第10章--纱线的力学性质上课讲义.ppt

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1、第10章-纱线的力学性质第1节 纱线的拉伸性质纱线的一次拉伸断裂特性纱线种类断裂负荷（cN）断裂应力（Pa103）断裂伸长（%）细绒棉3-419-208-9长绒棉4-532-367-8普梳棉纱132-94010-756-9精梳棉纱64-134010-215-8细羊毛6-1220-2530-40粗羊毛20-3515-2025-35粗梳毛纱1.8102-7.81028-202-12精梳毛纱 100-3504-146-20蚕丝6-940-4514-15生丝440-142425-4216-17粘胶短纤维32710415粘胶纤维纱2001210410普通粘胶复丝1422410418纱线的拉伸性质l纤维强

2、力利用率：纱线强度与组成该纱线的强度之比l纱线中纤维强力利用率总小于1，为什么？为什么？l纯棉纱 4050%l精梳毛纱 2530%l粘胶短纤纱 6570%l锦纶丝 8090%强度曲线纱线断裂伸长组成l（1）纤维相互滑移随捻系数增加而下降l（2）纤维自身受力伸长l（3）纱的捻角及直径变小形成的伸长l（2）和（3）为主要原因随捻系数增加而增加l伸长率变化较复杂2.纱线的弹性l可逆变形（急弹性和缓弹性变形）包括纤维本身的变形和纱线形态变化l不可逆变形（塑性变形）纤维塑性变形、纤维间的滑移纱线变形组成纤维或纱线线密度（tex）施加负荷终时的应变（%）各种变形组分占总应变的比例急弹性变形缓弹性变形塑性变

3、形棉纤维0.240.230.210.56普梳棉纱253.70.220.140.64亚麻工艺纤维51.10.510.040.45干纺亚麻纱421.80.220.110.67细羊毛纤维0.44.50.710.160.13精梳毛纱423.70.600.220.18普通粘胶复丝96.40.110.190.70强力粘胶复丝94.90.120.200.68纱线变形影响因素l纤维或纱线的各种变形组分占总应变的比例与拉伸变形的应变有关l拉伸应变越大，急弹性比例越低，塑性变形比例越高l介质作用和温度变形对总应变和变形比例影响第2节 纱线的断裂强力l1.纱线断裂机理纱线断裂机理l纱线的断裂纱中纤维的断裂和相互滑移

4、l（1）部分纤维受拉力作用伸直变形而发生断裂；l（2）部分纤维断裂后，纤维间摩擦力和抱合力减弱，导致另一部分纤维产生滑脱，加速纱的断裂l纤维断裂不同时性（长丝纱）l纤维头端滑移（短纤纱）部分纤维断裂、部分纤维滑移l纤维越短、捻度越低，滑脱纤维的比例越高纱线强力曲线纱线中纤维断裂l两种截然相反的观点（1）外层纤维先断（2）中心（内层）纤维先断l纱中纤维断裂不同时性，张力较大的纤维断裂，纤维间的向心压力减少l纤维的断口不整齐，呈现松散的毛笔头形状l长丝纱、捻度很高的短纤纱，纤维不易滑脱和拔出，断裂的断口比较齐整2.短纤纱的强力分析l加捻使短纤维在纱中内外转移，呈现螺旋线l受外力拉伸产生向心压力，产

5、生纤维间阻力阻止纤维相互移动；l拉伸形变越大，压力越大、阻力越大纤维如何不滑脱？滑脱长度（Lc）：将纤维从须丛中不断裂而抽拔出来得长度。决定于纤维表面性能和纤维间横向压力滑脱纤维的影响l短纤纱强力组成：短纤维断裂强力和滑脱部分纤维的表面摩擦阻力之和l滑脱长度越小，断裂部分纤维越多，强力越高3.影响短纤维纱强伸度的因素l3.1 纤维的性能纤维的性能l（1）长度l低于2倍滑脱长度的纤维总是滑脱l如棉短绒增加1%，强度下降11.2%l纤维长度越长，强力利用率高，强度越高l纤维长度整齐度好，纱线条干均匀，纱线强力弱环少纤维的影响纤维的影响l（2）纤维的细度l纤维较细、较柔软，抱合较紧，纤维间摩擦力较大

6、滑脱长度减少，成纱根数强度增加l纤维在纱内外层转移的机会增加，各根纤维受力均匀l纱中截面中纤维根数增多，成纱条干均匀度提高，成纱强度提高纤维的影响l（3）纤维的强度l 高，纱线强度高l（4）纤维的摩擦性能l摩擦系数增加，纤维间滑动阻力大，滑脱长度减少，滑脱纤维的比例减少l提高纤维卷曲性能增加纤维间滑动阻力3.2 纱线的结构l3.2.1 捻度l存在捻度重分布现象l临界捻系数 纤维长度长、细度细、表面摩擦系数大时，临界捻系数向低捻度方向发展捻系数与断裂伸长3.2.2 股线l强度提高，原因？l（1）单纱的并合作用股线条干均匀l（2）单纱之间接触单纱外层纤维之间抱合力增大l加捻形式的影响l（1）同向加

7、捻 l 单纱纤维内外层受力不匀加大。l 单纱捻系数较大时，股线强力可能捻系数上升而下降；l 较小时，可能开始时随捻系数的上升而稍有上升，而后下降l（2）反向加捻l 股线强力先下降后上升3.2.3纤维在纱中形态l纤维的伸直、平行、分离程度l短纤纱 l转杯纱比环锭纱低转杯纺中，纤维对折、卷曲、打圈等不规则排列纤维较多，纤维间抱合接触不良，滑脱纤维较多l膨体纱 断裂强度低 伸长率较大l高收缩纤维先受力，直至断裂l低收缩纤维随后伸直承担外力，并最终整体断裂纤维在纱中形态l变形纱和弹力丝第3节 混纺纱的拉伸性能混纺纱的强度l混纺纱的强度与混纺比有关系，但关系比较复杂。l混纺纱的强度影响因素l不完全取决于

8、纤维本身的强度。l混纺纤维伸长率差异密切相关混纺纱强度影响因素l以双组分纤维为例，假定：l（1）纱的断裂是由于纤维断裂而引起的，不考虑纤维滑移l（2）纤维粗细相同l（3）纤维间的混合是均匀的，并假设混纺在一起的。l强度表征：按混纺纱最大值来表示3.1 纤维断裂伸长率接近l不同类别纤维的断裂不同时性不明显，基本上是同时断裂的。式中：PA（PB）纤维A（B）纯纺纱的断裂强度；XA（XB）%混纺纱中纤维A（B）的含量（按重量计算）。断裂伸长率A=B，断裂强度PAPB纤维断裂伸长率接近3.2 两种纤维断裂伸长率差异大l存在两个断裂阶段，假设A B。l第一阶段是伸长能力小的A纤维先断l第二阶段是伸长能力

9、大的B纤维断裂l在A纤维断裂后，B纤维将要承担全部负荷。lB纤维能否承担，取决于B纤维的强度和混纺比例。l假设纤维只断裂不滑移纤维断裂伸长率差异大l混纺纱强度计算lA纤维断裂时的强度：lB纤维断裂时的强度：lP混纺纱MAX（P1，P2）3.2.1 A PBAl混纺纱强度与纤维含量关系曲线有极低值的一下凹曲线，存在一强度最低点。棉涤（或棉锦）混纺纱l棉纤维的断裂伸长率比涤纶（锦纶）为低，当棉含量从100逐渐减少，混纺纱的强度出现先下降后增加的情况。l提高混纺纱的强力的途径：采用强度较高而伸长率较小（10%20%）的高初始模量的合成纤维。l粘胶纤维与少量的涤纶或锦纶混纺时，混纺纱的强度也有类似的情

10、况。棉涤混纺纱强伸图n n混纺纱的强力：最低点混纺纱的强力：最低点在涤纶混纺比为在涤纶混纺比为50%60%50%60%范围内。范围内。n n伸长率：当涤纶含量在伸长率：当涤纶含量在50%50%以内时，混纺纱以内时，混纺纱的断裂伸长率基本上无的断裂伸长率基本上无变化，只有当含量超过变化，只有当含量超过60%60%时，断裂伸长率时，断裂伸长率有很大的增加。有很大的增加。涤纶(1.7dtex)与棉(14.7dtex)混纺纱强伸图涤纶与粘胶19.6tex混纺纱强伸图3.2.2 AB，PA PBAl混纺纱的强度都是随着纤维A含量的减少而增加。l即随着混纺纱中伸长大的纤维含量的增加混纺纱的断裂强度增大。羊

11、毛与其他纤维混纺l羊毛与任何化学纤维混纺时都会出现因为羊毛的强力最低，而伸长率一般接近于化学纤维，有时略低于化学纤维之故。l涤纶与羊毛混纺纱的强度随着涤纶含量的增加而增加，当含量达到60%以上时，混纺纱的湿态强度与干态强度接近。l干态时混纺纱的伸长率随涤纶含量的增加而增大，但其湿态下的伸长率，在不同混纺比下都几乎保持不变羊毛与涤纶纤维混纺强伸图第4节 纱线的疲劳性能l主要为拉伸疲劳l织造过程l日常穿着过程l汽车轮胎l工程材料l均受到不同频率的多次拉伸作用l在多次拉伸过程中，纤维和纱线结构会发生变化而导致疲劳破坏纱线剩余拉伸变形图l称作剩余循环变形。重复拉伸对纱线结构的影响l第一阶段 以结构单元

12、的取向排列为主要特征，结构改善。l第二阶段 结构不再继续改善。结构缺陷的发展，不可逆变形的积累十分缓慢，经过多次循环后，出现一定量的不可逆变形l第三阶段 材料的结构以比较快的速度破坏瓦解。结构有缺陷位置，可能出现应力集中，纤维断裂、纱线解体l如果纱线结构不良或者结构良好但拉伸作用产生的变形较大，则可能不经历第二阶段，而立即出现第三阶段；l如果作用力非常大则经过若干次拉伸后便被破坏，而不存在结构逐渐瓦解的衰竭过程。重复拉伸对纱线外观的影响图片纱线其他力学性能l纱线的弯曲、扭转与压缩性能（自学）l纱线的弯曲疲劳和磨损性（自学）思考题l1.为什么纤维的强力利用系数小于1？l2.分析短纤维拉伸断裂机理。l3.简述纱线拉伸性能的影响因素。l4.简述混纺纱（两种纤维成分）的强度与混纺比的关系，并分析其原因。l5.简述纱线拉伸疲劳破坏过程。此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢