纖維材料機(jī)械性能

纖維材料機(jī)械性能第一頁(yè)，共十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三7.1.1拉伸指標(biāo)(2)拉伸曲線有關(guān)的指標(biāo)A.初始模量初始模量是指纖維負(fù)荷—伸長(zhǎng)曲線上起始一段（纖維基本伸直后拉伸的一段）較直部分伸直延長(zhǎng)線上應(yīng)力應(yīng)變之比。

B.屈服點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變，即b點(diǎn)；C.斷裂功、比功、功系數(shù)：斷裂功是指拉斷纖維時(shí)外力所做的功，也就是纖維受拉伸到斷裂時(shí)所吸收的能量。拉斷單位細(xì)度、單位長(zhǎng)度纖維所消耗的斷裂功叫比功。曲線下面積與矩形面積之比叫功系數(shù)。第二頁(yè)，共十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三7.2影響拉伸強(qiáng)力的因素7.2.1環(huán)境溫濕度隨溫度升高，纖維強(qiáng)力下降，伸長(zhǎng)增加，但溫度過(guò)高伸長(zhǎng)則會(huì)減小。7.2.2試樣長(zhǎng)度試樣愈長(zhǎng)，強(qiáng)力愈低。因?yàn)檠乩w維長(zhǎng)度方向，強(qiáng)度是不均一的，纖維總是在最薄弱處斷裂，試樣愈長(zhǎng)，出現(xiàn)最薄弱環(huán)節(jié)的概率越大，越容易發(fā)生斷裂，強(qiáng)力下降——弱環(huán)定理。7.2.3纖維根數(shù)束纖維中的纖維根數(shù)愈多，由束纖維強(qiáng)力計(jì)算得的平均單纖維強(qiáng)力愈低，而且比單根測(cè)量時(shí)的平均強(qiáng)力低。是斷裂的不同時(shí)性造成的。第三頁(yè)，共十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三7.2.4拉伸速度一般情況下，隨拉伸速度增加，斷裂強(qiáng)力，初始模量，屈服應(yīng)力等均會(huì)提高，而斷裂伸長(zhǎng)無(wú)一定規(guī)律。7.2.5拉伸形式（1）等速牽引（CRT）——擺錘式強(qiáng)力儀（2）等加負(fù)荷（CRL）——卜氏強(qiáng)力儀，棉纖維斯特勒強(qiáng)力儀（3）等速伸長(zhǎng)（CRE）——電子式強(qiáng)力儀，此方法現(xiàn)在為國(guó)際推廣方法。試驗(yàn)參數(shù)不同，所測(cè)結(jié)果不同，不具備可比性第四頁(yè)，共十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三7.3黏彈體的力學(xué)行為特征7.3.1概念紡織纖維是典型的黏彈體，即兼具黏性流動(dòng)體（無(wú)定形區(qū)）和剛性體（結(jié)晶區(qū)）的力學(xué)特性。這種黏性與彈性的組合稱為黏彈性，具備黏彈性的物體稱為黏彈體。7.3.2三種變型（1）急彈性變形：隨外力迅速產(chǎn)生和恢復(fù)的變形（2）緩彈性變形：隨外力逐漸產(chǎn)生且逐漸恢復(fù)的變形（3）塑性變形：隨外力產(chǎn)生，但外力去除后不恢復(fù)的變形雖然我們把纖維的變形分為三類逐一來(lái)說(shuō)明，但實(shí)際上他們之間是互相聯(lián)系，互相制約的，在材料受外力時(shí)，它們同時(shí)出現(xiàn)，只是在不同時(shí)間，不同負(fù)荷或不同拉伸階段時(shí)它們間的比例不同而己。第五頁(yè)，共十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三7.3.3蠕變與應(yīng)力松弛

（1）蠕變：在一定（固定）的拉伸（負(fù)荷）條件下，纖維的變形隨時(shí)間逐漸增加的現(xiàn)象。

（2）應(yīng)力松馳：當(dāng)纖維被拉伸到一定變形值，保持恒定時(shí)，其內(nèi)應(yīng)力隨時(shí)間逐漸減小的現(xiàn)象。蠕變和應(yīng)力松弛實(shí)質(zhì)上是一個(gè)問(wèn)題的兩個(gè)方面：都是反映大分子的滑移運(yùn)動(dòng)。7.3.4彈性纖維的彈性是指纖維承受負(fù)荷后產(chǎn)生變形，負(fù)荷取除后，具有恢復(fù)原來(lái)尺寸和形狀的能力。它影響到紡織材料的耐磨性，抗折皺性，手感，尺寸穩(wěn)定性，耐沖擊性，抗疲勞性等許多性能。纖維的彈性包含變形能力與變形的恢復(fù)能力兩方面。而人們通常只講變形的恢復(fù)能力。

纖維的彈性根據(jù)恢復(fù)時(shí)間可以分為急彈性恢復(fù)和緩彈性恢復(fù)。根據(jù)作用形式又可分為定負(fù)荷彈性恢復(fù)和定伸長(zhǎng)彈性恢復(fù)。第六頁(yè)，共十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三7.3.4彈性定負(fù)荷彈性恢復(fù)率和定伸長(zhǎng)彈性恢復(fù)率與作用條件的曲線圖。從右圖可以看出：定負(fù)荷值或定伸長(zhǎng)值越大，彈性回復(fù)率越小。在表征材料彈性時(shí)一定要注意這種規(guī)律，否則會(huì)給判斷或結(jié)論造成影響。第七頁(yè)，共十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三7.3.5疲勞小應(yīng)力長(zhǎng)期作用下發(fā)生的破壞，就叫疲勞。這是一種最普遍的破壞形式。

影響疲勞的因素主要有：（1）纖維的結(jié)構(gòu)與性能（分子鏈的變形能力及變形后的恢復(fù)能力大，則耐疲勞）（2）負(fù)荷大?。?）作用方式

（4）溫濕度P1——疲勞耐久限第八頁(yè)，共十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三7.4纖維的表面力學(xué)性質(zhì)7.4.1基本指標(biāo)（1）摩擦力F摩

（2）摩擦因數(shù)f，F(xiàn)摩=f×N，N——法向壓力（3）抱合力F抱，在法向力等于零時(shí)纖維材料相對(duì)移動(dòng)時(shí)的切向阻力（4）切向阻力F切，F(xiàn)切=F抱+F摩

（5）抱合系數(shù)h，單位長(zhǎng)度纖維所具有的抱合力（6）抱合長(zhǎng)度Ln，粗紗或纖維條的重力等于其抱合力時(shí)所具有的長(zhǎng)度。公式與斷裂長(zhǎng)度類似，單位為米7.4.2影響摩擦的因素（1）法向壓力（或張力）切向阻力的增加率不隨正壓力上升成等比例增加，但切向阻力是增加的。切向阻抗系數(shù)隨法向壓力的增加而下降，逐漸趨于一定值。第九頁(yè)，共十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三（2）溫濕度一般纖維摩擦?xí)r的切向阻抗系數(shù)隨溫度升高而降低。對(duì)合成纖維來(lái)說(shuō)，當(dāng)溫度升高到一定值后，摩擦?xí)r的切向阻抗反而會(huì)隨著溫度的繼續(xù)上升而加大。（3）表面潤(rùn)滑劑狀況潤(rùn)滑劑的黏滯系數(shù)和滑動(dòng)速度共同作用構(gòu)成對(duì)摩擦力的影響。潤(rùn)滑劑對(duì)纖維的摩擦有顯著的影響。（4）滑動(dòng)速度滑動(dòng)速度對(duì)切向阻力的影響規(guī)律為低速區(qū)切向阻力呈波動(dòng)狀態(tài)，大于某速度后，隨速度上升切向阻力上升第十頁(yè)，共十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三（5）表面粗糙度7.4.2影響摩擦的因素

一般規(guī)律如右圖所示，在大多數(shù)情況下，表面越光滑，摩擦系數(shù)越小，但光滑到一定程度之后，摩擦系數(shù)反而會(huì)隨著表面光滑程度的提高而提高。第十一頁(yè)，共十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三7.5纖維彎曲、扭轉(zhuǎn)、壓縮性質(zhì)簡(jiǎn)介（1）概念≥纖維是極易變直為彎的，有的本身就是卷曲的。我們這里所說(shuō)的彎曲則是指外力作用下的彎曲變形。（2）影響纖維彎曲的內(nèi)部因素有形狀，粗細(xì)，模量（3）破壞形式是彎斷，實(shí)質(zhì)是彎曲外緣的拉斷或內(nèi)緣的擠裂。（4）實(shí)用指標(biāo)

A．打結(jié)強(qiáng)度（率）PDV

B．勾結(jié)強(qiáng)度（率）PgV

C.最小允許曲率半徑rb

D.抗彎次數(shù)（疲勞）7.5.1纖維的彎曲第十二頁(yè)，共十三頁(yè)，編輯于2023年，星期三（1）概念纖維在剪切扭矩作用下，產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)彎形。

（2）影響纖維扭轉(zhuǎn)的內(nèi)部因素有形狀，粗細(xì)，模量（3）破壞形式以軸向劈裂為主，也有剪切破壞形式。（4）實(shí)用指標(biāo)

A．?dāng)嗔涯斫?/p>

B.