机织物在各个方向上的剪切性能
增强材料 机织物试验方法 第5部分
增强材料机织物试验方法第5部分增强材料是指由两种或两种以上的材料组成的复合材料，具有优异的力学性能和耐久性。
机织物是增强材料中常用的一种，具有良好的拉伸、压缩和剪切强度。
为了评估机织物的性能和品质，需要进行一系列试验。
本文将介绍机织物试验的方法，主要包括拉伸试验、压缩试验、剪切试验和疲劳试验。
机织物的拉伸试验是评估其力学性能的一种重要方法。
该试验通常使用万能试验机进行，首先将机织物样品固定在试验机夹具上，然后以一定的速度施加拉力，测量样品的应力-应变曲线。
拉伸试验的参数包括弹性模量、屈服强度、抗拉强度和断裂强度等。
弹性模量是材料在弹性变形范围内的刚度度量，屈服强度是材料开始塑性变形的应力，抗拉强度是材料在拉断前的最大应力，断裂强度是材料在拉伸过程中发生断裂的最大应力。
机织物的压缩试验用于评估材料在受到压缩力时的性能。
该试验通常使用压缩试验机进行，将机织物样品放置在试验机夹具中，施加一定的压力进行压缩。
压缩试验的参数包括压缩弹性模量、屈服强度、抗压强度和断裂强度等。
压缩弹性模量是材料在弹性阶段的刚度度量，屈服强度是材料开始塑性变形的应力，抗压强度是材料在压断前的最大应力，断裂强度是材料在压缩过程中发生断裂的最大应力。
机织物的剪切试验用于评估材料在受到剪切力时的性能。
该试验通常使用剪切试验机进行，将机织物样品放置在试验机夹具中，施加一定的剪切力进行剪切。
剪切试验的参数包括剪切模量、屈服强度、抗剪强度和剪切失效应力等。
剪切模量是材料在剪切变形范围内的刚度度量，屈服强度是材料开始塑性变形的应力，抗剪强度是材料在剪切断裂前的最大应力，剪切失效应力是材料发生剪切失效的最大应力。
机织物的疲劳试验用于评估材料在长期受力条件下的耐久性能。
疲劳试验通常采用拉伸-压缩交替加载方式，将机织物样品固定在试验机夹具上，以一定的频率施加拉伸和压缩加载，进行多次循环，直到样品发生破坏。
疲劳试验的参数包括疲劳寿命、疲劳极限和循环应力等。
实验指导——织物的力学性能测试
5、结果计算 (1)计算 5 块试样的顶破强力算术平均值，精确至小数点后 1 位。 (2)当试验不在标准大气条件下进行时，需根据试样的实际回潮率计算其校
正顶破强力。 校正顶破强力=修正系数 K×实测顶破强力
棉毛、棉汗布针织物的顶破强力修正系数 K 值见表。 表 棉毛针织物顶破强力修正系数 K 值
(3)抓样法条样：试样宽度大于夹持宽度。适用于机织物，特别是经过重浆 整理的，不易抽边纱的和高密度的织物。
比较 3 种形态试样的试验结果，拆边法的强力不匀较小，而强力值略低于抓 样法。
2、试验参数 织物拉伸断裂的试验参数见表。
表 织物拉伸断裂的试验参数
试样 试样尺寸
夹持长度 织物断裂 拉伸速度
类型 宽(mm)×长(mm) /mm
四、结果计算 (1)计算试样的经、纬向平均断裂强力(N)。 计算精度：平均值≤10N 时，修约至 0.1N；10N<平均值<1000N 时，修约至
1N；平均值≥1000N 时，修约至 10N。 (2)计算试样的经、纬向断裂伸长率及其平均值。 预张力夹持试样时：
断裂伸长率 = ΔL ×100% L0
松式夹持试样时：
4、试验结果计算 分别计算 5 块试样的经向及纬向的撕破强力算术平均值(N)，修约到 1 位小
数，必要时，记录样品每个方向的最大或最小撕破强力。
织物的顶破性能测定
顶破是指织物在垂直于织物平面的外力作用下，鼓起扩张而逐渐破坏的现 象。顶破的受力方式与单向拉伸断裂不同，它属于多向受力破坏。服装的肘部、 膝部的受力情况，袜子、鞋面布、手套等的破坏形式，降落伞、气囊袋、滤尘袋 等的受力方式都属于这种类型。对于某些延伸性较大的针织物(如纬编针织物)， 顶破试验更具优越性。顶破试验机有弹子式、气压式及液压式等类型。
5-服装用织物及成衣加工性能
2.测定 （1）拧绞法 在一定张力下对浸渍后的试样拧绞， 在一定张力下对浸渍后的试样拧绞 ， 释放 对比样照。 后，对比样照。 样照： 级最差。 样照 ： 1-5 级 ， 1 级最差 。 也可用湿态下折 痕恢复性评定。 痕恢复性评定。
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（2）落水变形法 手执样品两角在水中轻轻摆动后提出水面， 手执样品两角在水中轻轻摆动后提出水面 ， 反复数次，晾干与样照对比。 反复数次，晾干与样照对比。 （3）洗衣机法 按规定条件在洗衣机内洗涤，干燥后， 按规定条件在洗衣机内洗涤，干燥后，对 比样照。 比样照。 影响因素： 纤维的吸湿性、 影响因素 ： 纤维的吸湿性 、 初始模量和织 物的湿态抗皱性。涤纶的洗可穿性最好。 物的湿态抗皱性。涤纶的洗可穿性最好。
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测试方法： 测试方法： 试样对折在一定负荷下保持一定时间， 试样对折在一定负荷下保持一定时间，负 荷去除恢复一定时间测量折痕的回复角。 荷去除恢复一定时间测量折痕的回复角。 指标： 指标： 抗皱性好； 折痕恢复角（急，缓），大，抗皱性好；
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形状记忆面料
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又称免烫性） 三、洗可穿性（又称免烫性） 1.洗可穿性 1.洗可穿性 织物洗涤后不加熨烫或稍加熨烫就可保持 衣服可穿用）性能，称之为～ 平挺（衣服可穿用）性能，称之为～。
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2.纱线性质 2.纱线性质 （1）捻度高不易起球（纱线结构紧）； 捻度高不易起球（纱线结构紧） 纱线条干均匀，不易起球； （2）纱线条干均匀，不易起球； 股线不易起毛起球（结构紧，条干好） （3）股线不易起毛起球（结构紧，条干好）； （4）花式线，膨体纱易起毛起球（结构松）。 花式线，膨体纱易起毛起球（结构松）。
服装气候
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影响服装穿着舒适性各因素相关图
纺织材料的力学性能测试与分析
纺织材料的力学性能测试与分析在纺织领域，了解和评估纺织材料的力学性能是至关重要的。
这不仅对于确保纺织品的质量和性能至关重要，还对纺织产品的设计、生产和应用具有重要的指导意义。
纺织材料的力学性能涵盖了多个方面，包括拉伸性能、弯曲性能、压缩性能、剪切性能和摩擦性能等。
这些性能的优劣直接影响着纺织品在使用过程中的表现和寿命。
拉伸性能是纺织材料最基本和最重要的力学性能之一。
通过拉伸试验，可以获得诸如断裂强力、断裂伸长率、初始模量等关键参数。
断裂强力反映了材料抵抗拉伸破坏的能力，而断裂伸长率则表示材料在断裂前能够承受的伸长程度。
初始模量则体现了材料在小变形范围内的刚性。
在进行拉伸性能测试时，需要使用专门的拉伸试验机。
测试过程中，试样被夹持在试验机的夹具上，然后以一定的速度进行拉伸，直至试样断裂。
测试结果会受到多种因素的影响，例如试样的长度、宽度、夹持方式、拉伸速度以及环境温湿度等。
为了获得准确可靠的测试结果，必须严格按照标准测试方法进行操作，并对测试条件进行精确控制。
弯曲性能反映了纺织材料在弯曲过程中的抵抗变形能力。
常用的弯曲性能测试方法有悬臂梁弯曲法和三点弯曲法。
悬臂梁弯曲法适用于较薄和柔软的材料，而三点弯曲法则适用于较厚和硬挺的材料。
弯曲性能的测试结果通常用弯曲刚度和弯曲模量来表示，这些参数对于评估纺织品的手感、悬垂性和成型性具有重要意义。
压缩性能对于像非织造布和填充材料等具有重要的意义。
压缩性能测试可以评估材料在受到压力时的变形和恢复能力。
通过测量材料在不同压力下的厚度变化，可以计算出压缩率和压缩弹性回复率等参数。
这些参数对于设计具有良好保暖性和舒适性的纺织品非常重要。
剪切性能主要用于评估纺织材料在受到剪切力时的变形特性。
剪切性能测试方法包括平面剪切法和扭转剪切法。
剪切性能对于织物的抗皱性和尺寸稳定性有着重要的影响。
摩擦性能也是纺织材料力学性能的一个重要方面。
摩擦性能的好坏直接关系到纺织品的穿着舒适度和耐用性。
学习织物的基本结构参数及基本性能
学习织物的基本结构参数及基本性能织物的基本结构参数及基本性能一、机织物1 、经纬纱细度：指经纬纱的粗细程度。
表示经纬纱细度的指标主要有：英制支数、公制支数、特数、旦数。
2、密度 M织物密度是指织物中经向或纬向单位长度内的纱线根数，表示为：根/10cm 或者根/英寸。
3、紧度 E织物紧度指织物中纱线挤紧的程度，有经向紧度和纬向紧度之分，用单位长度内纱线直径之和所占百分率来表示。
4 、覆盖系数覆盖系数是指纱线的投影面积占织物面积的百分率，用R表示。
Et--经向紧度 Ew--纬向紧度5、织物的长度、宽度和厚度长度：即匹长，单位为米。
宽度：是指织物横向的最大尺寸，称为幅宽。
单位为厘米。
厚度：织物在一定压力下正反两面间的垂直距离，以毫米为计量单位。
影响织物厚度的主要因素：•纱线线密度；•织物组织；•纱线在织物中的屈曲程度；•生产加工时的张力。
6、单位面积重量织物的重量通常以每平方米织物所具有的克数来表示，称为平方米重。
棉织物常以每平方米的退浆干重来表示，毛织物则常采用每平方米的公定重量来表示。
也有其他表示方式：如全幅一米重、条重等。
P t--经向密度 P w--纬向密度 N tT--经纱特数 N tw--纬纱特数上式未考虑织物的中经纬纱的缩率、回潮率等。
二、针织物1、横密与纵密横密：指沿线圈横列方向在规定长度（50mm）内的线圈数。
纵密：指沿线圈纵行方向在规定长度（50mm）内的线圈数。
2、线圈长度针织物的线圈长度是指每一个线圈的纱线长度，它由线圈的圈干和延展线组成。
线圈长度愈长,针织物密度愈小、愈稀薄；尺寸稳定性、弹性、耐磨性愈差；强度愈低；脱散性愈大；抗起毛起球和抗勾丝性愈差；透气性愈好。
3、未充满系数未充满系数为线圈长度与纱线直径的比值。
此值越大，表明织物中未被纱线充满的空间愈大，织物愈是稀松。
4、平方米重用每平方米的干燥重量克数来表示。
三、织物的坚牢度织物在使用过程中，受力破坏的最基本形式是拉伸断裂、撕裂、顶裂和磨损。
棉织物(机织)介绍
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(4)哔叽（SERGE）
哔叽质地柔软，也来源于毛织物，采用2/2加强斜纹组织，
正反面织纹相同，斜向约为45，但方向相反。 经密：纬密＝6：5，经纬紧度与平布相近。 纱哔叽用28-32tex(21s-28s)单纱织制较多。线哔叽多用 14tex×2-18tex×2(42/2-32/2s)织制，半线哔叽常用单纱作纬。 元色和杂色哔叽多数用作老年服装、童装，印花哔叽常用作妇女、 儿童衣料，大花哔叽可用被面、窗帘等。
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斜纹(TWILL)
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(1)斜纹布
2/1左斜纹，经纬纱交织次数比平纹少,经向密度比平 纹布大 。
常用经纬纱支为42-18tex(14s-32s),经纬特相等或接 近。经纬向紧度比为3：2，紧度大于平纹 斜纹布坯布主要用作橡胶鞋基布，球鞋夹里布，金钢 砂基布，染整加工后的成品，可制作服装、被套、台 布、阳伞等。 特点是厚实，表面有明显得斜向纹路，方面织纹不明 显，近似平纹，因此又称为单面斜纹。
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幅 宽：57″/58″
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（3）轧纹布
利用合成纤维热塑性形成。 方法是将已经染色的或者印花的细布， 用有凹凸花纹的滚筒轧褚凹凸不平的花 纹来，然后再经过树脂整理，使轧出的 花纹定型。
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帆布（CANVAS）
帆布是经纬纱均采用多股线织制的粗厚织物。紧密厚 实，手感硬挺，坚实耐磨。
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(2)府绸(POPLIN)
平纹组织，经密高于纬密(约5:3或2:1)
一般经纬纱支相同，或纬纱略粗于经纱。 其细度范围： ⑴ 纱府绸29～10tex(20～60英支) 经纬纱多为40英支(14.5tex)， 克重在110～125g/m2之间 ⑵ 线府绸14tex×2～5tex×2(42/2～120/2英支) 一般经纱为股线，纬纱为单纱 高级纯棉线府绸则用120/2～80/2英支股线制织 可做衬衫、睡衣、床上用品等。
纺织品检测之物理性能详解
纺织品检测之物理性能详解一、介绍不同面料其性能表现各不一样，带来服装应用范围和最终用途也会大相径庭。
因此，认识和掌握面料的各种性能，对正确地选用材料，合理地设计服装，满意地穿着服装会大有帮助，产生事半功倍的效果。
面料的性能包括物理机械性能、化学性能、外观性能以及卫生保健性能和缝纫加工性能等服用性能。
二、定义：织物在外力作用下引起的应力与变形间的关系所反映的性能叫做织物的物理机械性能。
它包含强度、伸长、弹性及耐磨性等方面的性能。
织物在服用过程中，受到较大的拉伸力作用时，会产生拉伸断裂。
将织物受力断裂破坏时的拉伸力称为断裂强度；在拉伸断裂时所产生的变形与原长的百分率，称为断裂伸长率。
⑴纤维的性质：纤维的性质是织物拉伸断裂性能的决定因素。
纤维的断裂强度是指单位细度的纤维能承受的最大拉伸力，单位：CN/dtex。
在天然纤维中，麻纤维的断裂强度最高，其次是蚕丝和棉，羊毛最差。
化纤中，锦纶的强度最高，并且居所有纤维之首，其次是涤纶、丙纶、维纶、腈纶、氯纶、富强纤维和粘胶纤维。
其中，粘胶纤维强度虽低，但略高于羊毛，在湿态下，其强力下降很多，几乎湿强仅为干强的40~50%。
除粘胶纤维外，羊毛、蚕丝、维纶、富强纤维的湿强也有所下降，但棉、麻纤维例外，其湿强非但没有下降反而有所提高。
涤纶、丙纶、氯纶、锦纶、腈纶等则因吸湿小，而使其干、湿态强度相差无几。
至于断裂伸长率，则属麻纤维最小，只有2%左右，其次为棉，只有3~7%，蚕丝15~25%，而羊毛属天然纤维之首，可达25~35%。
化纤中，以维纶和粘胶纤维的断裂伸长率最低，在25%左右，其它合纤均在40%以上。
⑵纱线结构：一般情况下，纱线越粗，其拉伸性能越好；捻度增加，有利于拉伸性能提高；捻向的配置一致时，织物强度有所增加；股线织物的强度高于单纱织物。
⑶织物的组织结构：在其它条件相同的情况下，在一定长度内纱线的交错次数越多，浮长越短，织物的强度和断裂伸长率越大。
因此，三原组织中以平纹的拉伸性能为最好，斜纹次之，缎纹织物最差。
第9章-织物剪切性能设计
织物组织和经纬纱线屈曲率的函数。
剪切刚度G与原料、结构的关系
由方程 (1)、(2)和(5)可得方程（6）：
F m 2 N u (C ) L
微分可得力学方程：
G1
G2
F1 u 1 (C ) 100 k n2 ( 1 (C ) u )
F m f L
m k n1 n2
m－单位面积织物中经纬纱线的交织点数 ； f－单个交织点处经纬纱间的摩擦力； L－受剪切力的试样长度（5cm）。
n1 n2 织物经、纬纱密度
k 组织系数，平纹k=1，2/2斜0.5
摩擦力f分析 张力N作用下纱线受力状态如图，交织 点处纱线间的摩擦力f为：
f P u
u
（2）
－ 经纬纱线间的摩擦系数。
图9-7 纱线在恒定张力下的受力状态
压力P与张力N的关系取决于织物结构，可用下 面近似方法求取，织物结构简化模型如图9-8
(C )
（a）小浮长模型 （b）大浮长模型 图9-8 织物结构的简化模型
P 2 N (C )
（5）
式中 (C ) －
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2.2 精纺毛型织物剪切刚度
1 ， 2 与织物结构参数的相关系数
1
经纬纱接触面积（s） 0.77
2
0.80
经纱捻系数
纬纱捻系数 含毛率（％） 织物组织（k）
-0.51
-0.06 -0.14 -0.64
-0.55
-0.07 -0.12 -0.64
s d1 d 2 •经纬纱接触面积s∝经纬纱直径之积 •摩擦系数变化率与经纬纱接触面积的关系最密切
2.1 织物剪切刚度G的理论方程
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机织物在各个方向上的剪切性能W.M.Lo 等著 纪 峰 译郭永平 校 剪切性能是影响机织物外观及力学行为的重要特性之一。
本文在K ilby 等人工作的基础上建立模型,预测机织物在各个方向上的剪切刚度。
基于现有文献,我们发现剪切刚度(G )、015°及5°角的剪切滞后有明显的线性关系。
因此通过比较理论结果与实验数据,并将它们在极坐标图上展现出来,证明该模型亦可用于预测大范围类型机织物的剪切滞后。
实验结果表明,剪切刚度与剪切滞后的这种线性关系不仅存在于经、纬两个主方向上,也存在于与经纬向成各种夹角的方向上。
在实验中还发现,机织物剪切刚度的最大值出现在与经纬向成±45°夹角的方向上。
在实际应用中,纺织面料要经受大量的复杂变形,因此织物的剪切性能在许多实际应用中显得非常重要。
为探索机织物剪切行为的力学本质,Dreby 等人先后设计开发了测试机织物剪切性能的方法和仪器。
后来,Cusick 等人通过建立数学模型,采用一种量化的方法来描述织物的剪切性能。
他们在文章中阐明,剪切过程中的滞后现象是由织物内部经纬纱交织点处纱线的相互扭转产生的摩擦约束决定的。
而且,现有的文献都证明了剪切是影响织物的悬垂性、柔韧性及手感的重要性能之一。
机织物的剪切性能不仅在经纬方向上,而且在其他各个方向上都影响着织物的弯曲和拉伸性能。
机织物在经纬方向的剪切行为一直受到广泛关注,因其显著影响着织物的其他力学行为。
但织物在与经纬向成各种夹角方向上的剪切性能却很少被注意,因为它们涉及复杂的力学因素。
所以,当两组纱线在交织点处的夹角发生变化时,获取该位置上有关剪切的量的信息也是很有用处的。
在研究中,我们采用KES 2F 测试系统测出的剪切刚度(G )、015°和5°角的剪切滞后量(2HG ,2HG 5)来表征一块机织物的剪切性能。
剪切刚度反映了织物抵抗剪切变形的能力,而剪切滞后量反映了织物在一个剪切变形周期中能量的损失状况。
在实验中,我们采用KES 2F 测试仪对大量的不同类型织物从各个方向上进行测试得到实验数据,基于这些数据我们建立数学模型,预测织物在各个不同方向上的剪切刚度。
已有文献资料显示,剪切刚度与剪切滞后之间有着显著的相关性。
例如,在Collier 等人的结论中都证明剪切刚度和剪切滞后的相关系数很高,分别可达到0197、0194和0192。
尽管决定机织物剪切刚度和剪切滞后的力学因素可能有所不同,根据前人结论和我们自己的实验结果,我们假设剪切刚度和剪切滞后是遵从相似的内在力学因素。
由此,基于机织物剪切刚度预测模型的有效性,我们将这一模型应用到对各类机织物剪切滞后性能的预测上。
将实验数据与理论结果进行对比,我们将这一模型应用到对各类机织物剪切滞后性能的预测上。
将实验数据与理论结果进行对比,并在极坐标图上表示出来,可以证明该模型的有效性,同时发现剪切刚度与剪切滞后的这种线性关系不仅存在于经纬两个主要方向上,也存在于其他各个方向上。
1 对机织物在各个方向上的剪切性能进行建模 K ilby 等人将传统的弹性理论与认为织物是各向异性的薄片的假设结合起来。
根据弹性理论,织物的拉伸和剪切性能可由在经纬向及其他—93—各方向的柔量进行理论推导得出。
经过理论推导,我们得出机织物在各个方向上剪切刚度的计算公式:1 Gθ=(4G45)cos2θsin2θ+1G(cos2θ-sin2θ)2(1)θ的值为偏离正方向(经向或纬向)的角度。
根据公式(1),当测出了织物在经、纬向及±45°方向上的剪切刚度值后,可计算织物在其他各个方向上的剪切刚度(G)。
因为剪切刚度反映了在织物发生微小剪切变形时,织物内部在经纬纱交织点处对相对扭转运动的抵抗性能。
我们也可以确定经向剪切刚度与纬向剪切刚度的关系。
Mahar等人通过研究找到了经向剪切刚度与纬向剪切刚度的线性关系,说明可以对织物剪切刚度的测试进行简化,只需测一个主方向上的量值。
在实验中遇到经向和纬向的剪切刚度值差异较大时,我们取两个方向上的平均值。
织物的剪切滞后可理解为在织物发生剪切变形并自然恢复到原来状态的一个循环中能量的损耗。
一些学者通过研究证实剪切刚度(G)与剪切滞后量(2HG,2HG5)存在明显的线性关系。
基于这个结论,我们将预测机织物各个方向上剪切刚度的理论模型用来预测各种类型织物的剪切滞后性能。
在研究中,我们对比了实验数据与理论结果,并将结果在极坐标图上表示出来。
2 实验我们选择了分为3种组织结构(平纹、斜纹、缎纹)共35种服装面料作为试样。
其中12种试样是实验室内部生产的100%纯棉布,其他为一些市场上常见的机织面料,成分分别有腈纶、纯棉、涤/棉、涤/丝、尼龙、人造棉及丝、羊毛等等。
表1为试样的组织结构及相应的试验数据,以下选取了4组数据。
为使实验结果准确、可靠,所有试样在测试前都置于相对湿度为65%±2%,温度为20℃±2℃的大气环境下进行24h的温湿处理,处理后还测试了试样的厚度。
表1 机织物试样的结构特性及各个方向上的剪切性能测试数据试样组织结构纱线(根数/in)各个方向上理论与实验值之差G2HG2HG5各个方向上剪切刚度与剪切滞后的相关系数2HG和G2HG5和G2HG5和2HG1平纹60×54212311931122019727019920019579 2斜纹108×60314911881110019315019914019875 7斜纹80×42110031151125019688019978019931 25缎纹254×116414251715169019653019944019405 在布面上,我们通常把与经向或纬向所成的锐夹角叫做偏角。
在实验时我们采用人们习惯的偏角定义,统一取沿顺时针偏离经纱方向的角。
在布面上规定沿经纱方向为0°,纬纱方向为90°,沿顺时针方向的角为正,而逆时针方向的角为负。
由此,在极坐标图上,+15°代表15°和195°,-15°代表165°和345°,依此类推。
对一块组织结构对称的试样来说,例如平纹织物,取经向到纬向之间90°的测量范围就足够了。
而对于非对称结构的织物如斜纹和缎纹组织,则要剪取0°～180°范围内的试样进行测试。
剪取试样要沿经向、纬向,以及偏离经向±15°、±30°、±45°、±60°和±75°的方向。
按各个方向剪取了试样后,可对它们按通常的方法在KES2F测试系统上进行测试。
测得数据用于建立θ的极坐标图,如图1所示。
从图上我们可以看到,对每一种类型的织物,不管是取了7个方向的平纹织物还是取了12个方向的斜纹和缎纹织物,它们的极坐标曲线在0°～360°的范围内都出现了4次重复。
3 结果与讨论311 理论与实验结果的比较31111 机织物在各个不同方向上的剪切刚度通过对各类试样的理论计算剪切刚度(G)与实验结果进行比较,发现理论与实际有很好的一致性,偏差不超过8184%(如表1所示)。
在所有的机织物试样中我们选取了平纹织物(F1)、斜纹织物(F7)、缎纺织物(F25)3种试样,表1中列出—4—了理论与测试结果,并在图1a 、b 、c 的极坐标图中表示出来。
在图1中,剪切刚度的极坐标曲线是沿经向或纬向的对称形状。
参数值随着偏角的改变发生变化,但在与经向、纬向约成±45°的位置都有一个峰值,说明机织物的剪切刚度值在经向和纬向之间存在一个明显的最大值。
图1 试样剪切刚度理论与实验结果的极坐标图 (a )平纹F1 (b )斜纹F7 (c )缎纹F25图2 试样F1理论值与实验值的剪切滞后曲线 (a )2HG (b )2HG 5 在理论研究中,我们通过测出±45°方向的剪切刚度值,然后由公式(1)来确定织物的剪切刚度G 在其他方向上的值。
对于不同类型的织物,它们的剪切刚度极坐标曲线也有差别,造成这种差别的主要原因可能有:织物组织结构、后整理工艺、织物内部纱线、纤维的刚度、两组纱线在交织点的接触面积,以及纤维在纱线中的集束紧密度等等。
任何上述因素的综合都可导致机织物剪切性能的差异,即使这些织物是由同种原料加工成的。
从织物的几何结构中我们知道,织物内部两组纱线的交织点存在法向压力,它引起摩擦约束。
因为加在织物上的剪切力通常远大于织物内部所有交织点处的摩擦约束之和,因此导致织物的剪切变形,并伴随有滞后效应。
发生剪切变形时,在纱线交织点处因为合成纤维之间的接触面积较小,所以合成纤维织物的滞后量要小于天然纤维织物的滞后量。
织物经后整理加工后剪切性能降低。
这是因为经后整理加工后,随着交织区内法向内应力的—14—减少,纱线内部的残余应力得以释放。
所以市场上的机织物试样的剪切性能要低于实验室内生产的机织物。
31112 机织物在各个不同方向上的剪切滞后将理论剪切刚度模型应用于预测机织物在各个方向上的剪切滞后量(2HG、2HG5),我们得到这些机织物试样的理论值与实测值的偏差值(如表1中所示)。
理论值与实验结果取得很好的一致,偏差不高于10%。
图2分别列出了剪切滞后(2HG、2HG5)的实验值与理论值的极坐标曲线。
图2的结果进一步证实了理论与实验的吻合,说明我们的模型对于预测机织物的剪切滞后性能也是相当可靠的。
因为剪切变形取决于织物内部的摩擦力和弹性力。
当结构紧密的机织物发生剪切变形时,在织物内部纱线交织点处由于一定数量的纱线产生相对滑移和挤压,从而可迅速生成内部的弹性力。
组织结构较松散的机织物如斜纹和缎纹织物,织物内部的摩擦力很小。
312 在各个方向上剪切刚度与剪切滞后的关系现有文献资料显示剪切刚度与剪切滞后有明显的关系。
实验结果同样证明在各个方向上剪切刚度与剪切滞后有明显的线性关系。
在各个方向上,对2HG和G来说,他们的相关系数R2= 019727;对2HG5和G,R2=019920;对2HG5和2HG,有R2=019579。
对于其他类型的织物试样都有R2>0190。
基于以上事实,我们假设机织物在经向、纬向及其他方向上的剪切刚度和剪切滞后遵循相似的物理力学规律。
因为剪切刚度主要是由纱线内部纤维间的摩擦力引起的,而剪切滞后也是由同样的摩擦力所决定的,而且在整个剪切循环中,这种摩擦力是持续存在的。
剪切刚度的最大值不是在经向或纬向,而是在与经/纬向成约±45°角的方向,剪切滞后的最大值也出现在这一方向上。