纤维的力学性质
醋酯
第一节 纤维的拉伸性质
• 四、纤维拉伸性能的测量(P102自学)
–断裂比功:σ-ε图中,拉伸曲线下的面积。
» Wv:拉断单位体积纤维所需作的功 » Ww:拉断单位线密度和长度纤维所 需作的功
b W Wv d A l0 0
b W Ww pd Ntex l0 0
第一节 纤维的拉伸性质
二、拉伸曲线及其指标
–3、指标
• (4)功指标
应力 σ (N/mm2=MPa)
300
比应力 p (N/tex)
0.2
Pa
0
负荷 P(N)
ε=应变 ε=应变率(%)
第一节 纤维的拉伸性质
• 二、拉伸曲线及其指标
–3、指标
• (1) 强伸性(P、 ΔL 、σ、Ptex、ε) • (2) 初始模量 –定义:指纤维拉伸曲线的起始部分直线段的 应力与应变的比值,即 - 曲线在起始段 的斜率(E=dσ/dε) –物理意义:表示纤维在小负荷作用下变形的 难易程度,即纤维的刚性。 –小:产品柔软,如羊毛、醋酯、粘胶纤维 –大:产品挺括或粗硬,如涤纶、麻纤维
第一节 纤维的拉伸性质
• • • • • • 一、拉伸断裂性能的基本指标 二、拉伸曲线及其指标 三、常见纤维的拉伸曲线 四、拉伸性能的测量 五、拉伸断裂机理 六、影响因素
第一节 纤维的拉伸性质
• 一、拉伸断裂性能的基本指标
–1、绝对指标
• (1)断裂强力(绝对强力):P(N,cN,mN, gf, kgf) • (2)断裂伸长:ΔL=La-L0(mm)
第一节 纤维的拉伸性质
二、拉伸曲线及其指标
– 3、指标
• (4)功指标(是纤维材料抵抗外力破坏所具有的能量)
– 断裂功W:拉伸纤维至断裂时外力所作的功 P-△L图中,拉伸曲线下的面积。
W Pdl
0
l
第一节 纤维的拉伸性质
二、拉伸曲线及其指标
–3、指标
• (4)功指标(是纤维材料抵抗外力破坏所具有的能量)
第一节 纤维的拉伸性质
• 三、常见纤维的拉伸曲线
比应力 亚 麻 苎麻 棉 涤纶 锦纶 锦纶 蚕丝 腈纶 粘胶 醋酯 羊毛 应变 (%)
醋酯
第一节 纤维的拉伸性质
• 三、常见纤维的拉伸曲线
– 1、高强低伸型:棉、麻 – 2、低强高伸型:羊毛、醋酯 – 3、中强中伸型:大部分纤维
比应力 亚 麻 苎麻 棉 涤纶 锦纶 锦纶 蚕丝 腈纶 粘胶 醋酯 羊毛 应变 (%)
第一节 纤维的拉伸性质
• 二、拉伸曲线及其指标
–3、指标
• (3) 屈服点Y:σy
,εy
–定义:在纤维的拉伸曲线上伸长变形 突然变得较容易时的转折点称为屈服 点。对应屈服点处的应力和应变就是 屈服应力和应变。 –作图方法:角平分线法,考泊兰法, 曼列狄斯
屈服点的确定
p 1 2 Y Yc Y p
• 二、拉伸曲线及其指标
–1、定义:是指在拉伸过程中拉伸力与纺织 材料的伸长变形之间的关系曲线。 –2、类型
• (1)负荷伸长曲线(P-ΔL)
• (2)应力应变曲线(σ-ε)
第一节 纤维的拉伸性质
负荷伸长曲线是以被测试样的伸长长度为 横坐标、拉伸力为纵坐标所作的曲线, 它可由带有绘图装置的强力仪直接得到。
第七章 纤维的力学性质
• 第一节的弯曲、扭转和压缩
第一节 纤维的拉伸性质
• 拉伸外力与纺织材料的形态变化之间的 关系称为纺织材料的拉伸性质。 • 拉伸性质是纺织材料最重要的力学性质, 它对纺织品的拉伸强度、耐磨强度等坚 牢度指标,以及对纺织品的弹性、抗皱 性、褶裥保持性、悬垂性等服用性能都 有很大的影响。
第一节 纤维的拉伸性质
• 一、拉伸断裂性能的基本指标
–3、换算关系 • σ=γ×Ptex=9×γ×Pden • L=Ptex/g=9×Pden/g –γ为纤维的密度(g/cm3) –Ptex为纤维的特数制断裂强度(mN/tex) –Pden为纤维的旦数制断裂强度(mN/den)
第一节 纤维的拉伸性质
(a)
(b)
第一节 纤维的拉伸性质
• 二、拉伸曲线及其指标
–3、指标
• (3) 屈服点Y:σ y ,ε y –应用:材料在屈服点以前的变形主要为可回 复的弹性变形,屈服点之后的变形中则包含 有弹性变形和塑性变形两部分。一般屈服点 高的纤维的纺织产品不易产生塑性变形,因 而拉伸弹性、尺寸稳定性好。(P101)
–功系数η:又称“功充满系数” 。指断裂功 与断裂强力和断裂伸长之乘积的比值。在负 荷伸长曲线中就是负荷伸长曲线下方的面积 与过断裂点的直方形的面积之比
W P L
第一节 纤维的拉伸性质
二、拉伸曲线及其指标
–3、指标
• (4) 断裂功指标
– 断裂功、断裂比功和功系数大的大纤 维,在受到拉伸等外力作用时能吸收 较多的能量,即破坏该纤维需要施加 较大的功,它的产品比较抗拉伸,耐 磨损,比较坚韧(P101)。
应力应变曲线是以被测试样的伸长率即应 变为横坐标、试样每单位细度所承受的 拉伸力即应力为纵坐标所作的曲线,它 可由负荷伸长曲线、被测试样拉伸前长 度、细度计算后得到。
纤维的拉伸曲线
Pb b 600 0.4 0.12 s 0.06 a Y (y,y) 试样长度 20 mm 线密度 0.3 tex 纤维密度 1.5 g/cm3 0 0 0 0 Δla 0.1 10 2 0.2 20 4 Δl 伸长(mm)
断裂长度:纤维重力等于其断裂强力时的纤维长度(km)
G( g ) P G( N ) g 1000
P 1000 G( g ) g
L(m) P 1000 Nm L(m) G( g ) N m Nm G( g ) g P L(km) Nm g
第一节 纤维的拉伸性质
第一节 纤维的拉伸性质
• 一、拉伸断裂性能的基本指标
–2、相对指标
• (1)断裂应力:σ=P/A( N/mm2,N/m2) • (2)断裂强度(相对强度):
–Ptex=P/Ntex(N/tex,cN/dtex) –Pden=P/Nden (N/den,cN/den)
• (3)断裂长度:L=P×Nm/g(km) • (4)断裂伸长率(应变):ε=ΔL/L0