力学纤维.ppt

1、第十章 力学性质 第一节 拉伸性质 一、拉伸曲线与性能指标 1拉伸曲线 2拉伸性能指标,屈服点: 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 屈服应力 屈服伸长率 断裂长度Lb 纤维重力等于其断裂强力时的纤维长度( km ) Lb= 100 P0 /g P0单位：cN/dtex,断裂功指标 a 断裂功W：拉伸纤维至断裂时外力所作的功 W=L0 PdL 拉伸曲线下所包含的面积 b 断裂比功Wv W=1000d c 功系数 W=100bb 断裂比功反应纤维的韧性,二、常见纤维的拉伸曲线 不同纤维的应力-应变曲线,麻 硬而脆 高强涤纶 硬而强 普通涤纶 硬而韧 锦纶 软而韧 羊毛 强度低而

2、韧性好 棉、粘胶 软而弱,不同纤维的拉伸曲线特性分析 1 强力高，伸长率很小,2 强力不高，伸长率很大,3 强力中等，伸长率中等,三. 拉伸断裂机理及影响因素 纤维的拉伸破坏机理 无定形区中-较短的大分子链伸直 -价键增长、键角增大 -从结晶区中抽拔出来 -大分子之间的滑脱- 纤维断裂。,2. 影响因素 (1)纤维的内部结构 1. 聚合度 纤维强度 2. 取向度 纤维强度 断裂伸长,3 结晶度 增大，纤维强力增大，断裂伸长减小,(2)温湿度 (3)试验条件 试样长度 试样根数 拉伸速度 拉伸类型,温度对涤纶拉伸性能的影响,相对湿度对细羊毛拉伸性能的影响,相对湿度对富强纤维和棉的影响,三 纺织材

3、料的蠕变和松驰 理想弹性体：在外力作用下，应力与应变的比值不随时间的变化而变化 粘流体：在外力作用下，应力与应变的比值随时间的变化而变化 纤维：性质介于理想弹性体与粘流体之间,（一）基本概念 1 松驰 纤维材料在拉伸变形恒定的条件下，内部应力随时间的延长而不断下降的现象.,2 蠕变 纤维材料在一恒定拉伸外力作用下，变形随受力时间的延长而逐渐增加的现象。,3 几种形变 急弹性变形 加上或去除拉伸力，几乎立即产生的伸长或回缩变形 缓弹性变形 在拉伸力不变的情况下产生的伸长或回缩变形 (3) 塑性变形 受拉伸力作用能伸长， 但拉伸力去除后不能回缩的变形,4 影响蠕变和松驰的因素 纤维材料的内部结构

4、温湿度,羊毛纤维,（二） 拉伸弹性回复率 纤维弹性是指纤维变形的恢复能力 1 弹性的指标 弹性回复率 R 弹性变形占总变形的百分率 弹性功回复率 Rw = We/W 弹性回复功占拉伸伸长总功的百分率 2 影响纤维弹性的因素 内因：大分子柔曲性 外因：温湿度,第二节 压缩性质 破坏形式：纤维沿纵向劈裂成巨原纤和原纤,第三节 弯曲性质 一 、 纤维的弯曲 纤维的弯曲刚度 RB = E I0 f RB:弯曲刚度; E: 弹性模量; I0 :正圆形时的截面惯性矩; f :截面形状系数 2纤维弯曲时的破坏 (1) 最小曲率半径 (2) 勾接和打结强度,第四节 剪切性质 1扭转刚度Rt = G Ip0 f

5、 Rt:扭转刚度; G:剪切弹性模量; Ip0 :正圆形时的截面极惯性矩; f :截面形状系数 2纤维扭转时的破坏 在剪切应力的作用下,沿纵向碎裂.,第六节 表面摩擦性质 Amontons-Coulomb 摩擦定律 与法向载荷成正比 摩擦力 与物体接触面积无关 与物体表面滑动速度无关 静摩擦力大于动摩擦力 摩擦力F: 在外力作用下，物体在接触面间滑移的切向阻力 抱合力F0: 纤维间的正压力N0时的纤维间的滑移阻力,一 纤维摩擦实验结果 1) 接触表面积是常数: 2) 压力是常数: A 接触表面积 n= 0.671,3)与相关，高速摩擦时sd,二 静摩擦和动摩擦 粘滑现象 纤维间相对低速滑移时，会发生时而保持不动（粘），纤维产生变形或同向移动；时而又相对快速滑移（滑）的现象,第七节 力学疲劳性质 纤维由于较小外力长时间作用或重复作用而破坏 拉伸时，外力对纤维做功 回缩时，纤维对外力做功,重复拉伸过程中的