羊毛和蚕丝纤维 力学性能.ppt

YOUR SUBTITLE GOES HERE 羊毛和蚕丝纤维的力学性能 your topic goes here ?羊毛和蚕丝纤维的拉伸与疲劳性能?羊毛和蚕丝纤维拉伸曲线的基本特征和断裂机理?羊毛和蚕丝纤维的弯曲与扭转性能?羊毛和蚕丝纤维的摩擦与抱合性能一、拉伸曲线的基本特征按断裂伸长和断裂强力之间对比关系的不同, 纺织纤维的拉伸断裂曲线可分三类: 第一类:强力很高、伸长率很小,如棉、麻等天然纤维素纤维。原因:取向度和结晶度、聚合度都比较高,大分子属刚性分子链之故; 第二类:强力不高、伸长率很大,如羊毛、醋酯。这类纤维的大分子柔曲性较高,结晶度与取向度较差,虽然聚合度并不一定低,但因为分子间不能形成良好的排列,过长的分子链反而增加了自身的卷曲?第三类:强力与伸长率都介乎这二者之间。多数纤维的拉伸曲线属于这一种类型。?蚕丝的拉伸曲线(图 3-6 )属第三类型。但桑蚕丝与柞蚕丝的拉伸曲线仍有很大的差别:柞蚕丝模量较桑蚕丝为低,到曲线的中间部位时斜率变小,即伸长率增长较快,且断裂点低于桑蚕丝。这主要是因为柞蚕丝分子的特点是侧基大、活泼性基团多和弯曲缠结的分子链比较多,所以对外表现为模量小,易变形,而且只要伸长率超过一定数值(湿态时仅 2~ 3% ),就会由于卷曲分子缠结点的打开使伸长很快增长,从而对应力的反应变得十分敏感。在这以后,则和桑蚕丝一样, 由于伸直了的分子链之间可在活泼基团的作用下建立起相当的作用力,而使曲线末端的模量增大。但最后终因柞蚕丝的结晶度不及桑蚕丝高,使断裂点较桑蚕丝为低。各纤维的拉伸曲线对比羊毛和蚕丝的疲劳 1、疲劳破坏形式( (1 1)静态疲劳(或蠕变疲劳) )静态疲劳(或蠕变疲劳) ( (2 2)多次拉伸疲劳(或动态疲劳) )多次拉伸疲劳(或动态疲劳) 羊毛和蚕丝的重复拉伸疲劳图? PP 0 =const d O P 0abce ?? 0? 0c d ab O e P? 0 =const (a)定负荷(b) 定伸长疲劳破坏的影响因素??( (1 1 )表征指标:耐久度或疲劳寿命,指材料能承受的加负荷、减负荷反复循)表征指标:耐久度或疲劳寿命,指材料能承受的加负荷、减负荷反复循环的次数。环的次数。??( (2 2)影响因素: )影响因素: ??纤维材料性能方面:纤维分子量增加,结晶度提高,耐疲劳性好;取向度增纤维材料性能方面:纤维分子量增加,结晶度提高,耐疲劳性好;取向度增加,耐疲劳性差。屈服强度高,屈服伸长大,断裂功大,耐疲劳性好。加,耐疲劳性差。屈服强度高,屈服伸长大,断裂功大,耐疲劳性好。??试验或实际应用条件方面试验或实际应用条件方面每次拉伸最大力? c拉伸断裂机理及影响因素 1 1纤维的拉伸破坏机理纤维的拉伸破坏机理纤维断裂机理: 大分子主链的断裂大分子之间的滑脱纤维断裂过程: 脆断韧断 C BA A B C A B ( a ) ( b ) ( c ) ( d ) ( e ) 纤维拉伸断裂时的裂缝和断裂面羊毛和蚕丝纤维的弯曲与扭转性能?纤维的弯曲刚度 R B (cN ·cm 2)为 : –R B= EI ?E为纤维的弹性模量(cN/cm 2);I为纤维的断面惯性矩(cm 4)–半径为 r的圆形截面断面惯性矩:I 0=πr 4 /4 –纤维的横截面形状一般都不是正圆形,其断面惯性矩 I f (cm 4)为: ?r为纤维截面按等面积折换成正圆形时的等效半径(cm) ;? f为截面形状系数–纤维的实际弯曲刚度为: f0 4ff4 ??? EI rER??