第五章纺织纤维力学性质

0
0
0 Δla
2
4 Δl 伸长(mm)
0
0.1
0.2 ε=应变
0
10
20 ε=应变率(%)
第五章纺织纤维力学性质
一般纤维负荷-伸长曲线★
第五章纺织纤维力学性质
2.拉伸曲线反映的指标
上图所能反映的指标有： 1.断裂强力（或断裂强度） 2.断裂伸长（或断裂伸长率）
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3.初始模量E★
单位：N/tex（cN/dtex）；N/den（cN/den)。 其计算式为：
Ptex=P/Ttex Pden=P/Nden
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（3）断裂长度（LR）
定义：纤维的自身重量与其断裂强力相等时所 具有的长度。
即一定长度的纤维，其重量可将自身拉断， 该长度为断裂长度。 其计算公式为：
LP=（P/g）*Nm 式中：LP——纤维的断裂长度（km）
天然纤维：麻>棉>丝>毛； 再生纤维：富纤>粘胶>醋纤； 合成纤维：涤纶>腈纶>维纶>锦纶
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4.屈服应力与屈服伸长率（屈服应变）
屈服点：曲线坡度由较大转向较小（伸长由较 小转向较大）部分的转折点。 屈服应力：屈服点处所对应的应力。 屈服应变：屈服点处所对应的应变。
第五章纺织纤维力学性质
第五章 纺织纤维 的力学性质
第五章纺织纤维力学性质
纺织纤维的力学性质（或机械性质）是纤 维及其制品在使用过程中的重要性质之一。 纤维材料的力学性质的好与坏（优与劣）是 根据它在受外力作用时，所表现的耐破坏性 能（不一定拉断）来评价的。纤维在外力作 用下遭到破坏的形式很多，其中以拉伸断裂 为最主要的破坏形式。
两个曲线所反映的纤维强伸关系规律是一致的， 不同的只是坐标的量第五纲章纺。织纤维力学性质
Pb
600
0.4
0.12
b s
应力 σ (N/mm2=MPa) 比应力 p (N/tex) 负荷 P(N)
300
0.2
0.06
试样长度 20 mm
Pa
a Y (y,y)
线密度 0.3 tex
纤维密度 1.5 g/cm3
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1. 断裂强力（绝对强力）
定义：纤维能够承受的最大拉伸外力。 单位：牛顿（N）；厘牛（cN) 。 对不同粗细的纤维，强力没有可比性。
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2. 强度
拉伸强度是用以比较不同粗细纤维的拉伸 断裂性质的指标。
根据采用细度指标不同，拉伸强度指标 有以下几种:
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它表示纤维承受拉伸变形的能力。
其计算公式为：
式中：
ε =（L-Lo）/ Lo
Lo——纤维加预张力伸直后的长度（mm）； L ——纤维断裂时的长度（mm）；
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4.湿干强度比η
❖ 纤维在完全润湿时的强力占干态（标准大气 下）时强力的百分率。
❖ 材料吸湿后强度的变化状况，绝大多数纤维η ＜100%，而棉麻等η＞100%。
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5.10%定伸长负荷
❖ 纤维拉伸10％时所需要的负荷。 ❖ 专用于棉型化纤，为混纺进行性能匹配时应
用的指标。
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二、 拉伸曲线及有关指标▲
纺织纤维在拉伸外力作用下产生的应力应变关系称为 拉伸性质。
1、 拉伸曲线定义 负荷-伸长曲线：表示纤维在拉伸过程中的负荷和伸 长的关系曲线。 应力-应变曲线：表示纤维在拉伸过程中的应力和应 变的关系曲线。
P ——纤维的强力（N） g ——重力加速度（等于9.8m/s2）
Nm——纤维第的五章公纺织制纤维力支学性数质 。
纤维强度三个指标之间的换算式为：
p tex 1000
p tex 9 p den
Lp
p tex g
1000
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3.断裂伸长率 ε
定义：纤维拉伸至断裂时的伸长率称为断裂伸长率。
其计算式为： We=W/(Pa*△L)
p
1
2
YcYBiblioteka p Y(a)第五章纺织纤维力学性质
(b)
❖ 纤维在屈服以前产生的变形主要是纤维大分 子链本身的键长、键角的伸长和分子链间次 价键的剪切，所以基本上是可恢复的急弹性 变形。而屈服点以后产生的变形中，有一部 分是大分子链段间相互滑移而产生的不可恢 复的塑性变形。
❖ 屈服点高的纤维，不易产生塑性变形，拉伸 弹性较好，其制品保形性好，不易起拱，起 皱。
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❖ 第一节 纤维的拉伸性质 ❖ 第二节 纤维的蠕变、松弛和疲劳 ❖ 第三节 纤维的摩擦和抱合性质
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第一节 纺织纤维的拉伸性质
❖ 拉伸指标 ❖ 拉伸曲线 ❖ 拉伸机理及影响拉伸的因素
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一、表示纤维拉伸断裂的指标★ 指标有：断裂强力；断裂强度；断裂伸 长率
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5．断裂功、断裂比功和功系数
（1）断裂功W 定义：指拉断纤维过程中外力所作的功，或纤 维受拉伸到断裂时所吸收的能量。
W是强力和伸长的综合指标，用来有效评价纤维 的坚牢度与耐用性能。 W大，说明纤维的韧性好，耐疲劳性能强，能承 受较大的冲击。 在负荷-伸长曲线上，断裂功就是曲线下所包含的 面积。
对不同粗细和长度的纤维没有可比性。
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（2）断裂比功Wa
定义：拉断单位细度、单位长度纤维外力 所作的功。
Wa=W/(Ttex*L0)
纤维密度相同时，它对不同粗细和不同试样长 度的纤维材料具有可比性。 反映应力－应变曲第线五章下纺织的纤维力面学性积质 。
（3）功系数We
定义：实际所作功（即断裂功W，相当于 拉伸曲线下的面积）与假定功 （即断裂强力*断裂伸长）之比。
(1)断裂应力
定义：指纤维单位截面上能承受的最大拉力。 单位：N/m2（帕）；N/mm2（兆帕）。 其计算式为：
σ = P/S 式中：σ——纤维的断裂应力（MPa）
P——纤维的强力（N） S——纤维的截面积（mm2）
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（2）断裂强度（比强度）
定义：每特（或每旦）纤维所能承受的最 大拉力。
定义：纤维负荷-伸长曲线上起始一段直线部分 （或伸长率为1%时）的应力和应变比值。 纤维应力-应变曲线上起始段的斜率。 其大小表示纤维在小负荷作用下变形的难易程 度，它反映了纤维的刚性。
E越大表示纤维在小负荷作用下不易变形，刚性 较好，其制品比较挺括；
E越小表示纤维在小负荷作用下容易变形，刚性 较差，其制品比较软。