第9章-织物剪切性能设计

织物组织和经纬纱线屈曲率的函数。
剪切刚度G与原料、结构的关系
由方程 (1)、(2)和(5)可得方程（6）：
F m 2 N u (C ) L
微分可得力学方程：
G1
G2
F1 u 1 (C ) 100 k n2 ( 1 (C ) u )
F m f L
m k n1 n2
m－单位面积织物中经纬纱线的交织点数 ； f－单个交织点处经纬纱间的摩擦力； L－受剪切力的试样长度（5cm）。
n1 n2 织物经、纬纱密度
k 组织系数，平纹k=1，2/2斜0.5
摩擦力f分析 张力N作用下纱线受力状态如图，交织 点处纱线间的摩擦力f为：
f P u

u
（2）
－ 经纬纱线间的摩擦系数。
图9-7 纱线在恒定张力下的受力状态
压力P与张力N的关系取决于织物结构，可用下 面近似方法求取，织物结构简化模型如图9-8
(C )
（a）小浮长模型 （b）大浮长模型 图9-8 织物结构的简化模型
P 2 N (C )
（5）
式中 (C ) －
12
2.2 精纺毛型织物剪切刚度

1 ， 2 与织物结构参数的相关系数
1
经纬纱接触面积（s） 0.77
2
0.80
经纱捻系数
纬纱捻系数 含毛率（％） 织物组织（k）
-0.51
-0.06 -0.14 -0.64
-0.55
-0.07 -0.12 -0.64
s d1 d 2 •经纬纱接触面积s∝经纬纱直径之积 •摩擦系数变化率与经纬纱接触面积的关系最密切
2.1 织物剪切刚度G的理论方程
——与织物结构、原料性能关系
G
F
剪切力－织物剪切变形曲线
2.1 织物剪切刚度G的理论方程
假定：
织物剪切变形作用仅由经纬纱交织点处摩擦阻力决定； 每个经纬纱交织点的摩擦阻力是相同的； 忽略在剪切过程中纱线的弯曲阻力的影响
单位宽度内织物所受到的剪切力取决于经纬纱交织点数和 每个交织点处的摩擦力，即
µ 2 /（cN•（cm•º）-1 ）
k=0.5 k=0.67 k=1 k<0.5
0.0500
0.1000
0.1500
s /mm 2
s /mm 2
摩擦系数变化率随s增大而增大， 不同织物组织的变化趋势线，存在差异
2.2 精纺毛型织物剪切刚度
1 0.0198 0.2446 ( s / k ) 0.0146 0.2137 (s / k ) 2
织物剪切刚度与剪切滞后 川端季雄将扭矩与织物剪切滞后联系起来； J. L. Hu 对不同方向上的剪切刚度与剪切滞后性能 之间的关系作了详细分析。
织物剪切性能与结构参数的关系模型 利用能量分析法 利用织物结构和纱线性质建立力学模型。 Grosberg和Park推导出平纹织物剪切模量及剪 切变形角与纱线弯曲刚度和织物结构参数之间的 关系模型。
0.12
-1
0.1
-1 • °）
•°）
0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4
F2 u 2 (C ) 100 k n1 ( 2 (C ) u )
－织物组织和经纬纱线屈曲率的函数 u -经纬纱间的摩擦系数 (C ) ——织物组织和经纬纱屈曲率的函数
令：
1 100 (
u 1 (C ) 1 (C ) u )
N. PAN将小变形下的剪切变形行为看作经纬
纱交织点间纤维集合体的弯曲行为和经纬纱 交织点处滑动摩擦行为的组合； Skelton 从织物结构角度推导剪切刚度模型； Leaf推导平纹织物剪切模量与结构参数及纱 线弯曲刚度之间的关系方程 。
织物拉伸剪切测试仪
dFs G d
2 织物剪切刚度G的设计
u 2 (C ) 2 (C ) u )
G1 k n2 1
G2 k n1 2
2 100 (
1 、 2 定义为摩擦系数随剪切角的变化率， 它很难具体地计算或测量，可以通过实验 来探讨与织物表面结构及纱支等结构参数 的函数关系。
第9章 机织物弯曲和剪切性能设计 9.2 剪切性能的设计原理
主要内容
1 织物剪切性能概述
2 织物剪切刚度的设计
织物剪切刚度的理论方程
精纺毛型织物的织物剪切刚度预测
涤长丝织物的剪切刚度预测
3 织物剪切滞后量的设计
1 织物剪切性能概述
剪切变形：面料受自身平面内的力或力矩 作用时，经纬向的交角发生变化； 有剪切变形，面料才能制做成复杂曲面； 非织造布、塑料薄膜的剪切变形量很小， 受剪切力作用时容易出现斜向起拱，所以 他们无法取代机织、针织面料。
剪切与斜向拉伸 Kilby推导公式，给出织物不同方向的杨氏模量 ；
Leaf和Sheta研究得出织物斜向杨氏模量与织物剪
切模量的关系 ；
Spivak和Treloar假设经纬纱没有伸长，整个织物
如格栅，分析了织物的斜向拉伸；
P. Buckenham较为详细地介绍了机织物斜向拉伸
的测量 。
2.2 精纺毛型织物剪切刚度

µ 1 /（cN•（cm•º）-1 ）
1 ， 2 与经纬纱接触面积s的关系
k=0.5 k=0.67 k=1 k<0.5
0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00 0.0000
0.0500
0.1000
0.1500
0.1 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 0.0000Fra bibliotek织物剪切研究历史
剪切变形行为 Hearle提出了一种简化的织物剪切性能分析方法； Treloar提出了一种测量织物剪切性能的方法 ； Kawabata.S建立了测量织物低负荷下力学性能的 KES-F系统 ； J.L.Hu推导出剪切应力应变关系方程； Alamdar-Yazdi在拉伸试验仪上采用抽拔法和集中 应力法测试织物低负荷下的剪切行为 。