第7_1章纤维的力学性质(1)

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1、Which fibre for which application?Primary Properties Physical dimensions/shape/geometry Mechanical properties Hydrophilicity sensitivity to water/moistureSecondary Properties Electrical properties Thermal properties Durability/chemical resistance DensityOther properties ?Examples of properties that

2、can be useful in deciding1第9_1章 纤维的力学性质讲授内容重点: 拉伸指标及性能 粘弹性能 弹性性能 疲劳破坏了解 摩擦性能 弯曲性能第1节 纤维的拉伸性质 1. 拉伸曲线拉伸曲线 2. 拉伸性能指标拉伸性能指标 3. 常见纤维拉伸曲线常见纤维拉伸曲线 4. 纤维拉伸性能测量纤维拉伸性能测量 5. 拉伸断裂机理及影响因素拉伸断裂机理及影响因素材料拉伸测试1. 拉伸曲线对比拉伸曲线拉伸曲线 负荷p 伸长l曲线 应力应变曲线。 a Y (y,y) s Pb b 0.06 0.12 Pa 负荷 P(N) la 2 4 l 伸长(mm) 0 0 0.1 0.2 0 10 2

3、0 =应变 =应变率(%) 比应力 p (N/tex) 0 0.2 0.4 应力 (N/mm2=MPa) 0 300 600 试样长度 20 mm 线密度 0.3 tex 纤维密度 1.5 g/cm3 2. 材料强伸性能指标材料强伸性能指标 强伸性能是指材料断裂时的强力（或相对强度）和伸长(率)或应变。 2.1 强力Pb： 又称绝对强力、断裂强力。 是指材料能承受的最大拉伸外力，即材料受外力拉伸到断裂时所需要的力，单位为牛顿(N)。强度指标 （1） 断裂应力b 单位截面积上材料能承受的最大拉力 标准单位为帕Pa(N/m2) ,常用兆帕MPa (N/mm2)表示。 bbAP310tbPPb单位为

4、单位为NPt单位为单位为N/tex强度指标 （2） 比强度(相对强度) pb，或称比应力 是指每特(或每旦)材料（一般指纤维或纱线）能承受的最大拉力 单位为N/tex，常用cN/dtex（或cN/D）。 denbdtexbtNPPNPP强度指标 （3） 断裂长度Lb 材料（一般指纤维或纱线）重力等于其断裂强力时的材料长度 单位为km。 gmbbNPLPb单位为单位为N部分材料断裂长度示意图2.3 伸长能力指标断裂伸长率 材料拉伸至断裂时的伸长率（或应变） 表示材料断裂时的伸长变形能力的大小%10000LLLTensile Properties of Fibres Another example

5、:Suppose a 10-metre fibre can be extended by only 10cm before breakingWe would probably not consider it to be particularly stretchyBut suppose a 10-cm fibre can be extended by 10 cmIt is clearly very stretchy!Although the extensions are the same, the strains are quite different.15The Importance of N

6、ormalisationTensile Properties of Fibres So we generally normalise the raw data by converting: from load to stress (specific stress in textiles)and from extension to strain16Normalisation is particularly important when we want to compare different materials without having to specify their dimensions

7、3. 拉伸过程中的性质指标 初始模量 屈服点（应力和伸长率） 断裂功（比功）、功系数 柔顺性3.1 初始模量 初始模量是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。 如果起始段直线不明显，可取1%（0.5%）伸长下的应力与应变的比值。 小变形情况下（0，具有弹性纤维 聚酰胺10521C10 10应变下的应力应变下的应力5 5应变下的应力应变下的应力4. 常见纺织纤维拉伸曲线常见纺织纤维拉伸曲线 羊毛 醋酯 粘胶 醋酯 腈纶 蚕丝 锦纶 涤纶 棉 锦纶 比应力 苎麻 亚 麻 应变 (%) 常见纺织纤维拉伸曲线常见纺织纤维拉伸曲线产业用纤维拉伸曲线 产业用纤维（高

8、强低伸型） 强而脆 应变 (%) 尼龙 聚酯 凯夫拉 玻璃 人造丝 应力 (g/d) 钢丝 应力 (g/tex) 拉伸曲线分类（1） （1）强力高，伸长率很小的拉伸曲线 棉、麻等纤维素纤维 拉伸曲线近似直线，斜率较大（主要是纤维的取向度、结晶度、聚合度都较高的缘故）； 苎麻：断裂强度和初始模量大，断裂伸长率和断裂比功小刚硬而带有脆性 羊毛 醋酯 粘胶 醋酯 腈纶 蚕丝 锦纶 涤纶 棉 锦纶 比应力 苎麻 亚 麻 应变 (%) 拉伸曲线分类（2） （2）强力不高，伸长率很大的拉伸曲线 羊毛、醋酯纤维、粘胶等 表现为模量较小，屈服点低和强力不高； 普通粘胶：断裂强度、初始模量和断裂比功较低，断裂伸

9、长为中等软而弱 羊毛：断裂强度很低，断裂伸长大，断裂比功比棉、麻要大韧性较好 羊毛 醋酯 粘胶 醋酯 腈纶 蚕丝 锦纶 涤纶 棉 锦纶 比应力 苎麻 亚 麻 应变 (%) 拉伸曲线分类（3） 羊毛 醋酯 粘胶 醋酯 腈纶 蚕丝 锦纶 涤纶 棉 锦纶 比应力 苎麻 亚 麻 应变 (%) （3）强力与伸长率居中的纤维 涤纶、锦纶、蚕丝等纤维。 涤纶：断裂强度、断裂伸长、初始模量和断裂比功较大硬挺而坚韧 锦纶：断裂强度、断裂伸长和断裂比功较大，初始模量较低软而强韧，断裂比功大耐疲劳性和耐磨性优良 蚕丝：断裂强度中等偏高，断裂伸长率较棉、麻高得多，断裂比功较高天然纺织纤维中属强韧纤维拉伸应力应变特征描