浅析机织物力学性能的测试方法

目录

1 引言 (1)

2 机织物的力学性能的概述 (2)

2.1织物力学的研究历史 (2)

2.2织物力学的研究现状 (3)

3 实验方法与方案设计 (3)

3.1 机织物的拉伸性能的测试方法 (3)

3.1.1 试验原理 (3)

3.1.2 试验参数选择 (3)

3.1.3 试验步骤 (4)

3.1.4 结果计算 (4)

3.2机织物拉伸测试的方案设计 (5)

3.2.1 选择测试样品 (5)

3.2.2 选择试验参数 (5)

3.2.3 试验操作 (5)

3.2.4 试验数据 (5)

3.3 机织物的撕裂性能的测试方法 (6)

3.2.1 冲击摆锤法撕裂机理 (6)

3.2.2 试样 (6)

3.2.3 试验步骤 (6)

3.2.4 试验结果计算 (7)

3.4机织物撕裂测试的方案设计 (7)

3.4.1 选择测试样品 (7)

3.4.2 选择试验参数 (7)

3.4.3 试验操作 (7)

3.4.4 试验数据 (7)

3.5 机织物力学性能测试中的注意事项 (7)

3.5.1 拉伸性能测试中的注意事项 (8)

3.5.2 撕裂性能测试中的注意事项 (8)

结论 (9)

致谢 (10)

参考文献 (11)

1 引言

随着社会的发展，纺织生产技术和产品的质量不断提高和发展。纺织品成为重要的生活必需品，是体现国家经济发展和人民生活水平的重要指标之一。人们对织物的服用性能提出了更高的要求，而织物的拉伸断裂、撕裂等各项性能直接影响到织物的服用性能，因此也是评定织物品质质量的主要内容。

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。这里主要介绍的是织物力学性能中的拉伸断裂、撕裂强力。对织物力学性能的研究．从二十年代至今一直是纺织领域国内外学者关注的焦点。随着研究的深入和许多研究论文与著作的发表，织物力学性能研究的理论意义和实用价值使之逐步拓宽为多学科交叉、具有广阔前景的研究方向。

2 机织物的力学性能的概述

2.1织物力学的研究历史

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。

力学性能是纺织材料性能的重要组成部分，是决定其用途、织物风格的重要因素。随着纺织科学和纺织工业的快速发展，对织物力学性能的研究也提出了更高的要求。无论是服用还是工业用纺织品，力学性能都是重要的评价内容。尤其是工业应用方面，在当今全球倡导的低碳绿色模式下，越来越多的硬性金属材料被柔性纺织材料所取代，因此，纺织材料力学性能的地位与日俱增。

回顾国内外研究成果，关于织物力学性能的研究，最常见的一类方法就是在简化织物结构参数的条件下，探讨织物的机械物理性能与某些结构参数之间的定性或定量关系。

从目前所掌握的资料来看，国外学者对织物的力学性质进行了较为广泛的研究，其中一些是直接应用固体力学的理论与方法的。

从研究内容来看，早期的研究主要集中于纤维、纱线的变形，强度等问题上，近期开始重视掌握结构力学理论的研究，并较多地涉及了织物的拉伸、弯曲、剪切、摩擦等课题。由于织物几何结构及受力变形过程中的复杂性，多数学者在对织物性能的研究过程中沿用了固体力学中的概念与理论，如弹性模量、弯曲刚度等。但由于理论结果与实际结果间存在的较大差异，影响了研究成果的推广与应用。

我国在这方面也做了相当程度的研究。但目前仅有少数学者对织物的性能运用力学的手

段进行了初步的研究，与国外同行相比，我国在这一领域的研究仍十分薄弱，尚需进一步努力。

2.2织物力学的研究现状

进入21世纪以来，由于各领域对织物力学性能研究的更多关注，各学科间的相互融合如数学和物理学的交融，以及更多先进技术和实验仪器的支持，使得织物力学研究突飞猛进。目前，织物的力学性能研究已经形成了一门独立的应用力学分支，逐渐发展，日趋成熟。

3 实验方法与方案设计

3.1 机织物的拉伸性能的测试方法

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。

3.1.1 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。

3.1.2 试验参数选择

a 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，即拆边纱法条样、剪切法条样和抓样法条样。

(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10mm(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。

b 试验参数:织物拉伸断裂的试验参数见表。

表1 织物拉伸断裂的试验参数

试样类型

试样尺寸

宽(mm)×长(mm)

夹持长度

/mm

织物断裂

伸长率/％

拉伸速度

/mm·min-1

条样试样50×250

50×250

50×150

200

200

100

＜8

8~75

＞75

20

100

100

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。

c 预加张力:按以下原则确定预张力：

(1)按试样的单位面积质量来决定，见表。

表2 预张力的确定

试样单位面积质量／s·m-2 预加张力／N

一般织物非织造布

＜200 ＜150 2

200～500 150～500 5

＞500 ＞500 10

(2)当断裂强力低于20N时，按概率断裂强力的(1±0.25)％确定预加张力。

(3)抓样法的预张力，采用织物试样的自重即可。

(4)当试样在预张力作用下产生的伸长大于2％时，应采用无张力夹持法(即松式夹持)。这对伸长变形较大的针织物和弹力织物更合适。

d 大气条件：试样的调湿、测试的标准大气条件为三级标准大气条件。

3.1.3 试验步骤

(1)准备试样。根据织物品种，选择试条形状，按规定的试样尺寸裁剪试样，长度方向应平行于织物的经向(纵行)或横向(或横列)。每份样品的经纬向试样至少5块，并在标准大气条件下调湿4h。

(2)按规定要求，调整上下夹钳的隔距(夹持长度)、拉伸速度。

(3)夹装试样。先将试样一端夹紧在上夹钳中心位置，然后将试样另一端放入下夹钳中心位置，并在预张力作用下伸直；再紧固下夹钳(或采用松式夹持法)。

3.1.4 结果计算

(1)计算试样的经、纬向平均断裂强力(N)。