纖維材料機械性能

纖維材料機械性能第一頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三7.1.1拉伸指標(2)拉伸曲線有關的指標A.初始模量初始模量是指纖維負荷—伸長曲線上起始一段（纖維基本伸直后拉伸的一段）較直部分伸直延長線上應力應變之比。

B.屈服點的應力應變，即b點；C.斷裂功、比功、功系數(shù)：斷裂功是指拉斷纖維時外力所做的功，也就是纖維受拉伸到斷裂時所吸收的能量。拉斷單位細度、單位長度纖維所消耗的斷裂功叫比功。曲線下面積與矩形面積之比叫功系數(shù)。第二頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三7.2影響拉伸強力的因素7.2.1環(huán)境溫濕度隨溫度升高，纖維強力下降，伸長增加，但溫度過高伸長則會減小。7.2.2試樣長度試樣愈長，強力愈低。因為沿纖維長度方向，強度是不均一的，纖維總是在最薄弱處斷裂，試樣愈長，出現(xiàn)最薄弱環(huán)節(jié)的概率越大，越容易發(fā)生斷裂，強力下降——弱環(huán)定理。7.2.3纖維根數(shù)束纖維中的纖維根數(shù)愈多，由束纖維強力計算得的平均單纖維強力愈低，而且比單根測量時的平均強力低。是斷裂的不同時性造成的。第三頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三7.2.4拉伸速度一般情況下，隨拉伸速度增加，斷裂強力，初始模量，屈服應力等均會提高，而斷裂伸長無一定規(guī)律。7.2.5拉伸形式（1）等速牽引（CRT）——擺錘式強力儀（2）等加負荷（CRL）——卜氏強力儀，棉纖維斯特勒強力儀（3）等速伸長（CRE）——電子式強力儀，此方法現(xiàn)在為國際推廣方法。試驗參數(shù)不同，所測結(jié)果不同，不具備可比性第四頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三7.3黏彈體的力學行為特征7.3.1概念紡織纖維是典型的黏彈體，即兼具黏性流動體（無定形區(qū)）和剛性體（結(jié)晶區(qū)）的力學特性。這種黏性與彈性的組合稱為黏彈性，具備黏彈性的物體稱為黏彈體。7.3.2三種變型（1）急彈性變形：隨外力迅速產(chǎn)生和恢復的變形（2）緩彈性變形：隨外力逐漸產(chǎn)生且逐漸恢復的變形（3）塑性變形：隨外力產(chǎn)生，但外力去除后不恢復的變形雖然我們把纖維的變形分為三類逐一來說明，但實際上他們之間是互相聯(lián)系，互相制約的，在材料受外力時，它們同時出現(xiàn)，只是在不同時間，不同負荷或不同拉伸階段時它們間的比例不同而己。第五頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三7.3.3蠕變與應力松弛

（1）蠕變：在一定（固定）的拉伸（負荷）條件下，纖維的變形隨時間逐漸增加的現(xiàn)象。

（2）應力松馳：當纖維被拉伸到一定變形值，保持恒定時，其內(nèi)應力隨時間逐漸減小的現(xiàn)象。蠕變和應力松弛實質(zhì)上是一個問題的兩個方面：都是反映大分子的滑移運動。7.3.4彈性纖維的彈性是指纖維承受負荷后產(chǎn)生變形，負荷取除后，具有恢復原來尺寸和形狀的能力。它影響到紡織材料的耐磨性，抗折皺性，手感，尺寸穩(wěn)定性，耐沖擊性，抗疲勞性等許多性能。纖維的彈性包含變形能力與變形的恢復能力兩方面。而人們通常只講變形的恢復能力。

纖維的彈性根據(jù)恢復時間可以分為急彈性恢復和緩彈性恢復。根據(jù)作用形式又可分為定負荷彈性恢復和定伸長彈性恢復。第六頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三7.3.4彈性定負荷彈性恢復率和定伸長彈性恢復率與作用條件的曲線圖。從右圖可以看出：定負荷值或定伸長值越大，彈性回復率越小。在表征材料彈性時一定要注意這種規(guī)律，否則會給判斷或結(jié)論造成影響。第七頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三7.3.5疲勞小應力長期作用下發(fā)生的破壞，就叫疲勞。這是一種最普遍的破壞形式。

影響疲勞的因素主要有：（1）纖維的結(jié)構(gòu)與性能（分子鏈的變形能力及變形后的恢復能力大，則耐疲勞）（2）負荷大?。?）作用方式

（4）溫濕度P1——疲勞耐久限第八頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三7.4纖維的表面力學性質(zhì)7.4.1基本指標（1）摩擦力F摩

（2）摩擦因數(shù)f，F(xiàn)摩=f×N，N——法向壓力（3）抱合力F抱，在法向力等于零時纖維材料相對移動時的切向阻力（4）切向阻力F切，F(xiàn)切=F抱+F摩

（5）抱合系數(shù)h，單位長度纖維所具有的抱合力（6）抱合長度Ln，粗紗或纖維條的重力等于其抱合力時所具有的長度。公式與斷裂長度類似，單位為米7.4.2影響摩擦的因素（1）法向壓力（或張力）切向阻力的增加率不隨正壓力上升成等比例增加，但切向阻力是增加的。切向阻抗系數(shù)隨法向壓力的增加而下降，逐漸趨于一定值。第九頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三（2）溫濕度一般纖維摩擦時的切向阻抗系數(shù)隨溫度升高而降低。對合成纖維來說，當溫度升高到一定值后，摩擦時的切向阻抗反而會隨著溫度的繼續(xù)上升而加大。（3）表面潤滑劑狀況潤滑劑的黏滯系數(shù)和滑動速度共同作用構(gòu)成對摩擦力的影響。潤滑劑對纖維的摩擦有顯著的影響。（4）滑動速度滑動速度對切向阻力的影響規(guī)律為低速區(qū)切向阻力呈波動狀態(tài)，大于某速度后，隨速度上升切向阻力上升第十頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三（5）表面粗糙度7.4.2影響摩擦的因素

一般規(guī)律如右圖所示，在大多數(shù)情況下，表面越光滑，摩擦系數(shù)越小，但光滑到一定程度之后，摩擦系數(shù)反而會隨著表面光滑程度的提高而提高。第十一頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三7.5纖維彎曲、扭轉(zhuǎn)、壓縮性質(zhì)簡介（1）概念≥纖維是極易變直為彎的，有的本身就是卷曲的。我們這里所說的彎曲則是指外力作用下的彎曲變形。（2）影響纖維彎曲的內(nèi)部因素有形狀，粗細，模量（3）破壞形式是彎斷，實質(zhì)是彎曲外緣的拉斷或內(nèi)緣的擠裂。（4）實用指標

A．打結(jié)強度（率）PDV

B．勾結(jié)強度（率）PgV

C.最小允許曲率半徑rb

D.抗彎次數(shù)（疲勞）7.5.1纖維的彎曲第十二頁，共十三頁，編輯于2023年，星期三（1）概念纖維在剪切扭矩作用下，產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)彎形。

（2）影響纖維扭轉(zhuǎn)的內(nèi)部因素有形狀，粗細，模量（3）破壞形式以軸向劈裂為主，也有剪切破壞形式。（4）實用指標

A．斷裂捻角

B.