第八章 纺织纤维和纱线的力学性质

第八章纺织纤维和纱线的力学性质
一. 名词解释:
1. 绝对强度
2. 相对强度
3. 断裂长度
4. 勾接强度
5. 打结强度
6. 断裂伸长率
7. 予加张力8. 初始强度9. 屈服点
10. 断裂功11. 断裂比功12. 急弹性变形
13. 缓弹性变形14. 塑性变形15. 弹性回复率
16. 弹性功率17. 蠕变18. 应力松驰
19. 疲劳20. 抗弯刚度21. 抱合力
22. 抗扭刚度23. 摩擦力24. 负荷一伸长曲线
25. 抱合长度26. 断裂时间27. 质量比功
28. 湿干强度比29. 动态模量30. 断裂的不同时性
二. 填空题
1. 苎麻纤维拉伸曲线的主要特征为___________、__________、_________、______________、_______________。

2. 羊毛纤维拉伸曲线的主要特征为________________、_______________、___________________、_________________、________________。

3. 测定纤维拉伸弹性的主要方法有_________________、________________。

4. 在测定纤维的拉伸性质, 应注意的环境条件为__________、___________。

5. 根据加负荷形式, 目前测定纤维拉伸性质的仪器类型有_____________、____________、_____________。

6. 在比较纺织材料拉伸性质时, 需加予张力, 选择予张力的原则是______
__________________________。

7. 纤维间的切向阻力包括____________和____________。

8. 引起纺织材料间产生摩擦力的机理有______________________________、_________________、___________________。

9. 棉、苎麻均为天然纤维素纤维, 但苎麻纤维的断裂伸长率远比棉纤维小, 这是由于___________________________________。

10. 表示纺织材料坚韧性的指标有______________________。

11. 常用比容大小来表示纤维集合体的___________性质。

12. 分析纤维热机械性质的静态学方法有_______________、_____________、______________、________________。

13. 比较纺织材料拉伸性质时, 要求用相对指标, 这是由于_____________
_________________________________________。

14. 拉伸负荷一伸长曲线可分为线性区, 屈服区和强化区, 其中________区中产生单位变形所需的力最小。

15. 常见化纤中, 耐磨性最好的是___________, 因为______________弹性好。

16. 纤维的断裂机理是由于______________________和________________。

17. 测定纤维的伸长时, 如果增加试样的长度, 测得的纤维强度________。

18. 一般纱线断裂的原因主要是_______________和______________。

19. 负荷一伸长曲线上断裂点的横纵标表示________________, 纵坐标表示_________________, 应力应变曲线上断裂点的横坐标表示______________, 纵坐标表示
_____________。

20. 初始模量的大小反映纤维的刚性, 初始模量大, 表示纤维____________。

21. 拉伸变形的种类有_______________、_______________、____________。

22. 在外力拉伸时, 由于纱中纤维存在断裂的不同时性, 故______ 层纤维先断裂, ______层纤维后断裂。

三. 选择题
1. 天然纤维与化学纤维相比, 试样长度对拉伸性能影响最大的是( )
①天然纤维②化学短纤维③化纤长丝
2. 3分特的涤纶、腈纶、丙纶纤维, 经强度测定, 均为16CN, 三种纤维的应力为( )
①涤纶〉丙纶〉腈纶②涤纶〉腈纶〉丙③丙纶〉腈纶〉涤纶
3. TG001型电子强力仪属( )
①等加负荷型②等速拉伸型③等速伸长型
4. 随着相对湿度的提高, 强度变化最小的纤维是( )
①蚕丝②涤纶③粘胶纤维
5. 受温度影响最小的纤维( )
①丙纶②氯纶③麻纤维
6. 在绳子上悬挂比其断裂强度小的重物, 经一定时间后, 绳子断裂, 这种断裂属( )
①应力松驰断裂②动态疲劳断裂③蠕变伸长断裂
7. 纤维打结强度与拉伸强度的比值一般( )
①大于1 ②小于1 ③等于1
8. 纺织材料拉伸至断裂的时间越短, 其强度( )
①越大②越小③不变
9. 在疲劳试验过程中, 每次去负荷后放松时间越长( )
①越容易疲劳②不容易疲劳③放松时间与疲劳无关
10. 纺织材料经多次拉伸后的拉伸曲线所呈现出的初始模量( )
①增大②减小③不变
11. 摆锤式强力机上的扇形强力标尺刻度间的间距随试样强力的增加刻度间距( )
①增大②减小③不变
12. 纱线断裂时, 无论是长丝纱或短纤维纱均有( )
①外层先断裂, 然后内层断裂
②内层先断裂, 然后外层断裂
③内, 外层同时断裂
13. 毛涤混纺纱的强力随( )上升而混纺纱强力上升
①随毛纤含量上升②涤纶③与毛, 涤含量多少无关
四. 是非题, 正确的打“√”, 错误的打“×”
1. 由高强度纤维制成的纺织品, 不一定经久耐用。

( )
2. 断裂长度是反映纤维长度的指标。

( )
3. 棉和粘胶纤维随吸湿增加, 强力都增加。

( )
4. 用定伸长弹性测定法, 所得有关指标是条件值。

( )
5. 纤维的强度与分子量呈线性相关。

( )
6. 用瞬时恢复变形大的纤维制成的产品, 其尺寸稳定性好。

( )
7. 今测得腈纶纤维与涤纶纤维的应力相同, 则两种纤维的断裂长度也相同。

( )
8. 玻璃纤维的拉伸强度和勾接强度都很大。

( )
9. 同种化纤的初始模量随拉伸倍数的增加而增加。

( )
10. 纺织纤维的断裂都是因为大分子间滑移造成的。

( )
11. 200根棉纤维的束纤维强度为600CN, 用单纤维测定法, 测得粘胶纤维的平均单强为3CN, 则两种纤维的单纤维强度相等。

( )
12. 混纺纱的张力随强度大的纤维的混纺比增加。

( )
13. 涤棉混纺纱强力随涤纤维的混纺比增加, 涤棉纱的强度上升。

( )
14. 短纤维纱断裂时, 是由外层先断裂, 然后再由内层纤维断裂。

( )
15. 纱线的断裂都是由组成纱线的纤维断裂造成的。

( )
16. 当试样长度加长时, 这时所测得的纤维的强度亦上升。

( )
17. 进行缕纱强力测试时, 随着试样中纱线根数的增加, 测得强力会上升。

( )
18. 涤棉混纺纱, 当涤比例〈50％, 这时随涤含量的上升而混纺纱强力下降。

( )
19. 在强度较低的纤维中渗入强度较高的纤维, 混纺后成纱强度必定提高。

( )
20. 纤维的强度试验中, 试样越长, 强度值越偏小。

( )
21. 纤维在纱线中的强度利用系数小于1。

( )
五. 简答题
1. 拉伸的相对强度指标有哪几种? 它们之间如何换算?
2. 初始模量, 屈服应力拉伸断裂功各有何物理意义?
3. 应力应变曲线与拉伸变形曲线(负荷一伸长曲线)有何异同? 如何由拉伸变形曲线转换成应力应变曲线?
4. 在应力应变曲线上可以计算出哪些指标?
5. 初始模量高低与纤维性能有何关系?
6. 试根据棉、毛、麻、涤纶, 锦纶的应力应变曲线上的断裂点的位置, 说明它们属于哪种类型的纤维, 并叙述它们的断裂强度, 断裂伸长率与初始模量大小的顺序。

7. 表示纺织纤维变形恢复能力(伸长量及功)的指标是什么? 定义、单位是什么?
8. 拉伸中蠕变和应力松驰的现象是怎样的? 蠕变和松驰的速度主要受哪些因素的影响?
9. 如果某一纤维的弹性恢复率为100％, 其是否会产生蠕变和应力松驰?
10. 抱合力的概念是什么? 纤维在什么状态下表现出抱合力?
11. 为什么测定缕纱强力时, 随着试样的纱线根数的上升, 测得的强力会下降呢?
12. 什么是纤维的疲劳? 为什么会发生疲劳?
13. 影响纤维材料疲劳的因素有哪些? 常见纤维中哪种纤维的耐疲劳性最好? 为延长纺织品的使用寿命, 使用中应注意什么?
14. 什么是纤维的弹性? 为什么羊毛纤维的弹性优于棉、麻?
六. 问答题
1. 纤维被拉伸后会产生哪三种变形? 其特征如何? 三种变形的实质是什么? 实际中如何区别他们? 为什么说它们之间没有截然分开的界限?
2. 表示纤维弯曲, 扭转, 压缩性能的指标有哪些? 纤维弯曲, 扭转, 压缩的破坏形式是怎样的? 能否判别?
3. 抗弯刚度和抗扭刚度的概念是怎样的? 弯曲和扭转的断面形状系数的概念是
什么?为什么会有很大差异?
4. 什么叫断裂的不同时性? 在混纺纱中对纱的强力会产生什么样的影响?
5. 试述纤维的拉伸断裂过程
6. 论述影响纤维拉伸性质的主要因素
7. 试述纱线的拉伸断裂机理及影响断裂的主要因素
8. 试述纤维的摩擦机理和影响纤维摩擦系数的因素
七. 作图与计算
1. 测得某批19tex棉纱的平均单纱强力为
2.7N, 求特数制和旦数制断裂强度和断裂伸长
2. 今测得3dtex涤纶纤维的绝对强度为18CN, 试样支持距离为20mm, 又测得6dtex锦纶纤维的绝对强度为36CN, 试样支持距离为10mm, 问三种纤维的相对强度何者为大? 为什么?
3. 根据下表内的已知数, 求出表中右下部分所列出的①～的各项指标。

4. 作出定伸长弹性的封闭图和展开图, 并从图中求出弹性率和功率的表达式
5. 有一批纺织纤维, 它们的细度及测得的平均单纤维强力值如下: 棉6000公支, 5.6CN; 毛21um, 4.2CN; 苎麻2000公支, 2
6.88CN; 粘胶2.5旦,
7.5CN; 锦纶60, 17CN; 锦纶2.78dtex, 16.8CN; 腈纶6旦, 22.2CN, 计算并列出断裂长度, 相对强力和断裂应力三种指标的大小和顺序
6. 细度为2000公支的苎麻纤维, 测得其平均单强为22.5gf, 细度为2.5D 的丙纶纤维, 测得其平均单强为12.5gf, 试用以下指标求两种纤维的强度大小
①断裂强度(kg) ②断裂应力kgf／mm2, N／mm2
③相对强度kg／D CN／dtex
(注: 1kg＝9.8N r苎＝1.5g／cm3 r内＝0.91g／cm3)
7. 测得由中段称重法切取的20mm长的锦纶纤维重量为6.8mg, 根数为2000根, 纤维的实际回潮率为4.0％, 已知该纤维的平均单纤维强力为7.60gf, 求该纤维的相对断裂强度(CN／dtex)和断裂长度(km)
8. 今测得由24根单丝组成的锦纶复丝100m长的重量为1.33g, 实际回潮为4.0％, 并测得单丝强力的平均值为28.7gf，试求: ①该单丝的直径; ②单丝的断裂长度; ③单丝的相对断裂强度(CN／dtex)
(注: 锦纶长丝的公定回潮率为5％, 锦纶单丝的比重为 1.14g／cm3, 1kg＝9.8N＝
980CN, 1tex＝10dtex)
9. 已知一6000公支棉纤维的单强平均值为3.75gf, 试样夹持长度为10mm, 拉伸速度为10mm／min, 从其拉伸到断裂的平均时间为12S, 试求: ①纤维的断裂长度; ②相对断裂强度; ③断裂伸长度, 并问试验条件是否合理, 如何?
10. 用平均单强为40CN, 细度为6000公制支数的棉纤维纺得纯棉纱, 测得缕纱修正强力为640N, 每100缕纱重量为2.7g, 纱的实际回潮率为7.5％, 已知棉纱的公定回潮率为8.5％, 该棉纱缕比为0.75, 纱的体积重量为0.85g／cm3, 求: ①该纱的品质指标; ②单纱强力; ③纱截面内纤维的平均根数; ④纱中纤维的强力利用系数。