织物的力学性质
织物的力学性能测试
二、织物的拉伸断裂实验
三、织物的撕裂实验
1、基本知识
在日常生活中，服装材料因被某种物体钩拉撕扯，致使局 部纱线受刭集中负荷而断裂，从而使材料出现裂缝或被撕 成两半的现象称为撕裂，有时也称为撕破。 织物的撕裂强度与普通的拉伸强力相比，更接近实际使用 中突然破裂的情况，更能有效地反映纺织品的坚韧性能。 因此，目前已将撕裂强度作为树脂整理织物和某些化纤产 品的主要品质检验项目之一。军服和野外作业服对撕裂强 度也有特殊要求。常用的方法有单缝法和梯形法等。
梯形试样
环形试样
二、织物的拉伸断裂实验
试样的工作长度对试验结果有显著影响，一般随着试样
工作长度的增加，断裂强力与断裂伸长率有所下降，标准 规定：一般织物均为20cm。针织物和毛织物为10cm，特别 需要时可自行规定，但一批试验的所有试样必须统一。
二、织物的拉伸断裂实验
4．试验过程
①、按要求设置实验参数：实验方式为拉伸断裂试验， 夹持长度、拉伸速度、预加张力等，具体参数见下表。 ②、夹装试样。先将试样一端夹紧在上夹钳中心位置， 然后将试样另一端放入下夹钳中心位置，并在预张力 作用下伸直，再紧固下夹钳。 ③、开启仪器，拉伸试样至断裂。 ④、复位后，重复上述操作，至完成规定的试验次数。 ⑤、打印试验结果。
我国标准规定采用扯边纱条样法。
如果试样是针织物，由于拉伸过程中线圈的转移，变形 较大，往往导致非拉伸方向的显著收缩，使试样在钳口 处所产生的剪切应力特别集中，造成多数试条在钳口附 近断裂，影响了试验结果的准确性，为了改善这种情况， 可采用梯形试样或环形试样，如下图所示。
二、织物的拉伸断裂实验
二、织物的拉伸断裂实验
B.织物的经、纬向密度对织物拉伸强度的影响十分显著， 无论是经、纬向同时改变，或者只改变一系统的密度时， 织物的断裂强度都将得到变化。 C.织物的组织结构对织物强度的影响也是很大的，在一个 完全组织循环内，经、纬纱交错次数越多，浮长越短，则 织物的强度和伸长越大。所以，就平纹、斜纹和缎纹这三 种基本组织来说，在其它条件相同的情况下，平纹组织织 物的强度和伸长大于斜纹组织织物，而斜纹组织织物又大 于缎纹组织织物。
织物的基本力学性质
织物的基本力学性质织物是由纤维通过编织、织造等工艺形成的平面结构，具有一定的力学性能。
了解织物的基本力学性质，对于合理使用和设计织物产品具有重要意义。
本文将介绍织物的拉伸性能、强度和弹性以及其与纤维属性的关系。
1. 拉伸性能织物的拉伸性能是指织物在受到拉力作用时的变形和破坏性能。
一般来说，织物在受到拉伸力作用时会产生一定的变形，取决于纤维的延性和结构布局。
织物的拉伸行为可以通过拉伸试验来研究。
拉伸试验会将样品固定在拉伸试验机上，使之受到拉力，并测量拉力与伸长之间的关系。
通过拉伸试验可以得到织物的应变-应力曲线，从而确定织物的拉伸性能。
织物的拉伸性能可以用拉伸强度和断裂伸长率来衡量。
拉伸强度是指织物在拉伸过程中承受的最大力量，断裂伸长率是指织物在被拉断前能够延长的比例。
2. 强度和弹性织物的强度是指织物抵抗外力破坏的能力。
织物的强度与其纤维的强度、结构布局和加工工艺等因素有关。
纤维的强度会直接影响织物的强度，而结构布局和加工工艺对织物的强度也有一定的影响。
在织物的设计和使用中，强度是一个非常重要的指标。
如果织物的强度不符合要求，可能会导致产品的破损和功能受限。
因此，合理选择纤维材料和设计结构布局，以提高织物的强度是非常重要的。
织物的弹性是指织物在受到应力后恢复原状的性能。
织物的弹性可以通过测试织物的弹性模量来评估。
弹性模量是指织物在受到应力后，单位变形时所需的应力。
织物的弹性模量与纤维的弹性模量和织物的结构布局有关。
纤维的弹性模量越大，织物的弹性模量也越大。
而结构布局则会影响织物的内部相互作用和变形程度，从而影响织物的弹性。
3. 织物性能与纤维属性的关系织物的性能与纤维的属性密切相关。
不同纤维具有不同的力学性能，这会直接影响织物的性能。
下面是一些常见的纤维属性对织物性能的影响。
•纤维强度对织物的强度有直接影响。
纤维强度越高，织物的强度也会相应提高。
•纤维的弹性模量决定了织物的弹性，纤维弹性模量越高，织物的弹性也会越好。
纺织材料学-第16章 织物的基本力学性质
三、影响织物顶破性质的因素
• 织物拉伸断裂强力 • 机织物经、纬两向的结构和纱线性质差异程度 • 织物的伸长率和织缩率 • 因具有高伸长率的特点和各向同性的调整，针
织物顶破强度较高 • 非织造布的纤维强度，纤维间固着点的强度是
– 依据作用形式分为平磨、曲磨、折边磨、复 合磨多种。
• 实际穿着试验
• 平磨 flat abrasion
– 平磨是指织物试样表面在定压下与磨料摩擦所受到 的磨损。
– 模拟上衣肘部、裤子的臀膝部、袜底、床单、沙发 用织物、地毯等的磨损。
– 按对织物的摩擦方向又可分为往复式、回转式和马 丁代尔（Martindale）多向式三种。
• 1. 斜面法
刻度尺条
l
l0
织物
梯形木块
θ
梯形木块
织物
θ
• 织物样条 15cm×2cm
• 由刻度尺上推出的长度l0和斜面角度，可求出抗弯长
度bending length C(cm)：
C
l0
cos( / 2) 8 tan()
1
3
l0
f
()
取 = 450 C 0.487 l0
• 2. 心形法
–织物试样为条形(长20cm×宽2cm)，带有有效长度 的记号线。
200mm，毛织物为100mm；纱线为500mm，纤维一 般为20mm
第二节 织物的撕裂性质
• 织物边缘在一集中负荷作用下被撕开的现象称 为撕裂，或称撕破tearing property
• 撕裂强力的测试方法 • 撕裂破坏机理 • 织物的撕裂曲线及撕裂强力指标 • 影响织物撕裂强力的因素 • 织物的纰裂
第9章 纺织材料的基本力学性质
纱线的蠕变和松弛与纤维的蠕变和松弛基 本相似.
原因： （1）纤维蠕变和松弛的存在。 （2）纱线内纤维相互滑移和错位。
（二）纺织材料拉伸弹性回复率
1.弹性指标:
弹性回复率： Rε=[(ε3+ε4)/εa] × 100% ε3--急弹性回缩率 ε4 --缓弹性回复率 εa--拉伸变形总量(ε1+ε2)
一般纱线断裂的原因既有纤维的断裂，又有纤维的 滑脱，断口是不整齐的。当捻度较大时，纤维滑脱的可 能性很小，纤维由外向内逐层扩展断裂，此时纱线断口 比较整齐。
2.影响纱线一次拉伸断裂的因素 （1）纤维的性能
① 纤维的长度较长，细度较细时，纤维较柔软，在 纱中互相抱合就较紧贴，滑脱长度缩短，纱截面中纤维根 数可以较多，使纤维在纱内外层转移的机会增加，各根纤 维受力比较均匀，因而成纱强度较高。
Et * I p
L:长度 Et:剪切弹性模量(cN/cm2) Ip:截面的极断面惯性矩(cm4)
T:扭矩(cN.cm) :扭转角
（二）纤维和纱线的扭转破坏
T为外力矩,Q为扭转角。当外力矩很大时,纤
维和纱线产生的扭转角和剪切应力就大,从而纤维
Et
Ip
中的大分子或纱线中纤维因剪切产生滑移而被破
(3)试验条件
试样长度较长时，测得的强度较低、试样越长，可能出 现的最薄弱环节的机会多，测得的强度就较低。
试样根数多，由于断裂的伸长率不均匀，纤维断裂不同时， 故测得的平均强度越小，(根数↑--差异越大↑--强度↓)
拉伸速度越大，拉伸至断裂的时间越短，测得的强力较 大而伸长较小。
（二）纱线拉伸断机理及主要影响因素
◆常用纺织纤维的拉伸曲线
◆高强低伸型曲线： 棉、麻等拉伸曲线近似于直线，斜率很大，该
含涤纶弹力丝的织物力学性能研究
含涤纶弹力丝的织物力学性能研究随着科学技术的不断进步，含涤纶弹力丝的织物在现代生活中得到广泛应用。
涤纶弹力丝作为一种具有高弹性和抗压能力强的材料，赋予织物良好的机械性能。
本文将从织物力学性能的研究角度出发，探讨含涤纶弹力丝的织物力学性能。
织物力学性能研究是对织物进行力学特性评估的过程。
织物力学性能既是织物性能的重要组成部分，也是评价织物品质的重要指标之一。
含涤纶弹力丝的织物力学性能研究的主要目的是揭示其力学响应、性能优缺点以及适用范围，为织物设计和应用提供科学依据。
在织物力学性能研究中，最基本的指标之一是强度。
强度是衡量织物抵抗外力破坏能力的指标，也是评估织物使用寿命的重要指标。
涤纶弹力丝的高强度使其成为织物中重要的强度支撑。
弹力丝的高强度能够提高织物的耐磨性和抗撕裂性，使得织物在使用过程中不易破损。
同时，涤纶弹力丝还具有良好的延展性，能够承受较大的变形而不失弹性，提高织物的穿着舒适性。
另一个重要的织物力学性能指标是弹性模量。
弹性模量是评估织物弹性特性的重要参数，可以反映织物对外力变形的能力。
涤纶弹力丝具有较高的弹性模量，使得织物具有较好的回弹性和形状保持性。
这种特性使得含涤纶弹力丝的织物在穿着过程中不易变形，能够有效地保持织物的形状和质感。
同时，涤纶弹力丝还具有较好的回缩性，使得织物在受力后能够迅速恢复原状，延长织物的使用寿命。
除了强度和弹性模量，含涤纶弹力丝的织物力学性能还涉及到抗拉伸性、抗压缩性和耐磨性等指标。
抗拉伸性是评估织物在受拉力作用下的性能指标，涤纶弹力丝的高韧性和高断裂伸长率使得织物具有较好的抗拉伸性能，能够承受较大的拉伸力而不易断裂。
抗压缩性是评估织物在受压力作用下的性能指标，涤纶弹力丝的高强度和抗压能力强使得织物具有良好的抗压缩性能，能够保持较好的体积稳定性。
耐磨性是评估织物耐久性的指标，涤纶弹力丝通过提高织物的耐磨性能，使得织物在摩擦、摩擦磨损等情况下不易破损，延长了织物的使用寿命。
织物材料的力学性能与结构分析
织物材料的力学性能与结构分析织物作为一种常见的材料，在日常生活和工业生产中广泛应用。
了解织物材料的力学性能与结构分析对于提高其品质和应用效果至关重要。
本文将详细讨论织物材料的力学性能与结构分析，并探讨其在不同领域的应用。
一、织物材料的力学性能分析1.拉伸性能织物的拉伸性能是指在受力时的变形和破坏能力。
通过对织物进行拉伸试验，可以得出其断裂强度、伸长率、断裂韧性等参数。
这些参数可以帮助我们判断织物在使用中的抗拉能力和耐久性。
2.压缩性能织物的压缩性能是指在受力时的抗压变形和恢复能力。
通过对织物进行压缩试验，可以评估其抗压性能和弹性恢复能力。
这些参数在织物在填充材料、座椅、装饰品等领域具有重要的应用价值。
3.弯曲性能织物的弯曲性能是指在受力时的抗弯变形能力。
通过对织物进行弯曲试验，可以得出其弯曲刚度和折叠性能。
这些参数对于织物在服装、窗帘、家具等领域的应用有重要意义。
4.撕裂性能织物的撕裂性能是指在受力时的抗撕裂能力。
通过对织物进行撕裂试验，可以得出其撕裂强度和撕裂延伸率。
这些参数对于织物在户外用品、工业帐篷等领域的抗撕裂要求较高的应用有重要价值。
二、织物材料的结构分析1.纤维结构纤维是织物的基本组成单位，其结构对织物的性能和质量起着至关重要的作用。
纤维的直径、长度、断面形状以及纤维间的排列方式都会影响织物的密度、强度和弹性等性能。
通过扫描电镜等仪器观察纤维的结构，可以帮助我们理解织物的性能来源和改进方向。
2.织物结构织物的结构是指纱线、经纬相互交织的方式和密度。
常见的织物结构包括平纹、斜纹、提花、缎纹等。
不同的织物结构决定了织物的外观、手感和性能特点。
通过对织物结构的研究和分析，可以指导织物的设计和开发。
3.织物表面特征织物表面的特征对于其外观和使用性能起着重要作用。
织物的表面特征包括纹理、工艺效果、染色效果等。
通过扫描电镜和表面形貌分析仪等设备对织物表面进行观察和测试，可以帮助我们评估织物的质量和外观效果。
第九章 织物的力学性质
混纺比：不同原料混纺时，视情况分析。
纱线的特数和结构
特数： 增加特数，织物强度提高；
股线织物强力大于相当于同支单纱织物强力。
结构：临界捻度，织物强力先增加后降低； 经纬纱捻向相同，强力有所提高；
转杯纱较环锭纱织物强力有所提高。
织物的密度与组织
机织物：同密，粗特纱织物>细特纱织物； 平纹>斜纹>缎纹（断裂强力）
纤维疲劳断裂纤维抽出纤维切割断裂纤维表面磨损纱线的捻度纱线的条干单纱与股线混纺纱的径向分布厚度组织经纬纱线密度经纬纱密度单位面积的重量表观密度结构相和支持面织物的硬挺和柔软程度
第九章
织物的力学性质
(Fabric Physical and Mechanical properties)
第一部分 织物的力学性质(基础知识)
二、织物的撕破性（Tearing ability ）
1、撕破性概念 ➢ 定义：织物边缘在一集中负荷
作用下而被撕开的现象
➢ 指标：最高撕破强力、平均撕破强力
五峰平均值、经纬向平均撕破强力
2、撕破机理
❖ 受力三角区：
纵向受拉系统纱线上下分开； 而横向纱线靠拢形成撕破口。
❖ 撕破类型：
舌形法：断裂的纱线是非受拉系统纱线 梯形法：断裂的纱线是受拉系统的纱线
针织物：纵横、密小；断裂强度较差； 纬编组织>经编组织（断裂强力）
后整理 采用树脂整理，织物伸长性能下降
4、其他性能
❖ 拉伸弹性——织物在小于其断裂强力的小负荷下拉伸变 形的恢复程度。
❖ 耐疲劳性——织物经多次加负荷-去负荷的反复拉伸循 环作用直至破坏的特性。
❖ 针织物的横拉性——针织物在定负荷下横向伸长长度称 为拉伸性。
织物的基本力学性质
织物的基本力学性质其次，织物的强度和耐磨性也是其重要的力学性质。
一般来说，织物的强度和耐磨性与其纤维的品质和编织密度有密切的关系。
高品质的纤维和更紧密的编织可以使织物具有更高的强度和耐磨性，从而延长其使用寿命。
此外，织物的形变特性也是其重要的力学性质之一。
在受到外部力的作用下，织物会发生不同程度的变形，并且对于不同的织物来说，其形变特性也会有所不同。
了解织物的形变特性有助于在设计和制造过程中更好地控制其形状和结构。
总的来说，织物作为一种重要的材料，其基本力学性质包括弹性、强度、耐磨性和形变特性，这些性质对于织物的设计、制造和使用都具有重要意义。
通过深入研究和了解这些性质，可以更好地开发出具有优良性能的织物产品，满足人们日常生活和工业生产的需要。
织物作为一种在日常生活和工业生产中广泛使用的材料，其基本力学性质对于其设计、制造和应用具有重要的意义。
织物的力学性质包括弹性、强度、耐磨性和形变特性等，这些性质的不同组合使得织物可以适应各种复杂的应力环境，并且在服装、家庭用品、建筑材料等领域都发挥着重要作用。
首先，弹性是织物的重要力学性质之一。
织物的弹性是指其在受力后能够恢复原状的能力。
弹性的大小取决于织物中使用的纤维和编织方式。
通常，棉、羊毛等天然纤维的织物柔软、具有较好的弹性，而丝、尼龙等人造纤维的织物具有更高程度的弹性。
弹性的差异也决定了织物在服装、床品等领域中的不同应用场景。
其次，织物的强度和耐磨性是其力学性质的重要指标。
织物的强度是指其抵抗撕裂或断裂的能力，而耐磨性则表示织物对外界磨擦、摩擦的抵抗能力。
织物的强度和耐磨性与纤维的品质、编织密度以及织物的表面处理等因素密切相关。
高品质的纤维和更紧密的编织可以使织物具有更高的强度和耐磨性，从而提高了其在各种应用中的可靠性和持久性。
另外，织物的形变特性也是其力学性质的重要组成部分。
当受到外部作用力时，织物会发生一定程度的变形，而不同类型的织物会表现出不同的形变行为。
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❖ 捻度：在纱线达到临界捻系数之前，织物强度上升 并达到最大值
❖ 捻向：捻向相同，交织点处纤维相互啮合，阻力增 大，有利于提高强度
影响机织物拉伸性能因素
（3）经纬密度和织物结构 ❖ 经密不变，纬密增加，织物纬向强度增加，经向减
少——上机张力增大，摩擦增加，织造中反复拉伸 次数增加 ❖ 纬密不变，经密增加，经向/纬向强度均增加——经 纬纱交织次数增加，摩擦阻力增加 ❖ 断裂强度/伸长率：平纹>斜纹>缎纹 ❖ 交织点越多，浮长线越短，经纬间挤压力增大，切 向滑动阻力增大，强度提高；但纱线屈曲增多，织 物伸长大，模量降低 ❖ 经纬密度增加的影响还要考虑到织造过程的影响。
❖ 不宜采用上述矩形试样作拉伸试验。
原因：会出现显著的横向收缩，在夹头钳口处产生的剪切应力集 中，使大多试样在钳口附近撕断，影响准确性。
❖ 试样形式：梯形或环形试样 ❖ 优点：改善钳口处的应力集中现象，且伸长均匀性也比矩
形试条好。
上夹头 织物
(a) 下夹头 (b)
针织 梯形 样
缝边
(c)
(d)
2. 织物的拉伸曲线
屈曲转向伸直引起的 ❖ 后阶段，受拉系统纱线已基本伸直，伸长主要是纱
线和纤维的伸长与变细 （2）针织物 ❖ 线圈取向变形，在较小受力下呈较大地伸长 ❖ 取向变形完成以后，纱线段和其中的纤维开始伸长
拉伸特点
❖ （1）初始模量较低 ❖ （2）拉伸曲线有陡增现象 ❖ （3）织物破坏首先是纱线断裂，直至织物结
❖ (2) 抓样法(Grab Method)
将一规定尺寸的织物试样仅一部分宽度被夹入夹钳内的试 验方法
❖ (3) 切割条样法(Cut-Strip Method) 将剪切成规定尺寸的织物试样全部夹入夹钳内的实验方法。
织物拉伸图
上夹头 织物
针织
缝边
梯形
样
(a) 下夹头 (b)
(c)
(d)
1.2 针织物
影响机织物拉伸性能因素
（4）上机张力 ❖ 张力大，纱线负荷较大，多次开口，纱线强度损失
大 （5）测试条件 ❖ 夹持长度：毛——100mm，其它——200mm ❖ 拉伸速度：毛织物——20±3s，其它——30±5s ❖ 温湿度：标准大气条件
第2节 机织物的撕裂（撕破）性能
❖ 织物在使用过程中经常会受到集中负荷的作用，使 局部损坏而断裂。织物边缘在一集中负荷作用下被 撕开的现象称为撕裂，亦称撕破。
❖ （1）断裂强度和断裂伸长率 ❖ （2）断裂功、断裂比功 ❖ 注意：断裂强度和断裂比功计算
P1
P1
P1
P2
P2
Hale Waihona Puke P2P2(a) 对称双向
P1
(b) 一端保持
P1
(c) 非对称双向
4. 织物的拉伸断裂机理
机织
针织
拉伸
继续 拉伸
非织
编织
(a) 原样
(b) 拉伸束腰
(c) 断裂
拉伸过程
（1）机织物 ❖ 初始阶段，织物的伸长变形主要是由受拉系统纱线
1.18
257
224
1.06
1.02
5. 影响机织物拉伸性能因素
（1）纤维性质
❖ 纤维性状
❖ 混纺纱线
涤/棉织物性能
断裂强度 纬
(N/5cm)
经
断裂伸长 纬
(%)
经
断裂功
纬
(Nm)
经
低强高伸涤 422.4 414.5 35.3 31.3 16.1 13.4
高强低伸涤 473.3 496.9 29.2 19.6 7.8 8.5
影响机织物拉伸性能因素
（2）纱线的线密度和结构
纬向纱线特数(tex) 18×2 36 21×2 织物纬向强度(N/5cm) 833 715.4 916.3
42 24×2 840.8 961.4
48 29×2 58 894.7 985.9 924.1
❖ 纱线粗，强力高，经纬纱接触面积增加，纱线间切 向滑动阻力增大，提高织物断裂强度。
构解体 ❖ （4）织物受拉过程中有束腰现象
机织物纱线强度利用系数大于1？
❖ 经纬纱线在交织点处产生挤压，相互之间切向阻力 增大，有助于织物强力增加，降低纱线强伸性能不 匀的作用
❖ 针织物和无纺布不存在。
织物密度(根数/10厘米) 纱线的强度利用系数
经
纬
经
纬
339
291
1.25
1.22
300
268
1.14
麻织物
棉织物 蚕丝 织物 毛织物
经向 高强低伸 涤/棉织物
纬向
低强 高伸 涤/棉 织物
拉伸力(N) 拉伸力(N)
伸长(cm)
(a) 纯纺织物
伸长(cm)
(b) 方向和混纺织物
织物拉伸曲线对比
❖ 织物拉伸曲线特征与组成织物的纤维和纱线拉伸曲 线基本相似
❖ 混纺织物的拉伸曲线保持所用混纺纤维的特性曲线 形态（接近比例大的纤维）
夹持线
织物
30°
开缝
(a)
(b)
上夹头 下夹头
1.3 落锤法(falling pendulum method)
❖ 快速的单缝型试验方法，近似于单缝法 ❖ 也称为冲击撕裂强力
1.4 翼形法(Wing tear method)
❖ 从单缝法发展而来
❖ 适用于稀疏织物——舌形尾部断裂强力<单缝撕裂 强力
上夹头
115mm
(a) 翼形 法试样
下夹头
(b)夹持 方法
2. 撕裂破坏机理
❖ （1）撕裂破坏主要是靠撕裂三角形区域的局部
应力场作用 P
❖ （2）纱线逐根断裂
第12章 织物基本 力学性质
织物基本力学性质
❖ 拉伸性能 ❖ 撕裂性能 ❖ 顶破性能 ❖ 弯曲性能 ❖ 耐疲劳性能 ❖ 磨损性能
如何规划织物
测试方案？
第1节 织物的拉伸性质
❖ 1. 拉伸性能的测试方法 ❖ 1.1 机织物 ❖ (1)条样法(Raveled-Strip Method)
将织物扯去边纱到规定的宽度，并全部夹入夹持器内的测 试方法，按照规定条件进行测试。
❖ 织物结构不同，拉伸曲线有差异。 ❖ 与织缩率有关。
越大，在拉伸开始阶段伸长较大的现象越明显
织物拉伸曲线
平行
机织布
纵向
σ (cN/tex) σ (cN/tex)
交叉 纵向
交叉 横向
平行 横向
ε (%) (a) 不同取向铺网的影响
针刺非织造布
热轧非织造布 ε (%) (b) 不同成形方式的影响
3. 织物拉伸性能指标
❖ 应用：评价后整理产品的耐用性
❖ 经向撕破强力试验——经纱被拉断的试验 ❖ 纬向撕破强力试验——纬纱被拉断的试验
1. 撕破强力的测试方法
❖ 1.1 舌形法
上夹头
织物 夹持线
(a) 单缝法试样
下夹头
P (b) 夹持与拉伸
(c) 双缝法(舌形法) 的
1.2 梯形法(Trapezoid method)