第9章-织物剪切性能设计
第九章 织物的组织与结构
（2）方平组织 形成：以平纹为基础，在平纹组织经纬两个方向延长组织
点。 外观：外观平整，如板快状席纹。 产品：牛津布，板司呢等
2，斜纹变化组织 （1）加强斜纹 形成：以原组织斜纹为基础在组织点旁沿经向（或纬向）延长组
织点。 产品：华达呢，哔叽，啥味呢，海军呢等。 （2）复合斜纹 形成：在一个完全组织中有两条或两条以上不同宽度的斜纹线。 产品：巧克丁 （3）山形斜纹，破斜纹 形成：一半左斜纹，一半右斜纹在织物上形成对称的或不对称连 续的山形纹路。 产品：海力蒙，人字呢
产品：安源绸，似纱绸。
4，凸条组织（灯芯条组织）
形成：以一定方式把平纹或斜纹与平纹变化组织组合而成。使 织物表面具有经向的，纬向的或倾斜的凸条效应。
5，蜂巢组织
形成：由斜纹变化组织与长短不等的经纬纱浮长按一定的方式 组合而形成。织物表面形成边凸中凹的方形格，形似蜂巢形状。
产品：鸟眼花呢。
复杂组织
种类： 二重组织（经二重，纬二重） 双层组织 起毛组织 毛巾组织 纱罗组织等
产品：杭罗，花罗。
5，毛巾组织
形成：织物表面起毛圈的织物组织。由毛，地两个系统经纱与 一个系统纬纱交织而成。
第三节 针织物组织结构
一、针织物种类和特征
纬编针织物 ：纱线沿横向顺序地弯成线圈，在纵向相互套串形 成织物。
经编针织物：每根纱线在每一线圈横列中只形成一个或两个线 圈，然后按一定规律移到下一线圈横列再形成线圈。
适用：棉毛衫裤，运动裤。
双罗纹组织织物通过一定的变化，可生产晴棉混纺灯心 绒，混纺派力司，涤盖棉等织物。
（5）提花组织
形成：针织物的一种变化组织，编织时把纱线垫放在按花纹要 求所选择的织针上进行成圈而形成。在那些不参加编织的织针 上不垫放新纱线，也不脱下旧纱圈，纱线呈浮线留在织物的反 面。提花组织可在纬编或经编，单面或双面针织物中形成。
机织物在各个方向上的剪切性能
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。
纺织专业毕业论文设计(针织面料分析报告及性能研究)
毕业设计（论文）选题：针织面料分析及性能研究专业：班级：姓名：指导教师：完成日期：目录第一章容提要 --------------------------------------------------------2第二章针织织物的组织--------------------------------61.1 原组织--------------------------------------------61.2 纬平针组织---------------------------------------------------61.3 罗纹组织-----------------------------------------------------61.4 双反面组织---------------------------------------------------71.5 经平组织-----------------------------------------------------71.6 经缎组织-----------------------------------------------------71.7 衬垫组织-----------------------------------------------------81.8 衬纬组织-----------------------------------------------------81.9 提花组织-----------------------------------------------------82.1 移圈组织-----------------------------------------------------9第三章针织面料介绍--------------------------------91.1 平机织物----------------------------------------------------10 1.3醋酸纤维针织面料----------------------------------------------10 1.4莫黛尔纤维针织面料--------------------------------------------10 1.5经编针织面料---------------------------------------------------11 1.6 纬编针织面料--------------------------------------------------11 1.7经编和纬编区别-------------------------------------------------12 第四章针织物的性能----------------------------------12 1.1脱散性---------------------------------------------------------12 1.2卷边性---------------------------------------------------------12 1.3延伸性---------------------------------------------------------13 1.4弹性-----------------------------------------------------------13 1.5 物理性--------------------------------------------------------13 1.6 缩水性--------------------------------------------------------15 第五章总结-----------------------------------------16参考文献---------------------------------------------18第二章针织织物的组织1.1 原组织最基本、最简单的针织组织，为针织物组织的基础，即纬平针、罗纹、双反面、编链、经平、经缎、重经组织。
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
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。
(完整版)第9章纺织材料的基本力学性质
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。
③纤维的结 晶度：
结晶度↑--大 分子排列规整， 缝隙孔洞较少， 而且纤维的强 度高、伸长小、 屈服应力和初 始模量较高， 但脆性可能也 增加。
④纤维形态结构:
纤维的裂缝孔洞等缺陷和形态结构的不均一 会使纤维的强度下降。
（2）温湿度
①温度：
在回潮率一定时， 温度↑---大分子热运动 能高，大分子柔曲性 提高，分子间结合力 削弱---强度↓
(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
曲线上的b点为屈服点，这一点对应的拉伸 应力为屈服应力（σb），对应的伸长率就是屈 服应变（εb）。 屈服点所代表的物理概念是什么呢？
对于纺织材料来说，在屈服点பைடு நூலகம்下时，变形绝大部 分是弹性变形（完全可恢复)，而屈服点以上部分所 产生的主要是塑性变形（不可恢复）。
屈服点高的纤维，其织物的保形性就好，不易起皱。
如涤纶、锦纶。
▪ 拉伸变形曲线有关指标： 1、初始模量：ob段斜率较大，斜率即拉伸 模量E。在曲线ob段接近0点附近，模量较高， 即为初始模量，它代表纺织纤维、纱线和织 物在受拉伸力很小时抵抗变形的能力。
织物设计》
织物设计》第一章：织物设计概述织物是由材质、结构、形态、重量和色彩等要素构成的。
对于织物的量度，需要从长度、宽度、厚度和重量等方面进行考量。
丝织品的分类依据主要是织物的组织结构、加工工艺、应用材料以及质地和外观形态等因素，其中有14大类和34小类。
织物设计是指根据市场需求、产品用途或合同的具体需求，从纺织原料开始，到纺纱、织造、印染、整理的全过程设计，一般包括花型设计和生产工艺设计两部分。
织物设计的内容和步骤包括纤维原料、纤维种类、经纬组合、织物组织、经纬密度、织造加工技术和织物的后整理工艺等方面。
织物规格表由产品用途和特点、产品的经组合和纬组合、成品幅宽和经纬密度要求、织机的选择和装造方法、经纬组合排列方法及参数的计算、原料的含量和克重、产品经纬组合的工艺流程以及特种产品工艺和设计图说明等部分组成。
在实际生产中，织物设计主要分为仿样设计、改进设计和创新设计三种类型，各自具有不同的特点。
综合分析部分：分析织物的步骤包括对提供的样品实物进行剖析和检验、对获得的数据进行整理和推导，形成较完整的织造工艺规格与纹制工艺，以及对产生的织造工艺和纹制工艺进行复核和审查，为产品的仿造、开发和创新提供正确、完整的技术参数。
在分析织物时，需要使用照布镜、分析针、剪刀、镊子、直尺、烘箱、测捻仪、天平、打火机和意匠纸等主要仪器、工具和用品。
确定织物正反面和经纬向的依据主要是织物的光洁度、美观度、花纹清晰度、特点明显度、组织结构和间丝点的变化丰富度等因素。
织物组织的分析方法包括拆纱分析法，适用于纱线规整、纤维含量较高、纱线较细的织物。
分析方法：可以沿着织物经向将边拆掉约0.5cm，也可以将织物中间的经线抽去约1cm。
以同一根纬线为起点，顺次拨开经线，记录经线或纬线的浮沉状况，一般用黑色表示经浮点，空白表示纬浮点。
分析的经线根数应不少于一个完全组织循环数。
对于规律性较强的组织结构，找到其构成规律后，可停止分析，按构成规律画出完整的组织结构即可。
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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 ) －
12
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
——与织物结构、原料性能关系
G
F
剪切力－织物剪切变形曲线
2.1 织物剪切刚度G的理论方程
假定：
织物剪切变形作用仅由经纬纱交织点处摩擦阻力决定； 每个经纬纱交织点的摩擦阻力是相同的； 忽略在剪切过程中纱线的弯曲阻力的影响
单位宽度内织物所受到的剪切力取决于经纬纱交织点数和 每个交织点处的摩擦力，即
µ 2 /（cN•（cm•º）-1 ）
k=0.5 k=0.67 k=1 k<0.5
0.0500
0.1000
0.1500
s /mm 2
s /mm 2
摩擦系数变化率随s增大而增大， 不同织物组织的变化趋势线，存在差异
2.2 精纺毛型织物剪切刚度
1 0.0198 0.2446 ( s / k ) 0.0146 0.2137 (s / k ) 2
织物剪切刚度与剪切滞后 川端季雄将扭矩与织物剪切滞后联系起来； J. L. Hu 对不同方向上的剪切刚度与剪切滞后性能 之间的关系作了详细分析。
织物剪切性能与结构参数的关系模型 利用能量分析法 利用织物结构和纱线性质建立力学模型。 Grosberg和Park推导出平纹织物剪切模量及剪 切变形角与纱线弯曲刚度和织物结构参数之间的 关系模型。
0.12
-1
0.1
-1 • °）
•°）
0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4
F2 u 2 (C ) 100 k n1 ( 2 (C ) u )
－织物组织和经纬纱线屈曲率的函数 u -经纬纱间的摩擦系数 (C ) ——织物组织和经纬纱屈曲率的函数
令：
1 100 (
u 1 (C ) 1 (C ) u )
N. PAN将小变形下的剪切变形行为看作经纬
纱交织点间纤维集合体的弯曲行为和经纬纱 交织点处滑动摩擦行为的组合； Skelton 从织物结构角度推导剪切刚度模型； Leaf推导平纹织物剪切模量与结构参数及纱 线弯曲刚度之间的关系方程 。
织物拉伸剪切测试仪
dFs G d
2 织物剪切刚度G的设计
u 2 (C ) 2 (C ) u )
G1 k n2 1
G2 k n1 2
2 100 (
1 、 2 定义为摩擦系数随剪切角的变化率， 它很难具体地计算或测量，可以通过实验 来探讨与织物表面结构及纱支等结构参数 的函数关系。
第9章 机织物弯曲和剪切性能设计 9.2 剪切性能的设计原理
主要内容
1 织物剪切性能概述
2 织物剪切刚度的设计
织物剪切刚度的理论方程
精纺毛型织物的织物剪切刚度预测
涤长丝织物的剪切刚度预测
3 织物剪切滞后量的设计
1 织物剪切性能概述
剪切变形：面料受自身平面内的力或力矩 作用时，经纬向的交角发生变化； 有剪切变形，面料才能制做成复杂曲面； 非织造布、塑料薄膜的剪切变形量很小， 受剪切力作用时容易出现斜向起拱，所以 他们无法取代机织、针织面料。
剪切与斜向拉伸 Kilby推导公式，给出织物不同方向的杨氏模量 ；
Leaf和Sheta研究得出织物斜向杨氏模量与织物剪
切模量的关系 ；
Spivak和Treloar假设经纬纱没有伸长，整个织物
如格栅，分析了织物的斜向拉伸；
P. Buckenham较为详细地介绍了机织物斜向拉伸
的测量 。
2.2 精纺毛型织物剪切刚度
µ 1 /（cN•（cm•º）-1 ）
1 ， 2 与经纬纱接触面积s的关系
k=0.5 k=0.67 k=1 k<0.5
0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00 0.0000
0.0500
0.1000
0.1500
0.1 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 0.0000Fra bibliotek织物剪切研究历史
剪切变形行为 Hearle提出了一种简化的织物剪切性能分析方法； Treloar提出了一种测量织物剪切性能的方法 ； Kawabata.S建立了测量织物低负荷下力学性能的 KES-F系统 ； J.L.Hu推导出剪切应力应变关系方程； Alamdar-Yazdi在拉伸试验仪上采用抽拔法和集中 应力法测试织物低负荷下的剪切行为 。