第12章 织物的力学性质
织物的基本力学性质
织物的基本力学性质织物是由纤维通过编织、织造等工艺形成的平面结构，具有一定的力学性能。
了解织物的基本力学性质，对于合理使用和设计织物产品具有重要意义。
本文将介绍织物的拉伸性能、强度和弹性以及其与纤维属性的关系。
1. 拉伸性能织物的拉伸性能是指织物在受到拉力作用时的变形和破坏性能。
一般来说，织物在受到拉伸力作用时会产生一定的变形，取决于纤维的延性和结构布局。
织物的拉伸行为可以通过拉伸试验来研究。
拉伸试验会将样品固定在拉伸试验机上，使之受到拉力，并测量拉力与伸长之间的关系。
通过拉伸试验可以得到织物的应变-应力曲线，从而确定织物的拉伸性能。
织物的拉伸性能可以用拉伸强度和断裂伸长率来衡量。
拉伸强度是指织物在拉伸过程中承受的最大力量，断裂伸长率是指织物在被拉断前能够延长的比例。
2. 强度和弹性织物的强度是指织物抵抗外力破坏的能力。
织物的强度与其纤维的强度、结构布局和加工工艺等因素有关。
纤维的强度会直接影响织物的强度，而结构布局和加工工艺对织物的强度也有一定的影响。
在织物的设计和使用中，强度是一个非常重要的指标。
如果织物的强度不符合要求，可能会导致产品的破损和功能受限。
因此，合理选择纤维材料和设计结构布局，以提高织物的强度是非常重要的。
织物的弹性是指织物在受到应力后恢复原状的性能。
织物的弹性可以通过测试织物的弹性模量来评估。
弹性模量是指织物在受到应力后，单位变形时所需的应力。
织物的弹性模量与纤维的弹性模量和织物的结构布局有关。
纤维的弹性模量越大，织物的弹性模量也越大。
而结构布局则会影响织物的内部相互作用和变形程度，从而影响织物的弹性。
3. 织物性能与纤维属性的关系织物的性能与纤维的属性密切相关。
不同纤维具有不同的力学性能，这会直接影响织物的性能。
下面是一些常见的纤维属性对织物性能的影响。
•纤维强度对织物的强度有直接影响。
纤维强度越高，织物的强度也会相应提高。
•纤维的弹性模量决定了织物的弹性，纤维弹性模量越高，织物的弹性也会越好。
实验指导——织物的力学性能测试
5、结果计算 (1)计算 5 块试样的顶破强力算术平均值，精确至小数点后 1 位。 (2)当试验不在标准大气条件下进行时，需根据试样的实际回潮率计算其校
正顶破强力。 校正顶破强力=修正系数 K×实测顶破强力
棉毛、棉汗布针织物的顶破强力修正系数 K 值见表。 表 棉毛针织物顶破强力修正系数 K 值
(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。
表 织物拉伸断裂的试验参数
试样 试样尺寸
夹持长度 织物断裂 拉伸速度
类型 宽(mm)×长(mm) /mm
四、结果计算 (1)计算试样的经、纬向平均断裂强力(N)。 计算精度：平均值≤10N 时，修约至 0.1N；10N<平均值<1000N 时，修约至
1N；平均值≥1000N 时，修约至 10N。 (2)计算试样的经、纬向断裂伸长率及其平均值。 预张力夹持试样时：
断裂伸长率 = ΔL ×100% L0
松式夹持试样时：
4、试验结果计算 分别计算 5 块试样的经向及纬向的撕破强力算术平均值(N)，修约到 1 位小
数，必要时，记录样品每个方向的最大或最小撕破强力。
织物的顶破性能测定
顶破是指织物在垂直于织物平面的外力作用下，鼓起扩张而逐渐破坏的现 象。顶破的受力方式与单向拉伸断裂不同，它属于多向受力破坏。服装的肘部、 膝部的受力情况，袜子、鞋面布、手套等的破坏形式，降落伞、气囊袋、滤尘袋 等的受力方式都属于这种类型。对于某些延伸性较大的针织物(如纬编针织物)， 顶破试验更具优越性。顶破试验机有弹子式、气压式及液压式等类型。
织物的基本力学性质共22页
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
织物的基本力学性质4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
31、只有永远刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
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。
第十二章 纺织品的服用性能
▪ （三）.影响织物耐磨性的主要因素
▪ 1.纤维形状：
▪
纤维力学性质： P高，伸长大，弹性回复率R大， 耐磨好。
▪
纤维形态尺寸： 长度长 ，细度适中，耐磨性好。
2.纱线性状 ：
▪
捻度适中，（因为捻度过大，纤维紧密 ，容易造成应力集中，引
起纤维切割破坏，捻度过小，纤维松散，易抽拔）
▪
直径d 粗，耐平磨，
(a)
(b)
上夹头 下夹头
▪ 3撕破曲线及性质指标
▪ 性质指标：
▪
撕裂功
▪
撕裂最大强度
▪
平均撕裂强力
▪ 撕裂破坏机理
▪ 规定：经纱被拉断的试验，成为经向撕裂强力试验。 纬纱被拉断的 试验，称为纬向撕裂。织物撕裂时，裂口处形成纱线受力三角形，织
。 物中的纱线是依次逐根断裂
P
P
显然有：
Δli >Δli+1
被勾出形成 丝环。
▪
起球：未脱落的纤维相互纠缠，且越缠越紧，最后形成小球粒。
▪ 脱落：部分球粒脱落
▪ 3.测试 与评定
▪
圆轨迹式起球仪：多用以毛织物。
▪
马丁旦尔式：多用以机织物。
▪ 翻动式（起球箱法）：多用以毛针织物。
▪ 评定方法
▪ （1）与标准样照对比来评定
▪ 分5级；5级最好，不起球；1级最差，严重起球。
▪
纤维形态：圆形、光滑纤维织物，回复好。
▪ b.纤维弹性
▪
弹性↑（特别是急弹性），回复↑。
▪ c.纤维表面摩擦
▪
表面摩擦系数适中，回复较好。
▪ （2）纱线结构
▪
捻度适中，回复较好。
▪ （3）织物几何结构
纺织材料学(于伟东-中国纺织出版社)第12章
下平面
探头
上平面 试样
一般织物： 轻负荷为2CN/cm2； 重负荷为49CN/cm2。 压缩工作面积2cm2。
操纵台
压缩性能指标
1、表观厚度T0
T0 Rfl R0l
2、稳定厚度Ts
Ts Rfh R0h
3、压缩率C
C T0 TS 100% T0
4、压缩弹性率RE
RE
Tr T0
TS TS
匀整性。
一、拉伸剪切性能测试仪（ KES—F1 KES—FB1图）
该仪器用于织物的拉伸与剪切试验，反映织物拉伸变形能 力及回弹性能。
仪器的结构
5cm
20cm
1、拉伸性能测试
测试原理：将一定尺寸的试样在低应力拉伸（试样受到的最大 负荷为490CN/cm）下，记录一个拉伸循环中负荷—变形曲线， 根据该曲线计算有关拉伸指标。
计算
原始干燥长度 湿长度
最后干燥长度 计算 计算
E5、E20 E100 EB5
G＝123/EB5
F (E20 E5) B /14.7
(L1 L3) / L1100 (L2 L3) / L3100
经向和纬向 右斜和左斜
经向和纬向 经向和纬向 经向和纬向 经向和纬向 经向和纬向
评价联系起来，根据测定的织物物理量和力学量， 计算得出织物风格特征和等级。
评定方法分类 单机台单测多指标式风格仪 : 单机台多测多指标式风格仪：YG821 多机台多测多指标式风格仪: KES-F；FAST
第二节 单台多测多指标式织物风格仪 ( YG821及
YG821A)
仪器特点： 同台仪器上加装不同附属装置，以测试织物多项力学性质
1、测试原理：将试样夹持在固定夹头与移动夹头之间。
织物的基本力学性质
织物的基本力学性质其次，织物的强度和耐磨性也是其重要的力学性质。
一般来说，织物的强度和耐磨性与其纤维的品质和编织密度有密切的关系。
高品质的纤维和更紧密的编织可以使织物具有更高的强度和耐磨性，从而延长其使用寿命。
此外，织物的形变特性也是其重要的力学性质之一。
在受到外部力的作用下，织物会发生不同程度的变形，并且对于不同的织物来说，其形变特性也会有所不同。
了解织物的形变特性有助于在设计和制造过程中更好地控制其形状和结构。
总的来说，织物作为一种重要的材料，其基本力学性质包括弹性、强度、耐磨性和形变特性，这些性质对于织物的设计、制造和使用都具有重要意义。
通过深入研究和了解这些性质，可以更好地开发出具有优良性能的织物产品，满足人们日常生活和工业生产的需要。
织物作为一种在日常生活和工业生产中广泛使用的材料，其基本力学性质对于其设计、制造和应用具有重要的意义。
织物的力学性质包括弹性、强度、耐磨性和形变特性等，这些性质的不同组合使得织物可以适应各种复杂的应力环境，并且在服装、家庭用品、建筑材料等领域都发挥着重要作用。
首先，弹性是织物的重要力学性质之一。
织物的弹性是指其在受力后能够恢复原状的能力。
弹性的大小取决于织物中使用的纤维和编织方式。
通常，棉、羊毛等天然纤维的织物柔软、具有较好的弹性，而丝、尼龙等人造纤维的织物具有更高程度的弹性。
弹性的差异也决定了织物在服装、床品等领域中的不同应用场景。
其次，织物的强度和耐磨性是其力学性质的重要指标。
织物的强度是指其抵抗撕裂或断裂的能力，而耐磨性则表示织物对外界磨擦、摩擦的抵抗能力。
织物的强度和耐磨性与纤维的品质、编织密度以及织物的表面处理等因素密切相关。
高品质的纤维和更紧密的编织可以使织物具有更高的强度和耐磨性，从而提高了其在各种应用中的可靠性和持久性。
另外，织物的形变特性也是其力学性质的重要组成部分。
当受到外部作用力时，织物会发生一定程度的变形，而不同类型的织物会表现出不同的形变行为。
织物的分类与基本结构
ET或EW>100 说明纱线之间已存在挤压、重叠等现象, 仍
表示为E=100
整理课件
5. 机织物的厚度 t(thickness) 织物在一定压力下，正反两面之间的距离， 单位为mm。
各类棉、毛织物的厚度（单位：mm）
织物类别
棉织物
毛织物
精梳毛织 粗梳毛织
物
物
丝织物
薄型 中厚型 厚型
<0.25
0.250.40
>0.40
<0.40
0.400.60
整>理课0件.60
<1.10 1.10-1.60
>1.60
<0.14
0.140.28
>0.28
影响织物厚度的主要因素为： 纱线线密度；织物组织； 纱线在织物中的屈曲程度；生产加工时
的张力。
整理课件
6.机织物单位面积重量和体积重量 （1）单位面积重量 (g/m2)
整理课件
7.机织物的结构相和支持面 (1)结构相(structural phase)
织物中经纬纱线相互交织呈屈曲状态的构相。 一般由经纱屈曲波高与纬纱屈曲波高的比值 来决定。
(2)支持面 织物支持面是一定压力下织物与一光滑平面 相接触的面积与织物规定面积之比的百分率。
整理课件
结
构
1
2
3
4
5
6
7
8
plain weave, twill, stain weave
3.纱线的线密度 有三种配置： NtT =NtW NtT < NtW NtT > NtW
整理课件
4.机织物密度和紧度 （1）密度
织物经纬向单位长度内排列的经纬纱根数。 经密 PT：经纱根数/10厘米 (warp density) 纬密 PW：纬纱根数/10厘米 (weft density)
第十二章 纱线的力学性质
0.60
0.22
0.18
0.30
0.31
0.39
0.11
0.19
0.70
0.12
0.20
0.68
0.76
0.21
0.03
0.49
0.24
0.27
0.29
0.22
0.49
0.45
0.26
0.29
急弹性变形率 缓弹性变形率 塑性变形率
(a)棉纱
(b)毛纱
(c)涤纶纱
图12-3 在不同介质中纱线变形组分的变化
(a)作用前的结构
(b)作用后的结构
图12-19 棉纱经过多次拉伸后结构的变化
二、纱线的弯曲疲劳
(a) 单弯无拉伸
(c) 有弯有摩有拉伸
(b) 有弯拉伸
图12-20 多次弯曲变形试验方法
8
表12-4 几种纱线多次双面弯曲的耐久性
纱线种类 普梳棉纱 干纺亚麻纱 精梳毛纱 粘胶复丝 粘胶短纤纱 锦纶6复丝
纱中总是滑脱的，没有断裂的机会。 2．纱线的结构
纱线的捻度是纱线结构的重要内容。纱线捻度对纱线的强伸度有重要影响，短纤维纱的强度与捻 系数间关系如图12-11所示。
断裂阻抗
摩擦滑移阻抗
强力
实际
全部断裂
只有滑移
捻度
临界值
图12-11 短纤纱强度与捻度间的关系
图12-12 细纱捻系数对断裂伸长的影响
4
图12-13 合股反向加捻对股线强度的影响 图12-14 变形纱和弹力丝的拉伸特性
二、纱线的弹性
表12-2 几种纤维和纱线拉伸变形组分的典型数据
纤维或纱线
棉纤维 普梳棉纱 亚麻工艺纤维 干纺亚麻纱 细羊毛纤维 精梳毛纱 生丝 普通粘胶复丝 强力粘胶复丝 锦纶6短纤维 涤纶短纤维 涤纶废纺纱 腈纶短纤维
第12章 织物的力学性质
将一规定尺寸的织物试样仅一部分宽度被夹入夹钳内的试 验方法
❖ (3) 切割条样法(Cut-Strip Method) 将剪切成规定尺寸的织物试样全部夹入夹钳内的实验方法。
织物拉伸图
上夹头 织物
针织 缝边 梯形 样
(a) 下夹头 (b)
(c)
(d)
1.2 针织物
❖ 应用：评价后整理产品的耐用性
❖ 经向撕破强力试验——经纱被拉断的试验 ❖ 纬向撕破强力试验——纬纱被拉断的试验
1. 撕破强力的测试方法
❖ 1.1 舌形法
上夹头
织物 夹持线
(a) 单缝法试样
下夹头
P (b) 夹持与拉伸
(c) 双缝法(舌形法) 的
1.2 梯形法(Trapezoid method)
2. 织物的拉伸曲线
麻织物
棉织物 蚕丝 织物 毛织物
经向 高强低伸 涤/棉织物
纬向
低强 高伸 涤/棉 织物
拉伸力 (N) 拉伸力 (N)
伸长(cm)
(a) 纯纺织物
伸长(cm)
(b) 方向和混纺织物
织物拉伸曲线对比
❖ 织物拉伸曲线特征与组成织物的纤维和纱线拉伸曲 线基本相似
❖ 混纺织物的拉伸曲线保持所用混纺纤维的特性曲线 形态（接近比例大的纤维）
❖ 如衣裤接缝、多次受摩擦的外拱处
4.1 织物纰裂产生的原因
❖ 纤维：摩擦系数小、伸直度高、硬度和抗弯刚度大 ❖ 织物：经纬密度小、结构松、交织点小 ❖ 纱线：结构紧、表面光滑、捻度大 ❖ 织造：上机张力
❖ 丝绸织物、长丝纤维机织物和低密度机织物 ❖ 纰裂测试指标：织物中纱线的滑移阻力和滑移量 ❖ 方法：缝合法、模拟缝合法和摩擦法
东华纺材织物的基本力学性质PPT教案学习
强力↑。三原组织中，断裂强度和断裂伸长率： 平纹>斜纹>缎纹。
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(4) 上机张力 上机张力大，织物强度降低；
（5)测试条件 ➢ 夹持长度 ➢ 拉伸速度 ➢ 温湿度
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2. 针织物 除影响机织物拉伸性能的因素外，还有线圈及 圈套结构等。
图16-13 织物撕裂强度与涤纶混纺比的关系
（2）织物组织： 平纹<斜纹和缎纹<方平组织 双罗纹>纬平组织
（3）织物织缩 （4）织物的经纬密 （5）后整理
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2. 试验条件对织物撕裂强力的影响 （1）试样尺寸的影响 （2）撕裂速度的影响 （3）温湿度条件
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五、织物的纰裂 是指织物在使用过程中受外力作用后产生的纱线横向 滑移的结构损坏现象。仅发生于机织物和编结物。 ➢纬向纰裂或经纰裂：经纱沿着纬纱方向的滑移； ➢经向纰裂或纬纰裂：纬纱沿着经纱方向的滑移。
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图16-14 织物纰裂的基本特征
1. 织物纰裂产生的原因和测试方法 （1）产生原因： ➢ 纤维本身性状 ➢ 经纬纱线性状 ➢ 织物结构 ➢ 织造工艺参数
（2）测试方法 ➢ 表征指标：织物中纱线的滑移阻力和滑移量 ➢ 测试方法：缝合法、模拟缝合法和摩擦法
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2. 防止织物纰裂的方法 （1）纤维方面 （2）纱线方面 （3）织物方面 （4）后整理方面
东华纺材织物的基本力学性质
会计学
1
第一节 织物的拉伸性质
一、拉伸性质的测定方法和指标 1.拉伸性质测试方法
我国国标中允许采用三种类型的强力试验机： ➢ 等速伸长型 ➢ 等速牵引型 ➢ 等加负荷型
织物基本概念
单舌法的试样和夹持方法
• 试样形成两舌片，并将此两舌片分别夹于
试验机的上下夹钳之间。试样在受撕过程 中，负荷连续不断地变化。由试验仪器的 记录装置绘出的撕裂负荷与时间曲线。
2．斜纹组织 斜纹组织织物表面有经纱或纬纱浮长线组成的 斜纹线，使织物表面有沿斜线方向形成的凸起 的纹路。 （1）组织图及组织参数 （2）织物特点 （3）织物结构的变化 3．缎纹组织 经纬纱线形成一些单独的、互不相连的组织点， 组织点分布均匀。 （1）组织图及组织参数 （2）织物特点 （3）织物结构的变化
二、针织物 1. 按成形方法分：纬编织物，经编织物 2. 按织物成品形式分：针织坯布，针织成型或半成形产 品 三、非织造布 1. 按纤网的形成方法分 （1）干法成网非织造布：a. 机械成网非织造布b. 气流 成网非织造布 （2）聚合物挤出成网法非织造布 a. 纺丝成网法非织造布b. 熔喷法非织造布c. 膜裂法非织 造布 （3） 湿法非织造布
2. 编结物 编结组织结构是由纱线进行对角线交叉而形成的，没有织造织物中的经纱和纬 纱的概念。
二维编织物图 轴系编织物 3. 复合针织物 针织物的最大特点是存在相互串套的线圈。该结构复合材料具有良好的抗冲击 和能量吸收性能。
二、立体型（3D）结构织物
特种织物 不同于上述传统织物结构的织物。按结构可分成平面 型结构和立体型结构。 特种织物
按技术纺织品用途分类
类 别 用 途 农用类（Agr
建筑类 (Buildtech)
膜式结构、大型轻质结构、民用工程、工业建筑、临时性 建筑、室内装修材料、地面材料、水库和输水结构、农用 建筑
服装、鞋 用于（土）地下基础结构材料 家具、室内装饰
服装类（Clothtech） 土工类（Geotech） 家装类（Hometech）
织物
16. 纬编针织物的特点是：横向线圈由同一根纱线按顺序成圈而成。
17.纬编针织物的基本组织：
1）纬平组织又称纬平针组织、平针组织。由连续的线圈单向串套而成，特点：结构简单，正反面不同，正面平坦均匀，呈现纵向条纹（“小辫状”），反面有横向弧形线圈（“瓦楞状”），纵横方向有较好的延伸性（横向更好），但有脱散性和卷边性。
36. 织物的免烫性：织物洗涤后不经熨烫所具有的平挺程度称为免烫性。影响织物免烫性的因素： 一般：纤维吸湿性小的，织物在湿态下的折痕回复性好的、缩水性小的，织物的免烫性较好。毛织物免烫性能较差。液氨处理、树脂整理可改善织物的免烫性。
37. 织物的结构相：机织物中的纱线是呈现弯曲状态的，以经纱屈曲波高和纬纱屈曲波高的比值hT / hW 来描述经纬纱线在织物中的屈曲状态，也就是说经纬纱线相互弯曲特征的指标用结构相来描述。
1）编链：始终在同一枚针上垫纱成圈，形成一根连续的线圈链，分开口编链和闭口编链。特点：逆编织方向脱散；纵向延伸性小，不易卷边。
2）经平：每根经纱在相邻的两枚针上轮流垫纱成圈。特点：线圈左右倾斜；可逆编织方向脱散，纱线断裂后织物可纵向分离；纵、横向延伸性中等。
3）经缎：每根经纱顺序地在三枚或三枚以上相邻的织针上垫纱成圈，然后再顺序返回原位。特点：卷边性与纬平针相似，逆编织方向脱散。纵向无分离现象。
1.织物定义：1）把纤维集合在一起制成的具有一定尺寸规格的平板状的物体，称为织物。2）由纺织纤维和纱线制成的柔软而具有一定力学性质和厚度的制品称为织物，也就是人们通常所说的布。
2. 机（梭）织物：由互相垂直的一组经纱和一组纬纱在织机上按一定规律纵横交编织成的制品（简称织物）。
3. 针织物：由一组或多组纱线在针织机上按一定规律彼此相互串套成圈连接而成的织物。
纺织材料学第12章
指标名称
FAST—1 厚度
表观厚度 松弛厚度 表观厚度
FAST—2 弯曲长度 弯曲刚度
FAST—3 伸长
斜向拉伸 剪切刚度 FAST—2 & 3
成形性
FAST—4 L1 L2 L3
松弛收缩率 湿膨胀率
单位
mm
mm μN.m
% % N/m mm2 mm mm mm % %
测试条件
2cN/cm2、 100cN/cm2 计算
4、压缩弹性率RE
为试样在轻负荷下的位移数。 为放入试样前在轻负荷下的位移。 为试样在重负荷下的位移数。 为放入试样前在重负荷下的位移。 为试样从重负荷返回到轻负荷作 用下位移数。
纺织材料学第12章
5、比压缩弹性率RCE 6、蓬松度B
纺织材料学第12章
五、起拱变形测试
原理：圆形试样在用环状夹具平整夹紧的条件下，用一模拟肘 部尺寸的半球体，将试样顶升至一定高度（拱高），保持一定 张紧时间，然后释放半球体对试样的顶力，使试样恢复一定时 间，测试回复后织物的残留拱高。
指标。(抗弯测试夹具、摩擦测试夹具、板结测试夹具、压缩测试夹具、起 拱测试夹具、平整测试夹具）
仪器组成：试验主机及控制仪两部分组成。
主机
传感器 横梁
机座平台
纺织材料学第12章
力学 性能
弯 曲 特 性
方法特征
织物在环形 状态下受力 与变形特征
风 格指标
名称
活络率 最大抗弯力
弯曲刚性 弯曲性能指数
代号
5、压缩率C：表观厚度与稳定厚度 差与表观厚度之比。
纺织材料学第12章
四、表观性能测试（KES—FB4 图）
该仪器可同时进行织物表面摩擦性能及表观粗糙度试 验。用于评价织物触觉手感。
织物材料的力学行为与性能评估
织物材料的力学行为与性能评估综述织物材料是一种广泛应用于各个领域的重要材料。
了解织物材料的力学行为和对其性能评估具有重要意义。
本文将介绍织物材料的力学行为以及常用的性能评估方法。
一、织物材料的力学行为织物材料是由纤维交错织成的结构，在力学上表现出不同的行为。
以下是织物材料的主要力学行为：1. 弹性行为：织物材料具有一定的弹性，即在受力后能够恢复原状。
织物材料的弹性可以通过弹性模量来量化。
2. 屈服行为：当织物材料受到超过其弹性极限的应力时，会发生屈服，即织物开始变形。
屈服应力可以用于描述织物材料的抗屈服能力。
3. 塑性行为：在超过屈服应力后，织物材料会继续变形，产生塑性。
塑性行为可以通过延伸性和延伸率来描述。
4. 断裂行为：当织物材料受到更大的应力时，会发生断裂，即织物完全破裂。
断裂强度可以衡量织物材料的抗拉强度。
二、织物材料的性能评估方法为了评估织物材料的性能，需要采用一些测试方法。
以下是常用的织物材料性能评估方法：1. 物理性能测试：物理性能测试能够评估织物材料的一些基本物理特性，如重量、厚度、密度等。
这些参数对于织物的使用和性能具有重要影响。
2. 机械性能测试：机械性能测试可以评估织物材料的强度、弹性和塑性等力学性能。
常见的机械性能测试方法包括拉伸、剪切和压缩等。
3. 穿透性能测试：穿透性能测试用于评估织物材料对液体、气体和微生物等的穿透性能。
通过这些测试可以判断织物的防水性、透气性和阻隔性等性能。
4. 附加性能测试：除了上述方法外，还可以通过热稳定性、耐光性、耐磨性和耐化学品性等测试评估织物的附加性能。
三、织物材料的力学行为与性能评估的应用织物材料的力学行为和性能评估在各个领域中都有重要应用。
以下是一些应用案例：1. 纺织工程：在纺织工程领域中，了解织物材料的力学行为和性能评估能够帮助工程师选择合适的织物材料，并设计出具有良好性能的纺织品。
2. 服装设计：在服装设计领域中，了解织物材料的力学行为和性能评估能够帮助设计师选择适合的织物材料，并设计出舒适、耐用的服装。
织物材料的力学性能测试及数值模拟
织物材料的力学性能测试及数值模拟织物作为一种常见的材料，广泛应用于服装、家居用品、工业制品等领域。
为了确保织物的质量和性能，对其力学性能进行测试和数值模拟是非常重要的。
本文将探讨织物材料的力学性能测试方法以及数值模拟的应用。
一、织物材料的力学性能测试1. 强度测试织物的强度是指其抵抗外力破坏的能力。
常用的测试方法是拉伸试验，通过在两端施加力，测量织物在拉伸过程中的应力和应变。
这种测试可以确定织物的最大拉伸强度、断裂伸长率等参数，评估其耐久性和可靠性。
2. 疲劳测试织物在长时间使用过程中会受到重复加载的影响，容易出现疲劳破坏。
疲劳测试可以模拟实际使用条件下的加载情况，通过反复施加载荷，观察织物的疲劳寿命和性能变化。
这种测试可以帮助设计人员评估织物的使用寿命，并优化材料和结构设计。
3. 穿刺测试织物的穿刺强度是指其抵抗尖锐物体穿透的能力。
穿刺测试可以模拟织物在使用过程中受到尖锐物体撞击的情况，通过测量穿刺力和穿刺深度，评估织物的防护性能。
这种测试对于一些特殊用途的织物，如防弹材料和防刺服装的研发具有重要意义。
二、织物材料的数值模拟除了力学性能测试，数值模拟也是研究织物材料的重要手段。
通过建立合适的模型和计算方法，可以预测织物在不同加载条件下的力学行为，优化材料和结构设计。
1. 有限元模拟有限元分析是一种常用的数值模拟方法，可以将复杂的织物结构简化为有限个单元，通过求解力学方程，得到织物在不同加载条件下的应力和应变分布。
这种方法可以帮助设计人员理解织物的力学行为，优化结构设计，提高织物的性能。
2. 多物理场耦合模拟织物的力学性能受到多种因素的影响，如温度、湿度等。
多物理场耦合模拟可以将这些因素考虑在内，模拟织物在不同环境条件下的性能变化。
通过这种模拟方法，可以更好地了解织物的力学行为，并进行相应的材料和结构优化。
3. 拓扑优化拓扑优化是一种通过改变材料的分布和形状，优化结构的方法。
对于织物材料来说，拓扑优化可以帮助设计人员确定合适的织物结构，以提高其力学性能。
纺织材料学习题集
《纺织材料学》习题集宗亚宁编2008年6月目录绪论 (1)第1章天然纤维素纤维 (1)第2章天然蛋白质纤维 (2)第3章化学纤维 (2)第4章纤维形态特征 (3)第5章纤维的结构特征 (3)第6章纺织材料的吸湿性 (4)第7章纤维力学性质 (4)第8章纺织材料的热学、光学及电学性能 (5)第9章纱线的分类与基本特征参数 (6)第10章纱线的力学性质 (7)第11章织物的分类及基本结构 (7)第12章织物基本力学性质 (8)第13章织物的保形性 (8)第14章织物的舒适性 (9)第15章织物的风格与评价.................................................绪论一、名词解释(1) 纺织材料(2)纺织纤维(3)化学纤维(4)天然纤维(5)再生纤维(6)合成纤维二、问答题试述纺织纤维的主要类别，并分别举例。
第1章天然纤维素纤维一、名词解释1. 丝光2. 皮棉3. 棉纤维天然转曲4. 皮辊棉5. 锯齿棉6. 原棉疵点7. 成熟度8. 衣分率9. 原棉品级10. 工艺纤维11. 主体长度12. 平均长度13. 品质长度14. 短绒率15. 跨越长度二、问答题1. 简述正常成熟的棉纤维纵向、横截面的形态特征。
2. 简述棉纤维天然转曲的影响因素。
3. 简述棉纤维截面结构层次、各层次的特点及各层次与纤维性能的关系。
4. 简述棉纤维长度及其分布与纺纱工艺、纱线性能之间的关系。
5. 简述棉纤维细度及其分布与纺纱工艺、纱线性能之间的关系。
6. 棉纤维成熟度与纺纱工艺及产品性能之间的关系7. 中国细绒棉品级评定的分级情况及主要依据是什么。
8. 原棉品质评定（商业检验）的内容。
9. 简述麻纤维的种类。
10. 简述苎麻、亚麻纤维的形态特征、性能特点及检测方法。
11. 试述细绒棉与长绒棉、锯齿棉与皮辊棉的特点12. 原棉标志的含义。
试述327A、231B和527代表什么样的原棉第2章天然蛋白质纤维一、名词解释1. 品质支数2. 加权主体长度3. 加权主体基数4. 短毛率5.卷曲度6. 缩绒性7. 绒毛8. 两型毛9. 粗腔毛10. 死毛11. 同质毛12. 异质毛13. 生丝二、问答题1.羊毛纤维的宏观形态特征是怎样的？结构组成是什么？各层特点及对纤维性质有什么影响？2. 羊毛为什么会有卷曲？卷曲与纺纱性能、成品品质有什么关系。
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4.2 防止织物纰裂办法
纤维：提高纤维的表面粗糙度和摩擦系数，增加纤 维的卷曲，以改善纤维间的相互作用及机械锁结。 纱线：取较低的捻系数，提高纱线径向可变形性， 以增加接触与摩擦，减少滑移。 织物：增大经纬密和经纬紧度；增加交织点，即改 变织物组织（平纹或纱罗组织）增强交织点间的正 压力（提高经纱上机张力，增加纱线的屈曲） 后整理：使纤维间得到良好地固定与联接，可有效 改善纰裂的同时，同时主要保证原织物的风格 此外注意应用场合、款式、缝纫条件等
拉伸特点
（1）初始模量较低 （2）拉伸曲线有陡增现象 （3）织物破坏首先是纱线断裂，直至织物结 构解体 （4）织物受拉过程中有束腰现象
机织物纱线强度利用系数大于1？
经纬纱线在交织点处产生挤压，相互之间切向阻力 增大，有助于织物强力增加，降低纱线强伸性能不 匀的作用 针织物和无纺布不存在。
影响机织物拉伸性能因素
（3）经纬密度和织物结构 经密不变，纬密增加，织物纬向强度增加，经向减 少——上机张力增大，摩擦增加，织造中反复拉伸 次数增加 纬密不变，经密增加，经向/纬向强度均增加——经 纬纱交织次数增加，摩擦阻力增加 断裂强度/伸长率：平纹>斜纹>缎纹 交织点越多，浮长线越短，经纬间挤压力增大，切 向滑动阻力增大，强度提高；但纱线屈曲增多，织 物伸长大，模量降低 经纬密度增加的影响还要考虑到织造过程的影响。
织物密度(根数/10厘米)
经 339 纬 291
300 257
268 224
纱线的强度利用系数 经 纬 1.25 1.22 1.14 1.18 1.06 1.02
5. 影响机织物拉伸性能因素
（1）纤维性质 纤维性状 混纺纱线
涤/棉织物性能
断裂强度 (N/5cm)
断裂伸长 (%) 断裂功 (Nm)
(c)
(d)
1.2 针织物
不宜采用上述矩形试样作拉伸试验。
原因：会出现显著的横向收缩，在夹头钳口处产生的剪切应力集
中，使大多试样在钳口附近撕断，影响准确性。
试样形式：梯形或环形试样 优点：改善钳口处的应力集中现象，且伸长均匀性也比矩 形试条好。
上夹头 织物 针织 梯形 样
缝边
(a) 下夹头 (b)
833
715.4
916.3
840.8
961.4
894.7
985.9
924.1
纱线粗，强力高，经纬纱接触面积增加，纱线间切 向滑动阻力增大，提高织物断裂强度。 股线强度高，织物强度高 捻度：在纱线达到临界捻系数之前，织物强度上升 并达到最大值 捻向：捻向相同，交织点处纤维相互啮合，阻力增 大，有利于提高强度30°来自开缝(a)(b)
1.3 落锤法(falling pendulum method)
快速的单缝型试验方法，近似于单缝法 也称为冲击撕裂强力
1.4 翼形法(Wing tear method)
从单缝法发展而来 适用于稀疏织物——舌形尾部断裂强力<单缝撕裂 强力
上夹头
115mm
下夹头
(a) 翼形 法试样
影响机织物拉伸性能因素
（4）上机张力 张力大，纱线负荷较大，多次开口，纱线强度损失 大 （5）测试条件 夹持长度：毛——100mm，其它——200mm 拉伸速度：毛织物——20±3s，其它——30±5s 温湿度：标准大气条件
第2节 机织物的撕裂（撕破）性能
织物在使用过程中经常会受到集中负荷的作用，使 局部损坏而断裂。织物边缘在一集中负荷作用下被 撕开的现象称为撕裂，亦称撕破。 应用：评价后整理产品的耐用性
(b)夹持 方法
2. 撕裂破坏机理
（1）撕裂破坏主要是靠撕裂三角形区域的局部 应力场作用 P 显然有： （2）纱线逐根断裂 Δl >Δl 单缝法——剪切作用 梯形法——拉伸作用
i i+1
P
拉断纱线 开裂
将拉断 纱线
Δli
第 i +1 根断裂 纱线 i+1
Δl
(a)单缝法
P
(b) 梯形法
纬 经 纬 经 纬 经
低强高伸涤 422.4 414.5 35.3
高强低伸涤 473.3 496.9 29.2
31.3 16.1 13.4
19.6 7.8 8.5
影响机织物拉伸性能因素
（2）纱线的线密度和结构
纬向纱线特数(tex) 18×2 36 21×2 42 24×2 48 29×2 58
织物纬向强度(N/5cm)
（5）织物后整理 影响纱线的滑动能力 抗皱整理（树脂整理）：滑动能力↓ 柔软整理：滑动能力↑
3.2 试验条件 （1）试样尺寸
A. 梯形法 第1根纱线长度↑，最大撕裂强度↑ 受力纱线的根数与试样条和夹头水平线夹角有关 我国规定15°
夹持线 织物 上夹头 下夹头
30°
注意！ 试样长边平行于经向的撕裂称为“纬向撕破” 试样长边平行于纬向的撕裂称为“经向撕破
2.2 梯形法撕裂机理
同样存在受力三角形 受力三角形形成：被拉伸纱线的伸直和变形 受力情况：紧边的纱线首先受拉伸直，第1根纱线 变形量最大，其余纱线承受的张力随离第1根纱线 距离的增大而逐渐减少，直到受力三角形顶点处的 纱线，张力为零 断裂： 第1根纱线达到断裂伸长率时，发生断裂， 出现第一个负荷峰值 纱线发生逐根断裂，受力三角形的顶点不断 向前扩展，最后使织物撕破
越大，在拉伸开始阶段伸长较大的现象越明显
织物拉伸曲线
平行 纵向 机织布
σ (cN/tex)
交叉 横向 平行 横向
σ (cN/tex)
交叉 纵向
针刺非织造布
热轧非织造布
ε (%) (a) 不同取向铺网的影响
ε (%) (b) 不同成形方式的影响
3. 织物拉伸性能指标
（1）断裂强度和断裂伸长率 （2）断裂功、断裂比功 注意：断裂强度和断裂比功计算
开缝
(a)
(b)
B. 单缝法 试样宽度小于撕裂过程中两组纱线相互滑动影响的 长度，强力降低
上夹头 织物 夹持线 下夹头 P (a) 单缝法试样 (b) 夹持与拉伸 (c) 双缝法(舌形法) 的
（2）撕裂速度 纤维集合体具有粘弹性能 纱线间的滑移与作用时间有关 梯形法：速度↑，撕裂强力↑（拉伸） 单缝法：速度↓，撕裂强力↓（滑移） （3）温湿度 影响纱线的断裂强度和断裂伸长率、纱线的 表面摩擦条件
梯形法撕破时，断裂纱线是受拉伸系统的纱线 即沿经向拉伸，经纱断裂 沿纬向拉伸，纬纱断裂
PTmax PTi
曲线
PTmax
P(N)
(b) 梯形法 撕裂曲线
cm)
ΔL(cm)
织物撕裂破坏过程
织物撕破过程是纱线的逐根断裂，即受力三角形中 纱线的受力是不均匀的，受力三角形底边的纱线受 力最大，受力三角形顶点处的纱线尚未受力 织物撕破强力总是小于其拉伸断裂强力 撕裂强力大小与撕破过程中的受力三角形的大小成 正相关
P
2.1 单缝法破坏机理
双缝法/落锤法/翼形法机理相似 被拉伸纱线屈曲消失→伸直，并滑动（在非拉伸纱 线上） 形成受力三角形→经纬交织点处切向阻力使纵向纱 线靠拢 受力三角形增大→非拉伸纱线张力迅速增大，伸长 变形急剧增加 受力情况：三角形底边的第1根非拉伸纱线变形、 张力最大，其余纱线承受的张力随离第1根纱线距 离的增大而逐渐减少
(c)
(d)
2. 织物的拉伸曲线
麻织物 棉织物
拉伸力 (N) 拉伸力 (N)
经向
高强低伸 涤/棉织物
蚕丝 织物 毛织物
纬向 低强 高伸 涤/棉 织物
伸长(cm)
伸长(cm)
(a) 纯纺织物
(b) 方向和混纺织物
织物拉伸曲线对比
织物拉伸曲线特征与组成织物的纤维和纱线拉伸曲 线基本相似 混纺织物的拉伸曲线保持所用混纺纤维的特性曲线 形态（接近比例大的纤维） 织物结构不同，拉伸曲线有差异。 与织缩率有关。
第3节 织物顶破性能
织物在一垂直于其平面的负荷作用下，顶起或鼓起 扩张而破裂的现象称为顶破(顶裂)或胀破。 典型现象：织物的膝部、肘部、手套及袜子 测试特点：提高织物多向强伸特征信息，特别适用 于针织物、三向织物、非织造布及降落伞布
1.测试方法
顶破伸长比单向断裂伸长更反映织物本身实际变 形能力（单向拉伸时非拉伸方向收缩） 哪个方向的纱线先断？
3. 影响机织物撕裂强力的因素
——纱线强度和有效承担外力的纱线根数 （1）受力三角形大小 纱线的断裂伸长率 织物织缩 （2）纱线根数 纱线的摩擦系数（舌形法） 机织物的组织类型（舌形法） 织物密度 织物后整理 水平倾角（梯形法）
（1）纱线性质 纱线断裂强度——成正比（依次断裂）
第12章 织物基本 力学性质
织物基本力学性质
拉伸性能 撕裂性能 顶破性能 弯曲性能 耐疲劳性能 磨损性能
如何规划织物
测试方案？
第1节
织物的拉伸性质
1. 拉伸性能的测试方法 1.1 机织物 (1)条样法(Raveled-Strip Method)
将织物扯去边纱到规定的宽度，并全部夹入夹持器内的测
（4）织物经纬密 梯形法：密度→承力纱线根数 舌形法：A. 密度↑ →承力纱线根数↑ B.密度↑ →纱线间摩擦阻力↑ →受力三角 形↓ 纱线相对移动程度（如纱布） 经纬密都较大，受力三角形变小 经密比纬密大时，梯形法——经向撕破强力大于纬 向（如府绸），日常应用出现横向断裂现象