不易積累，耐疲勞性彈性恢復(fù)性能好，塑性變形不易積累，耐疲勞性好。好。 斷裂功大，凈功積累不易達(dá)到纖維的拉伸斷裂功，斷裂功大，凈功積累不易達(dá)到纖維的拉伸斷裂功，耐疲勞性好。耐疲勞性好。 結(jié)構(gòu)缺陷多，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，耐疲勞性不好。結(jié)構(gòu)缺陷多，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，耐疲勞性不好。

33、第三節(jié)第三節(jié)纖維的彎曲、扭轉(zhuǎn)與壓縮特性纖維的彎曲、扭轉(zhuǎn)與壓縮特性 一、纖維的彎曲一、纖維的彎曲1.纖維彎曲時(shí)受力情況纖維彎曲時(shí)受力情況：外側(cè)外側(cè)受拉，伸長；受拉，伸長；內(nèi)側(cè)內(nèi)側(cè)受壓，壓縮受壓，壓縮2.纖維抗彎剛度纖維抗彎剛度Rf定義：纖維抵抗其形狀發(fā)生彎曲變形的能力。定義：纖維抵抗其形狀發(fā)生彎曲變形的能力。公式：公式：Rf=EII0=r04/4，I=r4f/4Rf=Er4f/4式中：式中：I截面慣性矩（截面慣性矩（cm4）I0截面為圓形纖維的纖維的慣性矩截面為圓形纖維的纖維的慣性矩E纖維的彎曲彈性模量（纖維的彎曲彈性模量（cN/cm2）r實(shí)際截面積折算成正圓形時(shí)的半徑（實(shí)際截面積折算成正圓形時(shí)

34、的半徑（mm）f截面性狀系數(shù)（它等于實(shí)際的慣性矩與正圓形截面慣性矩之比）截面性狀系數(shù)（它等于實(shí)際的慣性矩與正圓形截面慣性矩之比）慣性矩（截面二次軸矩）：面積元素慣性矩（截面二次軸矩）：面積元素dAdA與其至與其至x x軸或軸或y y軸距離平軸距離平方的乘積方的乘積y2dAy2dA或或x2dAx2dA，分別稱為該面積元素對(duì)于，分別稱為該面積元素對(duì)于x x軸或軸或y y軸的。軸的。 Rf大大纖維不易彎曲，不易成圈編織，其織物較纖維不易彎曲，不易成圈編織，其織物較挺爽，有身骨。挺爽，有身骨。Rf小小纖維易產(chǎn)生彎曲，易于成圈編織，其織物纖維易產(chǎn)生彎曲，易于成圈編織，其織物較軟糯。較軟糯。常用纖維常用纖

35、維Rf由大到小的次序?yàn)椋河纱蟮叫〉拇涡驗(yàn)椋浩r麻苧麻玻纖玻纖滌綸滌綸富纖富纖腈綸腈綸維綸維綸蠶絲蠶絲棉棉錦綸錦綸羊毛羊毛纖維種類纖維種類截面形狀系數(shù)截面形狀系數(shù) f f密度（密度（g/cmg/cm3 3）初始模量初始模量E E （cN/texcN/tex）相對(duì)抗彎剛度相對(duì)抗彎剛度R Rf f(10(104 4.cN.cm.cN.cm2 2） 長絨棉長絨棉0.790.791.511.51872.1872.13.663.66細(xì)絨棉細(xì)絨棉0.700.701.501.50353.1353.12.462.46苧麻苧麻0.800.801.521.522224.62224.69.329.32亞麻亞麻0.870

36、.871.511.511166.21166.24.964.96細(xì)羊毛細(xì)羊毛0.880.881.311.31220.58粗羊毛粗羊毛0.750.751.291.29265.623桑蠶絲桑蠶絲0.590.591.321.32141.9141.92.652.65粘膠纖維粘膠纖維0.750.751.521.52515.5515.52.032.03滌綸滌綸0.910.911.381.381107.41107.45.825.82錦綸錦綸6 60.920.921.141.14205.8205.81.321.32錦綸錦綸66660.920.921.141.1421

37、4.6214.61.381.38腈綸腈綸0.800.801.171.17670.3670.33.653.65維綸維綸0.780.781.281.28596.8596.82.942.94玻璃纖維玻璃纖維1.001.002.522.522704.82704.88.548.54異形纖維比圓形纖維異形纖維比圓形纖維Rf大（同品種相同旦數(shù)）大（同品種相同旦數(shù)） 纖維纖維錦綸錦綸聚酯聚酯絲絲截面形狀截面形狀三三葉葉形形 Y Y抗彎剛度抗彎剛度31.831.839.439.434.934.944.044.038.138.1112.6112.6131.5131.5.纖維彎曲性能表征纖維彎

38、曲性能表征o 勾接相對(duì)強(qiáng)度勾接相對(duì)強(qiáng)度( (比強(qiáng)度比強(qiáng)度)pso 打結(jié)相對(duì)強(qiáng)度打結(jié)相對(duì)強(qiáng)度pk 上夾頭 下夾頭 纖維 勾接 實(shí)驗(yàn) 打結(jié) 實(shí)驗(yàn) tLs2NPp tkNPpk拉伸絕對(duì)強(qiáng)度拉伸絕對(duì)強(qiáng)度P勾接相對(duì)強(qiáng)度勾接相對(duì)強(qiáng)度pL勾接絕對(duì)強(qiáng)度勾接絕對(duì)強(qiáng)度PL打結(jié)相對(duì)強(qiáng)度打結(jié)相對(duì)強(qiáng)度pk打結(jié)絕對(duì)強(qiáng)度打結(jié)絕對(duì)強(qiáng)度Pk纖維細(xì)度纖維細(xì)度Nt二、纖維的扭轉(zhuǎn)二、纖維的扭轉(zhuǎn)抗扭剛度抗扭剛度Rt：纖維抵抗扭轉(zhuǎn)變形的能力。：纖維抵抗扭轉(zhuǎn)變形的能力。Rt=Et*Ip式中式中：Et剪切彈性模量；剪切彈性模量；Ip截面極慣性矩截面極慣性矩。Rt大大加捻時(shí)阻力較大，纖維易遭到破壞或產(chǎn)生塑性加捻時(shí)阻力較大，纖維易遭到破壞或產(chǎn)生

39、塑性變形，且有較強(qiáng)的退捻趨勢(shì)變形，且有較強(qiáng)的退捻趨勢(shì)。42pIr某個(gè)截面對(duì)于一個(gè)點(diǎn)的某個(gè)截面對(duì)于一個(gè)點(diǎn)的極慣性矩極慣性矩 ，等于該截面對(duì)以該點(diǎn)，等于該截面對(duì)以該點(diǎn)為原點(diǎn)的任意一組正交坐標(biāo)系的截面二次軸矩之和。為原點(diǎn)的任意一組正交坐標(biāo)系的截面二次軸矩之和。 各種纖維的扭轉(zhuǎn)性能各種纖維的扭轉(zhuǎn)性能纖維種類纖維種類扭轉(zhuǎn)截面形狀系數(shù)扭轉(zhuǎn)截面形狀系數(shù)t t相對(duì)剪切彈性模量相對(duì)剪切彈性模量E Etltl(gf/tex(gf/tex) )相對(duì)抗扭剛度相對(duì)抗扭剛度R Rf f(10(10- -4 4gfgfcmcm2 2/tex)/tex)棉棉0.710.711651657.97.9羊毛羊毛0.980.9885

40、856.76.7桑蠶絲桑蠶絲0.840.8416816810.210.2柞蠶絲柞蠶絲0.350.352302306.06.0苧麻苧麻0.770.771091095.65.6亞麻亞麻0.940.9487875.85.8普通粘膠纖維普通粘膠纖維0.930.9374744.74.7滌綸滌綸0.990.9965654.74.7錦綸錦綸0.990.9945454.04.0腈綸腈綸0.570.5799995.25.2維綸維綸0.670.6775753.63.6玻璃纖維玻璃纖維1.001.00164016406464三、纖維的壓縮三、纖維的壓縮纖維集合體的壓縮變形以材料層體積或高度的變化纖維集合體的壓縮變形

41、以材料層體積或高度的變化來表示。來表示。壓縮變形的絕對(duì)值壓縮變形的絕對(duì)值b=V0-Vk（cm3）壓縮變形的相對(duì)值壓縮變形的相對(duì)值=(V0-Vk)/V0=1-hk/h0式中：式中：V0試樣壓縮前的原始體積（試樣壓縮前的原始體積（cm3）Vk試樣達(dá)到規(guī)定壓力時(shí)的體積（試樣達(dá)到規(guī)定壓力時(shí)的體積（cm3）h0試樣壓縮前的原始高度（試樣壓縮前的原始高度（cm）hk試樣的最終高度（試樣的最終高度（cm)第四節(jié)第四節(jié)纖維的摩擦性質(zhì)纖維的摩擦性質(zhì) *纖維的摩擦抱合性質(zhì)與可紡性、織物的手感、起毛起球、纖維的摩擦抱合性質(zhì)與可紡性、織物的手感、起毛起球、耐磨和抗皺等有關(guān)耐磨和抗皺等有關(guān)o 與紡紗工藝的關(guān)系：摩擦現(xiàn)象

42、貫穿于整個(gè)紡紗過程；與紡紗工藝的關(guān)系：摩擦現(xiàn)象貫穿于整個(gè)紡紗過程；o 與紗、布關(guān)系：有了摩擦力，紗、布才具有一定服用價(jià)與紗、布關(guān)系：有了摩擦力，紗、布才具有一定服用價(jià)值；值；o 與磨損的關(guān)系：纖維、機(jī)件被磨損，降低了使用價(jià)值；與磨損的關(guān)系：纖維、機(jī)件被磨損，降低了使用價(jià)值；o 與發(fā)熱的關(guān)系：高速縫紉可能達(dá)與發(fā)熱的關(guān)系：高速縫紉可能達(dá)300c，使縫針彎曲，使縫針彎曲，縫線熔融；縫線熔融；o 與靜電的關(guān)系：摩擦起靜電，靜電聚集，干擾紡紗工藝與靜電的關(guān)系：摩擦起靜電，靜電聚集，干擾紡紗工藝正常進(jìn)行，特別是化纖正常進(jìn)行，特別是化纖。1.摩擦力摩擦力F2 定義：纖維之間或纖維與機(jī)件之間，在一定義：纖維之

43、間或纖維與機(jī)件之間，在一定正壓力作用下，作相對(duì)滑動(dòng)時(shí)所定正壓力作用下，作相對(duì)滑動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的切向阻力。產(chǎn)生的切向阻力。F=N-摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)一纖維的摩擦、抱合和切向阻力一纖維的摩擦、抱合和切向阻力 問題：在沒有正壓力的情況下纖維間是不是也存在摩擦力？2.抱合力抱合力F1定義：定義：纖維間在法向壓力為零時(shí)，做相對(duì)滑動(dòng)時(shí)纖維間在法向壓力為零時(shí)，做相對(duì)滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的切向阻力。產(chǎn)生的切向阻力。產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：因?yàn)槔w維具有卷曲、轉(zhuǎn)曲、鱗片、表面粗因?yàn)槔w維具有卷曲、轉(zhuǎn)曲、鱗片、表面粗糙凹凸不平，且細(xì)長柔軟。糙凹凸不平，且細(xì)長柔軟。作用：作用：纖維必須具有一定的抱合力，棉卷、棉條才具纖維必須具有一定的抱合

44、力，棉卷、棉條才具有一定強(qiáng)力，紡紗工藝才能順利進(jìn)行。有一定強(qiáng)力，紡紗工藝才能順利進(jìn)行。3.切向阻力切向阻力F切向阻力切向阻力F=F1+F2F1-抱合力抱合力;F2-摩擦力摩擦力fN=F1+N切向阻抗系數(shù)切向阻抗系數(shù)f=F1/N+二纖維摩擦抱合性質(zhì)的指標(biāo)與測(cè)試二纖維摩擦抱合性質(zhì)的指標(biāo)與測(cè)試 1.抱合力的指標(biāo)與測(cè)定抱合力的指標(biāo)與測(cè)定（1）抱合系數(shù)）抱合系數(shù)h(cN/cm)定義：單位長度纖維上的抱合力。定義：單位長度纖維上的抱合力。h=F1/L測(cè)試方法：從沒有法向壓力的纖維條中夾取一根測(cè)試方法：從沒有法向壓力的纖維條中夾取一根纖維，測(cè)定取出這根纖維所需的力纖維，測(cè)定取出這根纖維所需的力F1（cN，即

45、抱合力）和纖維的長，即抱合力）和纖維的長l（cm）的比值。的比值。（2）抱合長度）抱合長度Lh(m)方法：將纖維制成一定規(guī)格的沒有法向壓力的纖方法：將纖維制成一定規(guī)格的沒有法向壓力的纖維維條，在強(qiáng)力儀上以大于纖維長度的適當(dāng)上下夾持條，在強(qiáng)力儀上以大于纖維長度的適當(dāng)上下夾持距離拉斷，測(cè)得它的強(qiáng)力和纖維條的特?cái)?shù)。距離拉斷，測(cè)得它的強(qiáng)力和纖維條的特?cái)?shù)。Lh=F1/Ntex式中：式中：F1纖維條的強(qiáng)力纖維條的強(qiáng)力(gf)Ntex纖維條的特?cái)?shù)纖維條的特?cái)?shù)2.影響纖維抱合力的因素：影響纖維抱合力的因素：o 纖維的幾何形態(tài)（表面結(jié)構(gòu)、纖維長度、纖維的幾何形態(tài)（表面結(jié)構(gòu)、纖維長度、卷曲度）；卷曲度）；o 排列

46、形狀；纖維彈性；表面油劑排列形狀；纖維彈性；表面油劑；o 溫濕度；溫濕度；o 纖維卷曲或轉(zhuǎn)曲多，細(xì)長而較柔軟纖維卷曲或轉(zhuǎn)曲多，細(xì)長而較柔軟抱抱合力較大合力較大 幾種纖維的抱合性能幾種纖維的抱合性能 纖維種類纖維種類 纖維線密纖維線密度度(dtex(dtex) )纖維長度纖維長度(mm)(mm)2020C C時(shí)的時(shí)的抱合長度抱合長度(mgf/tex(mgf/tex) )5050C C時(shí)的時(shí)的抱合長度抱合長度(mgf/tex(mgf/tex) )羊毛羊毛直徑直徑23m23m55 55 30304848滌綸滌綸 4.4 4.4 70 70 65657575腈綸腈綸 3.85 3.85 9090474

47、74545錦綸錦綸3.3 3.3 70709595156156三三.影響纖維摩擦系數(shù)的因素影響纖維摩擦系數(shù)的因素 o a.法向壓力的影響法向壓力的影響實(shí)驗(yàn)證明兩物質(zhì)間的正壓實(shí)驗(yàn)證明兩物質(zhì)間的正壓力與摩擦力并非線性關(guān)系：力與摩擦力并非線性關(guān)系：naNF 1naNNF得到摩擦系數(shù)：得到摩擦系數(shù)：1 ,32的范圍為n0 ,311的范圍為n纖維的摩擦系數(shù)為減函數(shù)纖維的摩擦系數(shù)為減函數(shù)結(jié)論：正壓力增加，摩擦系數(shù)減小b.滑動(dòng)速度的影響滑動(dòng)速度的影響纖纖維維SD粘膠與粘膠粘膠與粘膠0.350.26錦綸與錦綸錦綸與錦綸0.470.40羊毛與羊毛與羊毛羊毛順鱗片方向順鱗片方向逆鱗片方向逆鱗片方向同纖維方向同纖維

48、方向0.130.680.15羊毛與羊毛與粘膠粘膠順鱗片方向順鱗片方向0.110.09逆鱗片方向逆鱗片方向0.390.35羊毛與羊毛與錦綸錦綸順鱗片方向順鱗片方向0.260.21逆鱗片方向逆鱗片方向0.430.35一般認(rèn)為靜摩擦力一般認(rèn)為靜摩擦力F FS S大于動(dòng)摩擦力大于動(dòng)摩擦力F FD D 滑動(dòng)過程：滑動(dòng)過程：由靜到動(dòng)，由靜到動(dòng)，而后隨滑動(dòng)速度，而后隨滑動(dòng)速度，到一定的到一定的v時(shí)時(shí)穩(wěn)定。穩(wěn)定。vOSD流體潤滑邊界潤滑大多測(cè)試段滑動(dòng)速度滑動(dòng)速度v與摩擦系數(shù)與摩擦系數(shù)的關(guān)系的關(guān)系在某速度在某速度v vc c以下靜摩擦以下靜摩擦因數(shù)大于動(dòng)摩擦因數(shù)因數(shù)大于動(dòng)摩擦因數(shù)s s

49、d d ，出現(xiàn)，出現(xiàn)“粘粘滑滑”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。FSFFDxO(FS,FD)v下移動(dòng)板上滑動(dòng)塊F彈簧(a)(b)粘滑過程及摩擦力曲線粘滑過程及摩擦力曲線合纖在低速時(shí)，存在粘滑現(xiàn)象，合纖在低速時(shí)，存在粘滑現(xiàn)象，變化較大。變化較大。一般測(cè)一般測(cè)動(dòng)。希望動(dòng)。希望0.1m/min0.1m/min以上。以上。粘滑（粘滑（stickstickslipslip）現(xiàn)象）現(xiàn)象纖維間相對(duì)低速滑移時(shí)，會(huì)發(fā)生時(shí)而保持不動(dòng)（粘），纖纖維間相對(duì)低速滑移時(shí)，會(huì)發(fā)生時(shí)而保持不動(dòng)（粘），纖維產(chǎn)生變形或同向移動(dòng)；時(shí)而又相對(duì)快速滑移（滑），這維產(chǎn)生變形或同向移動(dòng)；時(shí)而又相對(duì)快速滑移（滑），這種現(xiàn)象稱為粘滑（種現(xiàn)象稱為粘滑（sticks

50、tickslipslip）現(xiàn)象。）現(xiàn)象。 化纖油劑的影響化纖油劑的影響化纖不上油，干摩擦?xí)r化纖不上油，干摩擦?xí)r切向阻抗系數(shù)切向阻抗系數(shù)大大上油少上油少（油膜在纖維表面形成單分子層，（油膜在纖維表面形成單分子層，邊界潤滑邊界潤滑權(quán)重下降權(quán)重下降）上油多上油多（屬液體摩擦屬液體摩擦，與油的粘度有關(guān)），與油的粘度有關(guān)）因?yàn)橐驗(yàn)榕c上油量有關(guān)與上油量有關(guān)在一定范圍內(nèi)，上油量在一定范圍內(nèi)，上油量，；超過一定量后，上油量超過一定量后，上油量，。油劑不僅可降低纖維比電阻，改善抗靜電性能，油劑不僅可降低纖維比電阻，改善抗靜電性能，還能增進(jìn)纖維間抱合，增加平滑，降低纖維表面還能增進(jìn)纖維間抱合，增加平滑，降低纖維表面的