第9章-织物剪切性能设计
第九章 织物的组织与结构
（2）方平组织 形成：以平纹为基础，在平纹组织经纬两个方向延长组织
点。 外观：外观平整，如板快状席纹。 产品：牛津布，板司呢等
2，斜纹变化组织 （1）加强斜纹 形成：以原组织斜纹为基础在组织点旁沿经向（或纬向）延长组
织点。 产品：华达呢，哔叽，啥味呢，海军呢等。 （2）复合斜纹 形成：在一个完全组织中有两条或两条以上不同宽度的斜纹线。 产品：巧克丁 （3）山形斜纹，破斜纹 形成：一半左斜纹，一半右斜纹在织物上形成对称的或不对称连 续的山形纹路。 产品：海力蒙，人字呢
产品：安源绸，似纱绸。
4，凸条组织（灯芯条组织）
形成：以一定方式把平纹或斜纹与平纹变化组织组合而成。使 织物表面具有经向的，纬向的或倾斜的凸条效应。
5，蜂巢组织
形成：由斜纹变化组织与长短不等的经纬纱浮长按一定的方式 组合而形成。织物表面形成边凸中凹的方形格，形似蜂巢形状。
产品：鸟眼花呢。
复杂组织
种类： 二重组织（经二重，纬二重） 双层组织 起毛组织 毛巾组织 纱罗组织等
产品：杭罗，花罗。
5，毛巾组织
形成：织物表面起毛圈的织物组织。由毛，地两个系统经纱与 一个系统纬纱交织而成。
第三节 针织物组织结构
一、针织物种类和特征
纬编针织物 ：纱线沿横向顺序地弯成线圈，在纵向相互套串形 成织物。
经编针织物：每根纱线在每一线圈横列中只形成一个或两个线 圈，然后按一定规律移到下一线圈横列再形成线圈。
适用：棉毛衫裤，运动裤。
双罗纹组织织物通过一定的变化，可生产晴棉混纺灯心 绒，混纺派力司，涤盖棉等织物。
（5）提花组织
形成：针织物的一种变化组织，编织时把纱线垫放在按花纹要 求所选择的织针上进行成圈而形成。在那些不参加编织的织针 上不垫放新纱线，也不脱下旧纱圈，纱线呈浮线留在织物的反 面。提花组织可在纬编或经编，单面或双面针织物中形成。
机织物在各个方向上的剪切性能
机织物在各个方向上的剪切性能W.M.Lo 等著 纪 峰 译郭永平 校 剪切性能是影响机织物外观及力学行为的重要特性之一。
本文在K ilby 等人工作的基础上建立模型,预测机织物在各个方向上的剪切刚度。
基于现有文献,我们发现剪切刚度(G )、015°及5°角的剪切滞后有明显的线性关系。
因此通过比较理论结果与实验数据,并将它们在极坐标图上展现出来,证明该模型亦可用于预测大范围类型机织物的剪切滞后。
实验结果表明,剪切刚度与剪切滞后的这种线性关系不仅存在于经、纬两个主方向上,也存在于与经纬向成各种夹角的方向上。
在实验中还发现,机织物剪切刚度的最大值出现在与经纬向成±45°夹角的方向上。
在实际应用中,纺织面料要经受大量的复杂变形,因此织物的剪切性能在许多实际应用中显得非常重要。
为探索机织物剪切行为的力学本质,Dreby 等人先后设计开发了测试机织物剪切性能的方法和仪器。
后来,Cusick 等人通过建立数学模型,采用一种量化的方法来描述织物的剪切性能。
他们在文章中阐明,剪切过程中的滞后现象是由织物内部经纬纱交织点处纱线的相互扭转产生的摩擦约束决定的。
而且,现有的文献都证明了剪切是影响织物的悬垂性、柔韧性及手感的重要性能之一。
机织物的剪切性能不仅在经纬方向上,而且在其他各个方向上都影响着织物的弯曲和拉伸性能。
机织物在经纬方向的剪切行为一直受到广泛关注,因其显著影响着织物的其他力学行为。
但织物在与经纬向成各种夹角方向上的剪切性能却很少被注意,因为它们涉及复杂的力学因素。
所以,当两组纱线在交织点处的夹角发生变化时,获取该位置上有关剪切的量的信息也是很有用处的。
在研究中,我们采用KES 2F 测试系统测出的剪切刚度(G )、015°和5°角的剪切滞后量(2HG ,2HG 5)来表征一块机织物的剪切性能。
剪切刚度反映了织物抵抗剪切变形的能力,而剪切滞后量反映了织物在一个剪切变形周期中能量的损失状况。
纺织专业毕业论文设计(针织面料分析报告及性能研究)
毕业设计（论文）选题：针织面料分析及性能研究专业：班级：姓名：指导教师：完成日期：目录第一章容提要 --------------------------------------------------------2第二章针织织物的组织--------------------------------61.1 原组织--------------------------------------------61.2 纬平针组织---------------------------------------------------61.3 罗纹组织-----------------------------------------------------61.4 双反面组织---------------------------------------------------71.5 经平组织-----------------------------------------------------71.6 经缎组织-----------------------------------------------------71.7 衬垫组织-----------------------------------------------------81.8 衬纬组织-----------------------------------------------------81.9 提花组织-----------------------------------------------------82.1 移圈组织-----------------------------------------------------9第三章针织面料介绍--------------------------------91.1 平机织物----------------------------------------------------10 1.3醋酸纤维针织面料----------------------------------------------10 1.4莫黛尔纤维针织面料--------------------------------------------10 1.5经编针织面料---------------------------------------------------11 1.6 纬编针织面料--------------------------------------------------11 1.7经编和纬编区别-------------------------------------------------12 第四章针织物的性能----------------------------------12 1.1脱散性---------------------------------------------------------12 1.2卷边性---------------------------------------------------------12 1.3延伸性---------------------------------------------------------13 1.4弹性-----------------------------------------------------------13 1.5 物理性--------------------------------------------------------13 1.6 缩水性--------------------------------------------------------15 第五章总结-----------------------------------------16参考文献---------------------------------------------18第二章针织织物的组织1.1 原组织最基本、最简单的针织组织，为针织物组织的基础，即纬平针、罗纹、双反面、编链、经平、经缎、重经组织。
第9章 纺织材料的基本力学性质
纱线的蠕变和松弛与纤维的蠕变和松弛基 本相似.
原因： （1）纤维蠕变和松弛的存在。 （2）纱线内纤维相互滑移和错位。
（二）纺织材料拉伸弹性回复率
1.弹性指标:
弹性回复率： Rε=[(ε3+ε4)/εa] × 100% ε3--急弹性回缩率 ε4 --缓弹性回复率 εa--拉伸变形总量(ε1+ε2)
一般纱线断裂的原因既有纤维的断裂，又有纤维的 滑脱，断口是不整齐的。当捻度较大时，纤维滑脱的可 能性很小，纤维由外向内逐层扩展断裂，此时纱线断口 比较整齐。
2.影响纱线一次拉伸断裂的因素 （1）纤维的性能
① 纤维的长度较长，细度较细时，纤维较柔软，在 纱中互相抱合就较紧贴，滑脱长度缩短，纱截面中纤维根 数可以较多，使纤维在纱内外层转移的机会增加，各根纤 维受力比较均匀，因而成纱强度较高。
Et * I p
L:长度 Et:剪切弹性模量(cN/cm2) Ip:截面的极断面惯性矩(cm4)
T:扭矩(cN.cm) :扭转角
（二）纤维和纱线的扭转破坏
T为外力矩,Q为扭转角。当外力矩很大时,纤
维和纱线产生的扭转角和剪切应力就大,从而纤维
Et
Ip
中的大分子或纱线中纤维因剪切产生滑移而被破
(3)试验条件
试样长度较长时，测得的强度较低、试样越长，可能出 现的最薄弱环节的机会多，测得的强度就较低。
试样根数多，由于断裂的伸长率不均匀，纤维断裂不同时， 故测得的平均强度越小，(根数↑--差异越大↑--强度↓)
拉伸速度越大，拉伸至断裂的时间越短，测得的强力较 大而伸长较小。
（二）纱线拉伸断机理及主要影响因素
◆常用纺织纤维的拉伸曲线
◆高强低伸型曲线： 棉、麻等拉伸曲线近似于直线，斜率很大，该
织物材料的力学性能与结构分析
织物材料的力学性能与结构分析织物作为一种常见的材料，在日常生活和工业生产中广泛应用。
了解织物材料的力学性能与结构分析对于提高其品质和应用效果至关重要。
本文将详细讨论织物材料的力学性能与结构分析，并探讨其在不同领域的应用。
一、织物材料的力学性能分析1.拉伸性能织物的拉伸性能是指在受力时的变形和破坏能力。
通过对织物进行拉伸试验，可以得出其断裂强度、伸长率、断裂韧性等参数。
这些参数可以帮助我们判断织物在使用中的抗拉能力和耐久性。
2.压缩性能织物的压缩性能是指在受力时的抗压变形和恢复能力。
通过对织物进行压缩试验，可以评估其抗压性能和弹性恢复能力。
这些参数在织物在填充材料、座椅、装饰品等领域具有重要的应用价值。
3.弯曲性能织物的弯曲性能是指在受力时的抗弯变形能力。
通过对织物进行弯曲试验，可以得出其弯曲刚度和折叠性能。
这些参数对于织物在服装、窗帘、家具等领域的应用有重要意义。
4.撕裂性能织物的撕裂性能是指在受力时的抗撕裂能力。
通过对织物进行撕裂试验，可以得出其撕裂强度和撕裂延伸率。
这些参数对于织物在户外用品、工业帐篷等领域的抗撕裂要求较高的应用有重要价值。
二、织物材料的结构分析1.纤维结构纤维是织物的基本组成单位，其结构对织物的性能和质量起着至关重要的作用。
纤维的直径、长度、断面形状以及纤维间的排列方式都会影响织物的密度、强度和弹性等性能。
通过扫描电镜等仪器观察纤维的结构，可以帮助我们理解织物的性能来源和改进方向。
2.织物结构织物的结构是指纱线、经纬相互交织的方式和密度。
常见的织物结构包括平纹、斜纹、提花、缎纹等。
不同的织物结构决定了织物的外观、手感和性能特点。
通过对织物结构的研究和分析，可以指导织物的设计和开发。
3.织物表面特征织物表面的特征对于其外观和使用性能起着重要作用。
织物的表面特征包括纹理、工艺效果、染色效果等。
通过扫描电镜和表面形貌分析仪等设备对织物表面进行观察和测试，可以帮助我们评估织物的质量和外观效果。
第九章 织物的力学性质
混纺比：不同原料混纺时，视情况分析。
纱线的特数和结构
特数： 增加特数，织物强度提高；
股线织物强力大于相当于同支单纱织物强力。
结构：临界捻度，织物强力先增加后降低； 经纬纱捻向相同，强力有所提高；
转杯纱较环锭纱织物强力有所提高。
织物的密度与组织
机织物：同密，粗特纱织物>细特纱织物； 平纹>斜纹>缎纹（断裂强力）
纤维疲劳断裂纤维抽出纤维切割断裂纤维表面磨损纱线的捻度纱线的条干单纱与股线混纺纱的径向分布厚度组织经纬纱线密度经纬纱密度单位面积的重量表观密度结构相和支持面织物的硬挺和柔软程度
第九章
织物的力学性质
(Fabric Physical and Mechanical properties)
第一部分 织物的力学性质(基础知识)
二、织物的撕破性（Tearing ability ）
1、撕破性概念 ➢ 定义：织物边缘在一集中负荷
作用下而被撕开的现象
➢ 指标：最高撕破强力、平均撕破强力
五峰平均值、经纬向平均撕破强力
2、撕破机理
❖ 受力三角区：
纵向受拉系统纱线上下分开； 而横向纱线靠拢形成撕破口。
❖ 撕破类型：
舌形法：断裂的纱线是非受拉系统纱线 梯形法：断裂的纱线是受拉系统的纱线
针织物：纵横、密小；断裂强度较差； 纬编组织>经编组织（断裂强力）
后整理 采用树脂整理，织物伸长性能下降
4、其他性能
❖ 拉伸弹性——织物在小于其断裂强力的小负荷下拉伸变 形的恢复程度。
❖ 耐疲劳性——织物经多次加负荷-去负荷的反复拉伸循 环作用直至破坏的特性。
❖ 针织物的横拉性——针织物在定负荷下横向伸长长度称 为拉伸性。
(完整版)第9章纺织材料的基本力学性质
2.影响纱线一次拉伸断裂的因素 （1）纤维的性能
① 纤维的长度较长，细度较细时，纤维较柔软，在纱 中互相抱合就较紧贴，滑脱长度缩短，纱截面中纤维根数 可以较多，使纤维在纱内外层转移的机会增加，各根纤维 受力比较均匀，因而成纱强度较高。
③纤维的结 晶度：
结晶度↑--大 分子排列规整， 缝隙孔洞较少， 而且纤维的强 度高、伸长小、 屈服应力和初 始模量较高， 但脆性可能也 增加。
④纤维形态结构:
纤维的裂缝孔洞等缺陷和形态结构的不均一 会使纤维的强度下降。
（2）温湿度
①温度：
在回潮率一定时， 温度↑---大分子热运动 能高，大分子柔曲性 提高，分子间结合力 削弱---强度↓
(3)试验条件
试样长度较长时，测得的强度较低、试样越长，可能出现 的最薄弱环节的机会多，测得的强度就较低。
试样根数多，由于断裂的伸长率不均匀，纤维断裂不同时， 故测得的平均强度越小，(根数↑--差异越大↑--强度↓)
拉伸速度越大，拉伸至断裂的时间越短，测得的强力较大 而伸长较小。
（二）纱线拉伸断机理及主要影响因素
曲线上的b点为屈服点，这一点对应的拉伸 应力为屈服应力（σb），对应的伸长率就是屈 服应变（εb）。 屈服点所代表的物理概念是什么呢？
对于纺织材料来说，在屈服点பைடு நூலகம்下时，变形绝大部 分是弹性变形（完全可恢复)，而屈服点以上部分所 产生的主要是塑性变形（不可恢复）。
屈服点高的纤维，其织物的保形性就好，不易起皱。
如涤纶、锦纶。
▪ 拉伸变形曲线有关指标： 1、初始模量：ob段斜率较大，斜率即拉伸 模量E。在曲线ob段接近0点附近，模量较高， 即为初始模量，它代表纺织纤维、纱线和织 物在受拉伸力很小时抵抗变形的能力。
织物设计》
织物设计》第一章：织物设计概述织物是由材质、结构、形态、重量和色彩等要素构成的。
对于织物的量度，需要从长度、宽度、厚度和重量等方面进行考量。
丝织品的分类依据主要是织物的组织结构、加工工艺、应用材料以及质地和外观形态等因素，其中有14大类和34小类。
织物设计是指根据市场需求、产品用途或合同的具体需求，从纺织原料开始，到纺纱、织造、印染、整理的全过程设计，一般包括花型设计和生产工艺设计两部分。
织物设计的内容和步骤包括纤维原料、纤维种类、经纬组合、织物组织、经纬密度、织造加工技术和织物的后整理工艺等方面。
织物规格表由产品用途和特点、产品的经组合和纬组合、成品幅宽和经纬密度要求、织机的选择和装造方法、经纬组合排列方法及参数的计算、原料的含量和克重、产品经纬组合的工艺流程以及特种产品工艺和设计图说明等部分组成。
在实际生产中，织物设计主要分为仿样设计、改进设计和创新设计三种类型，各自具有不同的特点。
综合分析部分：分析织物的步骤包括对提供的样品实物进行剖析和检验、对获得的数据进行整理和推导，形成较完整的织造工艺规格与纹制工艺，以及对产生的织造工艺和纹制工艺进行复核和审查，为产品的仿造、开发和创新提供正确、完整的技术参数。
在分析织物时，需要使用照布镜、分析针、剪刀、镊子、直尺、烘箱、测捻仪、天平、打火机和意匠纸等主要仪器、工具和用品。
确定织物正反面和经纬向的依据主要是织物的光洁度、美观度、花纹清晰度、特点明显度、组织结构和间丝点的变化丰富度等因素。
织物组织的分析方法包括拆纱分析法，适用于纱线规整、纤维含量较高、纱线较细的织物。
分析方法：可以沿着织物经向将边拆掉约0.5cm，也可以将织物中间的经线抽去约1cm。
以同一根纬线为起点，顺次拨开经线，记录经线或纬线的浮沉状况，一般用黑色表示经浮点，空白表示纬浮点。
分析的经线根数应不少于一个完全组织循环数。
对于规律性较强的组织结构，找到其构成规律后，可停止分析，按构成规律画出完整的组织结构即可。
超细纤维织物的弯曲性能和剪切性能的研究
超细纤维织物的弯曲性能和剪切性能的研究崔爱峰王府梅表!试样规格编号织物组织经纱纬纱经纱密度!根"#$%&’纬纱密度!根"#$%&’经向紧度!(’纬向紧度!(’总紧度!(’$)*"#(+,-./棉纱+,-./棉纱+*0#1$2*3#04*3#55+3$1#)*"#(+,-./棉纱超细纤维+*0#1$2*3#04$3115+302*)*"#(+,-./棉纱超细纤维+*0*,$2*3#00,3$152322+)+"#)05-./棉纱超细纤维+4$*,$1035#0,3$1153#,4)+"#)05-./棉纱超细纤维+4$*#$1035#403+#1232#0)+"#)05-./棉纱超细纤维+4$#1$1035#4$3111230+,)+"#)05-./棉纱05-./棉纱+4$#1$1035#0+304153$0注：#)60)试样的纬丝全部是+4-./"2*78#,涤锦!209*0’复合超细纤维长丝。
超细纤维近年来在织物中被越来越多地应用，其特别的细度赋予织物许多非同寻常的服用性能，如手感柔软、表面桃皮绒状等。
织物的硬挺柔软度主要取决于织物的弯曲性能和剪切性能:#;，而且织物的弯曲、剪切性能也是确定服装成形性的主要因素:#;。
由于超细纤维是一种新型原料，对其面料的基本力学性能的研究还很不充分。
本文将以试织的超细纤维织物为试样，专题研究其弯曲、剪切性能与纤维性状及织物结构的关系，为新型面料的开发提供参考依据。
!研究方法!%!试样制备我们与上海申南纺织有限公司合作试织了五种试样，经纱为工厂批量生产用的两种棉纱，纬纱采用涤锦复合超细纤维长丝，每种经纬纱的织造纬密变换*6+档。
另选取两种工厂常规布样，用作比较，这样总共七种织物试样。
五种超细纤维与棉交织的面料经统一后整理工艺：复合超细纤维剥离分离$皂煮$热煮$冷水冲洗$柔软整理$定型；两种对比用的全棉织物只经过退浆、煮练和定型处理。
织物力学性能分析与优化设计
织物力学性能分析与优化设计织物在我们的生活中无处不在，是人类文明的重要组成部分。
无论是建筑、服装、汽车、航空等领域都离不开织物。
织物的性能对于产品的质量和使用寿命至关重要。
因此，对织物力学性能的分析和优化设计具有非常重要的意义。
一、织物的力学性能织物的强度、耐磨、抗拉、耐撕裂等性能直接关系到产品的使用寿命和质量，因此，对于织物的力学性能的研究是非常必要的。
在织物的应用过程中，织物的负载状态及荷载可归纳如下：1. 单向拉伸2. 单向压缩3. 三维应力状态（复合材料）4. 屈曲5. 剪切6. 双向拉伸7. 扭曲针对这些负载状态和荷载，需进行相应的织物力学性能分析。
二、织物力学性能测试为了确定织物的性能，需要对其进行一系列的力学性能测试。
根据不同的负载状态，常见的织物力学性能测试如下：1. 水平拉伸/压缩测试2. 垂直拉伸/压缩测试3. 悬挂杆测试4. 色牢度测试5. 弯曲测试6. 撕裂测试7. 穿孔测试这些测试为织物力学性能提供了基础的数据和结论，为织物的优化设计奠定了基础。
三、织物的优化设计织物的优化设计应从材料、结构和技术三个方面入手，以提高织物的力学性能。
具体包括以下几个方面：1. 材料方面：选择合适的原材料，如纤维的种类和长度、纤维的密度等。
2. 结构方面：优化织物的结构设计，如织物的厚度、纱线的织法等。
3. 技术方面：根据织物的应用场景，选择合适的加工工艺，如印染、涂层、复合等。
织物优化设计的目的是提高其力学性能，同时降低成本和提高生产效率。
四、结语织物力学性能分析与优化设计是一项复杂而又必要的工作。
它为我们提供了对织物无限延伸的可能性，同时也在我们的日常生活中随处可见。
在此，希望能够有更多的专业人士致力于织物力学性能分析与优化设计，推动产品的不断创新和技术的不断进步，为人类社会的发展做出更大的贡献。
物理化学核心教程(第二版)思考题习题答案—第9章 表面现象
239
答：各管情况如下：b 管与 a 管的液面一样高；c 管的液面到管口，弯月面形状与 a 管相似，水不可能在 c 管中溢出；d 管的液面也到管口，弯月面形状与 a 管相似，水不可能 在 d 管中滴下；e 管的液面到管径变粗处，弯月面形状与 a 管相似；f 管内壁涂有石蜡，水 与管壁的接触角变大，水不能润湿涂有石蜡的内壁，管内液面呈凸面，附加压力向下，液面 会下降至水平面以下；g 管内径大，管内液面接近平面，附加压力很小，液面基本无变化。 将水灌满后让其自动下降时，其余的都与上面相同，只有 e 管有变化。e 管的液面与 a 管的液面一样高。 14．有一个油水混合物，水的质量分数为 75%，柴油为 25%，明显地分为两层。如果 将混合物强力搅拌，得到了一个均匀液体，但是静置后又会分层，这是为什么？如果在混合 溶液中加入适量的表面活性剂（乳化剂） ，再强力搅拌后，得到的均匀液体就不再分层，这 又是什么原因？ 答：水与柴油的混合物在被强力搅拌后，水和柴油都被分散成微小的液滴，表面积增加 很大，表面能变得很高，是热力学不稳定系统。所以在静置的时候，各自的小液滴自动聚合 以缩小表面积，所以又恢复到原来的分层状态。但是，加入适量的乳化剂后，这种乳化剂的 功能就是减小两种液体之间的界面张力， 优质的乳化剂可以使界面张力接近于零， 这样两种 液体被乳化后，以微小液滴的形式相互混合，系统总的表面能比混合之前还要低，所以是稳 定系统，一般不会再分层。 15．常用的洗涤剂中为什么含有磷？有什么害处？ 答：洗涤剂中要加多种成份，其中三聚磷酸钠作为助剂加入，含量可达 20%以上。主要作 用是提高润湿效果、增加洗涤剂碱度、促进油污乳化、减少不溶性物质在织物表面再沉积等 作用。 但是， 洗涤废水排入江河以后， 含磷成份促进藻类疯长， 影响鱼虾繁殖。 江苏的太湖， 受磷化合物的污染特别严重，以至被蓝藻污染的湖水无法饮用。沿湖几大城市已决定，自 2000 年 1 月 1 号起，禁止使用含磷洗涤剂，使用新型的无磷洗涤剂，以保护人们生存的环 境。 16．锄地保墒是什么意思？ 答：大雨过后，泥土润湿，团粒结构受到毛细管压力的作用彼此靠紧，形成无数毛细管 并彼此联接，直通地面。地下水由于毛细作用顺着毛细管上升，到地面蒸发，减少了土壤的 水分，使庄稼长势不良，严重时会导致庄稼枯萎。所以，雨过天晴后，一定要将处于地表的 泥土锄松，切断与深层联结的毛细管，保持地下水不被蒸发，长期供庄稼使用。处于表层中
第9章-织物剪切性能设计
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 ) －
G1 k n2 (0.0198 0.2446 (s / k )) G2 k n1 (0.0146 0.2137 (s / k ))
精纺毛型织物剪切刚度的预测方程
G1 k n2 (0.0198 0.2446 (s / k ))
G2 k n1 (0.0146 0.2137 (s / k ))
0.040 0.035 0.030 0.025 0.020 0.015 0.010 0.005 0.000 0.000 0.020 0.040 0.060
R = 0.866
0.020
0.040
0.060
0.080
s/k (mm 2 )
0.080
s/k (mm 2 )
G1 k n2 (2.59103 0.269 (s / k ) 4.69106 j )
0.0450 0.0400 0.0350
摩擦系数变化率
k=1 k=0.67,0.5 k=0.4
0.0300 0.0250 0.0200 0.0150 0.0100 0.0050 0.0000 0 0.01 0.02 0.03 0.04 R = 0.825
0.0150 摩擦变化率
R = 0.815
0.0100
F2 u 2 (C ) 100 k n1 ( 2 (C ) u )
第9章 纬编工艺参数计算
四、衬垫组织
AI—垫入衬垫纱的线圈圈距，mm Ap—未垫入衬垫纱的地组织线圈圈距，mm d1—衬垫纱直径， mm dp—地纱直径， mm
AI 2 d P d I AP 4d p 50 K1 K 2 PA K1 AI K 2 AP PA PB C
K1—一个衬垫比循环内垫入衬垫纱的线圈个数
K 2 14 22.52 7087.5
K1 K 2 7168 7078.5 9.1tex 2 2 2 E 2 28
纺织服装学院
Institute of textile and fashion
例2: 已知提花圆机上用机号E20可以加工16.7tex和14tex的 涤纶长丝，用机号E22可以加工14tex和11tex的涤纶长 丝。试估算加工8.4tex的涤纶长丝应采用何机号。
第二节 织物密度
一、棉纱平针组织
50 50 PA ; PB 0.20l 0.022 Tt 0.27l 0.047 Tt
式中：PA——织物横密（纵行/5cm） PB——织物纵密（横列/5cm） l——线圈长度（mm） Tt ——纱线线密度（tex）
纺织服装学院
Institute of textile and fashion
纺织服装学院
Institute of textile and fashion
（三）双罗纹组织 计算双罗纹组织线圈长度的经验公式
l d
式中：——未充满系数，一般取值为19-21 d——纱线在张紧状态下的直径，mm
d ' 0.93d
l *0.93*0.0357 Tt / 0.0332 Tt /
纺织服装学院
Institute of textile and fashion
平纹SiC纤维织物剪切性能
第42卷第3期2023年3月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETINOFTHECHINESECERAMICSOCIETYVol.42㊀No.3March,2023平纹SiC 纤维织物剪切性能侯耀晟树1,郭纬愉1,杜永龙1,张㊀毅2,张大旭1(1.上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海㊀200240;2.西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室,西安㊀710072)摘要:SiC 纤维织物是耐高温陶瓷基复合材料的一种重要增韧材料㊂本文以平纹SiC 纤维织物为研究对象,开展了单轴拉伸试验和ʃ45ʎ偏轴拉伸试验,得到了其拉伸和剪切性能;进行了纱线抽出试验,得到其经纬纱线间的摩擦系数;通过X 射线CT 检测,得到其细观结构;利用最小二乘法拟合出经纬纱线的横截面和卷曲形状曲线;通过建立纱线的简支梁模型,计算出剪切变形中经纬纱线摩擦力矩,预测了平纹SiC 纤维织物的剪切应力-应变曲线㊂剪切变形过程分为纯剪和纱线挤压阶段,两个阶段的交界点为织物的锁紧角㊂研究结果对设计和制备平纹SiC 纤维织物预制体具有参考价值㊂关键词:拉伸试验;剪切性能;SiC 纤维;锁紧角;平纹织物;纱线抽出中图分类号:TB332㊀㊀文献标志码:A㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)03-1063-11Shear Properties of Plain Weave SiC Fiber FabricsHOU Yaoshengshu 1,GUO Weiyu 1,DU Yonglong 1,ZHANG Yi 2,ZHANG Daxu 1(1.School of Naval Architecture,Ocean and Civil Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China;2.Science and Technology on Thermostructural Composite Materials Laborary,Northwestern Polytechnical University,Xi an 710072,China)Abstract :SiC fiber fabric is an important toughening material for high temperature resistant ceramic matrix composites.In this paper,plain weave SiC fiber fabrics were taken as the research object.The uniaxial tensile test and ʃ45ʎoff-axis tensile test were carried out to obtain tensile and shear properties.Yarn extraction test was performed to obtain the friction coefficient between the warp direction and weft direction yarns.X-ray computed tomography (CT)scan was carried out to obtain miscrostructure,and the cross-section and crimp shape of the warp direction and weft direction yarns were fitted by the least squares method.The simply beam model of the yarn was established to calculate the friction moment of the yarn under shearing process,and the shear stress-strain curve of plain weave SiC fiber fabrics can be predicted.The shearing process of plain weave SiC fiber fabrics is divided into two stages,the pure shearing stage and the yarn extrusion stage,andthe junction point of the two stages can be defined as the locking angle of plain weave SiC fiber fabrics.The results have reference value for the subsequent design and preparation of plain weave SiC fiber fabric preforms.Key words :tensile test;shear property;SiC fiber;locking angle;plain weave;yarn extraction收稿日期:2022-11-21;修订日期:2023-01-05基金项目:国家自然科学基金(12072192,U1831105,51802263)作者简介:侯耀晟树(1994 ),男,硕士研究生㊂主要从事纤维织物力学行为的研究㊂E-mail:372551306@ 通信作者:张大旭,博士,教授㊂E-mail:daxu.zhang@0㊀引㊀言近年来,复合材料织物由于其力学性能优良,结构轻巧,被广泛运用于航空航天㊁土木能源㊁交通运输等领域㊂陶瓷基复合材料(ceramic matrix composites,CMCs)因其优越的耐高温性能,成为航空航天发动机㊁空天飞行器㊁核反应堆等装备中高温部件的理想选材㊂SiC 纤维具有优异的抗高温氧化能力,一般先将其纺织成SiC 纤维织物,然后制成预制体用于CMCs 的制备,能提高CMCs 的韧性和强度㊂SiC 纤维织物的剪切性能是SiC 预制体设计和制作的基本技术参数,也影响着CMCs 的制备质量㊂织物在剪切作用下,易发生平面外的变形,且由于经纱㊁纬纱的纺织方法不同,也会对变形程度产生影响,继而引起剪切变形㊁膜面褶皱甚至剪切破坏等现象㊂关于织物剪切性能,邓金海等[1]研究了石英纤维织物在剪切的作用下1064㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷发生的变形情况;林国昌等[2]研究了织物剪切破坏与锁紧角的关系;尹红灵[3]㊁张必超[4]㊁黄小双[5]和胡虹玲[6]提出了几种织物材料成形过程中的本构关系;Labanieh 等[7]对织物剪切过程中纱线的变形情况进行了分类㊂要评价织物的剪切性能,需要得到织物的剪切模量和细观尺寸㊂现阶段国内外测试织物剪切模量试验方法主要有图框法[8]㊁双轴剪切试验[9-10]㊁偏轴拉伸试验㊂陈务军等[11]和高成军等[12]通过双轴剪切试验机对织物膜材的剪切性能进行了研究;杜永龙等[13]通过X 射线CT(X-ray computed tomography)扫描对SiC 复合材料进行了原位拉伸损伤演化分析㊂虽然国内外开展了大量纤维织物的剪切性能研究,但关于SiC 纤维织物的剪切性能鲜有报道,其剪切性能技术参数有待研究㊂本文利用剪切性能试验㊁高分辨率X 射线CT 无损检测㊁统计分析㊁解析模型等方法研究了SiC 纤维织物的剪切性能和变形机理㊂首先使用电子万能试验机对SiC 纤维织物进行偏轴拉伸试验;再借助X 射线-CT 扫描和图像重构技术[14]得到其单胞模尺寸,通过最小二乘法[15]拟合出纱线的形状特征[16];对SiC 纤维织物成型过程中不同的剪切变形阶段进行分析,将试验结果与建模结果相比较,揭示SiC 纤维织物的剪切变形机理,并对其剪切性能进行预测㊂1㊀实㊀验图1㊀拉伸试验总体布局Fig.1㊀Overall layout of tensile testing本文需进行的试验包括单轴拉伸试验㊁偏轴拉伸试验和纱线抽出试验,加载试验机为UTM4000系列双柱落地式电子万能试验机,拉伸试验总体布局如图1所示,使用10kN 传感器测量拉力变化,使用大变形计测量试件拉伸方向的变形㊂在单轴拉伸试件表面制作了散斑,采用数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术识别散斑变形,得到加载过程中试件的应变云图,用以计算断裂伸长率与工程应变㊂对SiC 纤维织物在室温空气环境下进行单轴拉伸和偏轴拉伸试验,探究SiC 纤维基本力学性能㊂试件原材料采用国产Ⅲ代SiC 纤维,型号为Cansas-3303,线密度为189tex,平均直径为12.5μm㊂SiC 纤维平纹织物幅宽为800mm,每根纱线界面的纤维根数为0.5K(1K =1000根)㊂参考织物拉伸试验标准[17-18],按照单轴和偏轴角度要求裁剪出相应的试件,试件具体尺寸如图2所示㊂对于单轴拉伸试验,包含经向拉伸与纬向拉伸两组,每组6个试件,分别编号为ATJ-1~ATJ-6,ATW-1~ATW-6(A 表示单轴拉伸,T 表示试验,J 表示经向,W 表示纬向),得到经纬向断裂强力与断裂伸长率;对于偏轴拉伸试验,设置纤维束与拉伸方向呈ʃ45ʎ,4个试件,编号为BT-1~BT-4(B 表示偏轴拉伸)㊂1.1㊀单轴拉伸试验1.1.1㊀拉伸强度计算采用式(1)计算拉伸强度,结果保留三位有效数字㊂如果计算拉伸模量,则采用式(2)确定所要求的每一个数据点的拉伸应力㊂F u =p max l (1)σi =p i l(2)式中:F u 为拉伸强度,N /mm 2;p max 为破坏前的最大载荷,N;σi 为第i 个数据点的拉伸应力,N /mm 2;p i 为第i 个数据点的力,N;l 为试件原有效宽度,mm㊂1.1.2㊀断裂伸长率计算采用式(3)计算断裂伸长率㊂ε=Δllˑ100%(3)第３期侯耀晟树等：平纹ＳｉＣ纤维织物剪切性能１０６５ 式中：ε为断裂伸长率，％；Δｌ为试样断裂失效时的断裂伸长，ｍｍ。
高剪切强度面料的制造工艺和剪切性
高剪切强度面料的制造工艺和剪切性引言高剪切强度面料是一种具有出色剪切性能和高强度的纺织面料。
它在各种应用领域如汽车座椅、航空航天、体育用品等方面有着广泛的应用。
本文将介绍高剪切强度面料的制造工艺以及其优异的剪切性能。
制造工艺原材料选择高剪切强度面料的制造首先需要选择合适的原材料。
通常，采用高强度纤维如碳纤维、芳纶纤维等作为主要材料。
这些纤维具有高强度、高模量和低密度的特点，能够提供面料所需的剪切性能和强度。
纺纱纺纱是高剪切强度面料制造的关键步骤之一。
在选择合适的纤维后，首先需要进行纺纱。
纺纱的目的是将纤维进行旋转和拉伸，使其成为纱线。
常见的纺纱方法包括卷绕纺纱和喷丝纺纱等。
织造织造是将纱线经过交叉编织形成面料的过程。
对于高剪切强度面料，常见的织造方法包括平织和三维织等。
平织是最基本的织造方法，采用经纬线交叉编织形成面料；而三维织则通过在平织面上添加附加的纱线，增加面料的厚度和强度。
后整理在面料织造完成后，还需要进行后整理处理。
后整理的目的是通过物理或化学方法对面料进行改性，增强其剪切性能和耐久性。
常见的后整理方法包括热定型、树脂涂覆和涂层等。
剪切性能高剪切强度面料的剪切性能是其最重要的特点之一。
高剪切强度面料具有较高的弯曲刚度和抗剪切性能，能够在剪切载荷下保持较好的形状稳定性。
剪切性能测试方法为了评估高剪切强度面料的剪切性能，通常使用剪切试验进行测试。
剪切试验可以通过在一定的载荷条件下施加剪切力，测量材料的剪切应力和变形来评估剪切性能。
影响剪切性能的因素高剪切强度面料的剪切性能受多种因素的影响。
其中，纤维的类型、纱线的结构、织造密度、后整理工艺等都会对剪切性能产生影响。
通过优化这些因素，可以改善面料的剪切性能。
应用领域高剪切强度面料由于其出色的剪切性能和高强度，广泛应用于多个领域。
汽车座椅汽车座椅是高剪切强度面料的重要应用领域之一。
高剪切强度面料能够提供优异的强度和耐久性，增强汽车座椅的舒适性和安全性。
织物的力学性能测试
织物的力学性能测试（拉伸性能、撕裂性能、顶破性能、耐磨性能）织物的力学性能是指织物在各种机械外力作用下所呈现的性能。
它是织物的基本性能。
织物抵抗因外力引起损坏的性质称为织物的耐久性或坚牢度，大多是通过测试织物的拉伸断裂、顶裂、撕裂以及耐磨性等来反映这一性能的。
织物在小负荷作用下呈现的性质近年来备受人们的关注，如织物手感、视觉风格、起毛起球、勾丝等。
这里主要介绍织物的坚牢度试验。
织物的拉伸断裂试验织物拉伸断裂试验目前主要采用单向(受力)拉伸，即测试织物试条的经(纵) 向强力、纬(横)向强力，或与经纬向呈某一角度的强力。
它适用于机械性能具有各向异性、拉伸变形能力较小的制品。
对于容易产生变形的针织物(特别是易卷边的单面针织物)、编织物以及非织造布一般采用顶破试验为宜。
一、试验原理将一定尺寸的试样，按等速伸长方式拉伸至断裂，测其承受的最大力——断裂强力及产生对应的长度增量——断裂伸长。
必要时，还可画出织物的强力——伸长曲线，算出多种拉伸指标。
二、试验参数选择1、试样形状根据织物的品种不同，试样的形状有以下3种形式，见图。
图织物拉伸断裂试验的试条形状和夹持方法(1)拆边纱法条样：用于一般机织物试样。
裁剪的试样宽度应比规定的有效试验宽度宽5mm或lOmm(按织物紧密程度而定)，然后通过拆边纱法从试样宽度两侧拆去数量大致相等的纱线，直至试样宽度符合规定要求，以确保试验过程中纱线不会从毛边中脱出。
(2)剪切法条样：适用于针织物、涂层织物、非织造布和不易拆边纱的机织物试样。
(3)抓样法条样：试样宽度大于夹持宽度。
适用于机织物，特别是经过重浆整理的，不易抽边纱的和高密度的织物。
比较3种形态试样的试验结果，拆边法的强力不匀较小，而强力值略低于抓样法。
2、试验参数织物拉伸断裂的试验参数见表。
注：拆边纱法条样应先裁剪成6 mm 宽或7 mm 宽（疏松织物），然后两边抽去等量边纱，使试样的有效宽度为5 mm 。
为便于施加张力，试样长度宜放长30~50 mm 。
色织衬衣面料的剪切性能
色织衬衣面料的剪切性能徐广标;石浩轩;姚金龙;向中林【摘要】为了解色织衬衣面料的剪切性能,以33种代表性的色织衬衣面料为研究对象,采用KES-FB1织物风格测试仪测试其剪切性能,结果显示这类色织衬衣面料的经纬向剪切刚度范围为0.49～4.52 cN/(cm·(°)).通过相关性分析发现:影响色织衬衣面料剪切性能的主要因素为织物组织结构和经纬方向的紧度.采用多元逐步回归分析建立了织物结构参数与剪切性能指标的关系方程,为色织衬衣面料的设计提供借鉴.【期刊名称】《东华大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(041)002【总页数】6页(P204-209)【关键词】色织衬衣面料;剪切性能;结构参数;关系方程【作者】徐广标;石浩轩;姚金龙;向中林【作者单位】东华大学纺织学院,上海201620;东华大学纺织学院,上海201620;江苏联发纺织股份有限公司,江苏海安226601;江苏联发纺织股份有限公司,江苏海安226601【正文语种】中文【中图分类】TS116色织面料具有质地丰满、布面光洁、手感柔软、穿着舒适等特点，常被用作衬衣面料，越来越受到人们的青睐．衬衫质量的优劣90%是由面料质量的优劣决定的[1],而剪切性能是影响织物面料的触觉风格和服装成形性的重要因素之一．关于织物的剪切性能，已有文献主要从织物剪切行为分析[2-6]、织物剪切性能测试方法[7-9]以及构建织物剪切性能与织物结构参数模型[10-13]等方面展开研究．近年来，一些研究者利用织物结构和纱线性质建立了织物剪切性能与结构参数的关系模型，从而根据织物结构和纱线性质预测织物的剪切力学性能[14-16]．本文从色织衬衣面料的剪切性能角度探讨与其结构参数的关系，为色织衬衣面料性能的定量设计与预测提供依据．1.1 试样本文测试的试样为由江苏某纺织企业提供的33种具有代表性的色织衬衣面料，它们经过相同的工艺流程，试样结构参数如表1所示．1.2 仪器与测试采用KES-FB1型剪切测试仪，在温度为(20±3)℃、相对湿度为(65±5)%的环境中，剪取尺寸为20 cm×20 cm的试样，对33种色织衬衣面料的试样进行测试，测试得到面料的经纬向剪切刚度G1和G2，以及剪切变形角为0.5°和5°条件下的经纬向剪切滞后量2HG1，2HG2，2HG51，2HG52．测试结果如表2所示．2.1 色织衬衣面料剪切性能的整体分析2.1.1 色织衬衣面料剪切性能数据分析对33种面料试样剪切性能的测试数据进行统计分析，结果如表3所示．由表3可知，33种面料剪切刚度G的范围为0.49～4.52 cN/(cm·(°))，波动范围较大．织物的经向剪切刚度均值比纬向剪切刚度大7%左右，这是由于织物的经密比纬密大，经纱方向上的纱线之间更加紧密，导致纱线间的摩擦力更大，纱线滑移困难所致．随着织物剪切变形角的增大，织物的剪切滞后量也相应变大．将33种面料按照织物组织结构和原料成分可分为4类：纯棉平纹织物、纯棉2/2斜纹织物、涤棉平纹织物和涤棉2/2斜纹织物，将它们的剪切刚度的均值作比较可得图1．由图1可知，33种面料中平纹织物剪切刚度的均值比斜纹织物大200%以上，这是由于面料的剪切刚度受经纬纱交织点处的摩擦阻力影响，而平纹织物经纬纱线交织点多，纱线间摩擦阻力大，剪切刚度也大．2.1.2 色织衬衣面料经纬向剪切刚度相关性分析通过对33种面料的经纬向剪切刚度进行相关性分析，结果如图2所示．由图2可知，织物的经向剪切刚度与纬向剪切刚度呈高度线性相关，相关系数高达0.98．2.1.3 色织衬衣面料剪切刚度和剪切滞后量的相关性分析织物剪切滞后量2HG和2HG5反映织物剪切变形时黏性的大小．对33种面料的经纬向剪切刚度G与剪切滞后量2HG和2HG5进行单相关性分析，结果如表4所示．由表4可知，面料的剪切刚度越大，其剪切滞后量也越大，而且随着织物剪切变形角从0.5°增加到5°，剪切刚度和剪切滞后量的相关性更明显．织物经纬向剪切刚度G与剪切滞后量2HG5的关系方程如式(1)和(2)所示．2.2 结构参数对色织衬衣面料剪切性能的影响为了进一步了解织物结构参数对其剪切性能的影响，对织物的面料成分和组织结构进行量化.关于面料成分的量化，取面料中棉纤维含量P(0～1)进行定量表征，如：棉/涤(60/40)织物的P值为0.6，纯棉织物的P值为1.0．关于织物组织结构的量化，引入组织结构常数k[17]，用来表征经纬纱的交织程度，平纹组织织物k取1.0，其他组织的k值则按式(3)计算．对织物剪切性能指标与结构参数之间进行单相关性分析，结果如表5所示．由表5可知，对于33种色织衬衣面料，织物组织结构对其剪切性能的影响最显著，其次为织物纬密和纬向紧度．织物组织结构常数k大，织物的经纬纱线交织次数多，纱线在相互滑移时摩擦阻力大，导致纱线滑移困难，其剪切刚度也大．2.3 色织衬衣面料剪切性能和结构参数的关系方程为了进一步探究色织衬衣面料的结构参数与剪切性能指标的关系，排除单相关性分析中结构参数对其剪切性能交互的影响，采用面料的剪切性能指标为因变量，已量化的织物结构参数如纤维成分、组织结构、经密、纬密、纱线线密度、经向紧度和纬向紧度为自变量，通过多元线性逐步回归分析，得到色织衬衣面料剪切性能指标与其结构参数之间的关系方程，如表6所示．从表6的关系方程可以看出，织物经纬方向的剪切刚度G、剪切滞后量2HG和2HG5主要取决于织物的经纬向紧度和织物的组织结构．织物的经纬向紧度大，纱线与纱线之间更加紧密，则摩擦力大，导致织物经纬纱线滑移困难，其经纬向剪切刚度与剪切滞后量变大，而织物剪切滞后量的2HG还会受到原料成分的影响，面料中的涤纶纤维会提高织物的剪切滞后量．本文测试了33种色织衬衣面料的经纬向剪切刚度和剪切滞后量，结果发现，面料的经向剪切刚度均值比纬向大7%左右，平纹织物的剪切刚度均值比斜纹大200%以上，织物组织结构对其剪切性能影响最显著，织物剪切刚度与剪切滞后量高度相关．影响色织衬衣面料剪切性能的主要因素为织物组织结构和经纬向紧度，利用多元逐步回归分析建立了织物剪切性能指标与结构参数之间的关系方程，该方程对该类色织面料剪切性能的预测有一定的借鉴意义．【相关文献】[1] 裘愉发．衬衫料及其开发[J]．丝绸，1992(8)：43．[2] HEARLE J W S,GROSBERG P,BACKER S.Structural mechanics of fibers,yarns,and fabrics[M].Chichester: Wiley,1969:166-169.[3] BEHRE B.Mechanical properties of textile fabrics partⅠ: Shearing[J].Textile Research Journal,1961,31(2):87-93.[4] TRELOAR L R G.The effect of test-piece dimensions on the behavior of fabrics inshear[J].Journal of the Textile Institute,1965,56(5):33.[5] KAWABATA S.The standardization and analysis of hand evaluation[M].2ed.OSAKA: The Textile Machinery Society of Japan,1980:47-61.[6] BILISIK K.Analysis and in-plane shear characterization of polyester plain fabric by yarn pull-out method[J].Fibers and Polymers,2013,14(3):473-481.[7] ABED B E,MSAHLI S,BELHADJSALAH H,et al.Study of woven fabric shearbehaviour[J].Journal of the Textile Institute,2011,102(4):322-331.[8] HU J L,ZHANG Y T.The KES shear test for fabrics[J].Textile ResearchJournal,1997,67(9):654-664.[9] ALAMDAR-YAZDI A.A new method to evaluate low-stress shearing behavior of woven fabrics[J].Indian Journal of Fiber and Textile Research,2004,29(3):333-338.[10] HEARLE J W S,SHANAHAN W J.An energy method for calculation in fabric mechanics:Principles of the method[J].Journal of the Textile Institute,1978,69(4):81-91. [11] SINOIMERI A,DREAN J Y.A study of the mechanical behavior of the plain-weave structure by using energy methods:Fabric shear[J].Journal of the TextileInstitute,1996,87(1):120-128.[12] DE JONG S.A study of fabric mechanics using energy methods of analysisthesis[D].Australia: University of New South Wales,1976:31-66.[13] KOTHARI V K,TANDON S K.Shear behavior of woven fabrics[J].Textile Research Journal,1989,59(3):142-150.[14] 冯世刚．织物剪切性能的研究[D]．上海：东华大学纺织学院，2001:51-55．[15] 徐广标．精纺毛型织物弯曲性能和剪切性能的研究[D]．上海：东华大学纺织学院，2002：35-38．[16] 徐广标，汪玲，王府梅．梭织物剪切刚度与交织结构的关系[J]．东华大学学报：自然科学版，2006，32(1)：41-45．[17] 汪玲．梭织物剪切性能的研究[D]．上海：东华大学纺织学院，2005：23-24．。
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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 。