第七章 纖維的力學(xué)性質(zhì)

1、第七章 纖維的力學(xué)性質(zhì)紡織纖維的紡織纖維的拉伸拉伸性質(zhì)及其對時間依賴性質(zhì)及其對時間依賴性、纖維基本力學(xué)模型，纖維彈性、性、纖維基本力學(xué)模型，纖維彈性、動態(tài)力學(xué)性質(zhì)及疲勞，以及纖維的動態(tài)力學(xué)性質(zhì)及疲勞，以及纖維的彎彎曲、扭轉(zhuǎn)、壓縮曲、扭轉(zhuǎn)、壓縮等力學(xué)性能。等力學(xué)性能。第七章第七章 纖維的力學(xué)性質(zhì)纖維的力學(xué)性質(zhì) 第一節(jié)第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)纖維的拉伸性質(zhì) 第二節(jié)第二節(jié) 纖維力學(xué)性能的時間依賴性纖維力學(xué)性能的時間依賴性 第三節(jié)第三節(jié) 纖維的彎曲、扭轉(zhuǎn)和壓縮纖維的彎曲、扭轉(zhuǎn)和壓縮第一節(jié)第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)纖維的拉伸性質(zhì) 拉伸外力與紡織材料的形態(tài)變化之間的拉伸外力與紡織材料的形態(tài)變化之間的關(guān)系稱為紡織

2、材料的關(guān)系稱為紡織材料的拉伸性質(zhì)拉伸性質(zhì)。 拉伸性質(zhì)是紡織材料最重要的力學(xué)性質(zhì)，拉伸性質(zhì)是紡織材料最重要的力學(xué)性質(zhì)，它對紡織品的拉伸強(qiáng)度、耐磨強(qiáng)度等堅(jiān)它對紡織品的拉伸強(qiáng)度、耐磨強(qiáng)度等堅(jiān)牢度指標(biāo)，以及對紡織品的彈性、抗皺牢度指標(biāo)，以及對紡織品的彈性、抗皺性、褶裥保持性、懸垂性等性、褶裥保持性、懸垂性等服用性能服用性能都都有很大的影響。有很大的影響。第一節(jié)第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)纖維的拉伸性質(zhì) 一、拉伸斷裂性能的基本指標(biāo)一、拉伸斷裂性能的基本指標(biāo) 二、拉伸曲線及其指標(biāo)二、拉伸曲線及其指標(biāo) 三、常見纖維的拉伸曲線三、常見纖維的拉伸曲線 四、拉伸性能的測量四、拉伸性能的測量 五、拉伸斷裂機(jī)理五、拉伸斷裂

3、機(jī)理 六、影響因素六、影響因素第一節(jié)第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)纖維的拉伸性質(zhì) 一、拉伸斷裂性能的基本指標(biāo)一、拉伸斷裂性能的基本指標(biāo)1 1、絕對指標(biāo)、絕對指標(biāo) (1)(1)斷裂強(qiáng)力斷裂強(qiáng)力( (絕對強(qiáng)力絕對強(qiáng)力) )：P P（N N，cNcN，mN, gfmN, gf，kgfkgf） (2)(2)斷裂伸長：斷裂伸長：L=LL=La a-L-L0 0(mm)(mm)第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì) 一、拉伸斷裂性能的基本指標(biāo)一、拉伸斷裂性能的基本指標(biāo)2 2、相對指標(biāo)、相對指標(biāo) (1)(1)斷裂斷裂應(yīng)力應(yīng)力：=P/A=P/A（ N/mmN/mm2 2，N/mN/m2 2） (2)(2)斷裂強(qiáng)度斷裂強(qiáng)度( (相對強(qiáng)

4、度相對強(qiáng)度) )：Ptex=P/NtexPtex=P/Ntex（N/texN/tex，cN/dtexcN/dtex）Pden=P/Nden Pden=P/Nden （N/denN/den，cN/dencN/den） (3)(3)斷裂長度：斷裂長度：L=PL=PNm/gNm/g（kmkm） (4)(4)斷裂伸長率斷裂伸長率( (應(yīng)變應(yīng)變) )：=L/L=L/L0 0第一節(jié)第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)纖維的拉伸性質(zhì) 一、拉伸斷裂性能的基本指標(biāo)一、拉伸斷裂性能的基本指標(biāo)3 3、換算關(guān)系、換算關(guān)系 =P Ptextex=9=9P Pdenden L=PL=Ptextex/g=9/g=9P Pdenden/g

5、/g為纖維的密度為纖維的密度(g/cm(g/cm3 3) )P Ptextex為纖維的特數(shù)制斷裂強(qiáng)度為纖維的特數(shù)制斷裂強(qiáng)度(mN/tex)(mN/tex)P Pdenden為纖維的旦數(shù)制斷裂強(qiáng)度為纖維的旦數(shù)制斷裂強(qiáng)度(mN/den)(mN/den)第一節(jié)第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)纖維的拉伸性質(zhì)斷裂長度：纖維重力等于其斷裂強(qiáng)力時的纖維長度斷裂長度：纖維重力等于其斷裂強(qiáng)力時的纖維長度(km)(km)NmgPNgGmLgGmLNmm1000)()()()(NmgPkmL)(gPgG1000)(ggGNGP1000)()(第一節(jié)第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)纖維的拉伸性質(zhì) 二、拉伸曲線及其指標(biāo)二、拉伸曲線及其指標(biāo)

6、1 1、定義：是指在拉伸過程中、定義：是指在拉伸過程中拉伸力拉伸力與紡織與紡織材料的材料的伸長變形伸長變形之間的關(guān)系曲線。之間的關(guān)系曲線。2 2、類型、類型 (1)(1)負(fù)荷伸長曲線負(fù)荷伸長曲線(P-(P-L)L) (2)(2)應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)力應(yīng)變曲線(-)(-)第一節(jié)第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)纖維的拉伸性質(zhì)負(fù)荷伸長曲線負(fù)荷伸長曲線是以被測試樣的伸長長度為是以被測試樣的伸長長度為橫坐標(biāo)、拉伸力為縱坐標(biāo)所作的曲線，橫坐標(biāo)、拉伸力為縱坐標(biāo)所作的曲線，它可由帶有繪圖裝置的強(qiáng)力儀直接得到。它可由帶有繪圖裝置的強(qiáng)力儀直接得到。應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)力應(yīng)變曲線是以被測試樣的伸長率即應(yīng)是以被測試樣的伸長率即應(yīng)變?yōu)闄M坐標(biāo)

7、、試樣每單位細(xì)度所承受的變?yōu)闄M坐標(biāo)、試樣每單位細(xì)度所承受的拉伸力即應(yīng)力為縱坐標(biāo)所作的曲線，它拉伸力即應(yīng)力為縱坐標(biāo)所作的曲線，它可由負(fù)荷伸長曲線、被測試樣拉伸前長可由負(fù)荷伸長曲線、被測試樣拉伸前長度、細(xì)度計算后得到。度、細(xì)度計算后得到。a Y (y,y) s Pb b 0.06 0.12 Pa 負(fù)荷 P(N) la 2 4 l 伸長(mm) 0 0 0.1 0.2 0 10 20 =應(yīng)變 =應(yīng)變率(%) 比應(yīng)力 p (N/tex) 0 0.2 0.4 應(yīng)力 (N/mm2=MPa) 0 300 600 試樣長度 20 mm 線密度 0.3 tex 纖維密度 1.5 g/cm3 纖維的拉伸曲線纖維的

8、拉伸曲線第一節(jié)第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)纖維的拉伸性質(zhì) 二、拉伸曲線及其指標(biāo)二、拉伸曲線及其指標(biāo)3 3、指標(biāo)、指標(biāo) （1 1） 強(qiáng)伸性強(qiáng)伸性(P(P、 L L 、PtexPtex、) ) （2 2） 初始模量初始模量定義：指纖維拉伸曲線的起始部分直線段的定義：指纖維拉伸曲線的起始部分直線段的應(yīng)力與應(yīng)變的比值，應(yīng)力與應(yīng)變的比值，即即 - - 曲線在起始段曲線在起始段的斜率的斜率(E=d/d)(E=d/d)物理意義：物理意義：表示纖維在小負(fù)荷作用下變形的表示纖維在小負(fù)荷作用下變形的難易程度，即纖維的剛性。難易程度，即纖維的剛性。?。寒a(chǎn)品柔軟，如羊毛、醋酯、粘膠纖維?。寒a(chǎn)品柔軟，如羊毛、醋酯、粘膠纖維大

9、：產(chǎn)品挺括或粗硬，如滌綸、麻纖維大：產(chǎn)品挺括或粗硬，如滌綸、麻纖維第一節(jié)第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)纖維的拉伸性質(zhì) 二、拉伸曲線及其指標(biāo)二、拉伸曲線及其指標(biāo)3 3、指標(biāo)、指標(biāo) （3 3） 屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)Y Y：y y ，y y定義：在纖維的拉伸曲線上伸長變形定義：在纖維的拉伸曲線上伸長變形突然變得較容易時的轉(zhuǎn)折點(diǎn)稱為屈服突然變得較容易時的轉(zhuǎn)折點(diǎn)稱為屈服點(diǎn)。點(diǎn)。對應(yīng)屈服點(diǎn)處的應(yīng)力和應(yīng)變就是對應(yīng)屈服點(diǎn)處的應(yīng)力和應(yīng)變就是屈服應(yīng)力和應(yīng)變。屈服應(yīng)力和應(yīng)變。作圖方法：作圖方法：角平分線法，考泊蘭法，角平分線法，考泊蘭法， 曼列狄斯曼列狄斯 Y Yc p 1 2 (a)Y p (b)屈服點(diǎn)的確定屈服點(diǎn)的確定第一節(jié)第

10、一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)纖維的拉伸性質(zhì) 二、拉伸曲線及其指標(biāo)二、拉伸曲線及其指標(biāo)3 3、指標(biāo)、指標(biāo) （3） 屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)Y：y ，y應(yīng)用：應(yīng)用：材料在屈服點(diǎn)以前的變形主要為可回材料在屈服點(diǎn)以前的變形主要為可回復(fù)的彈性變形，屈服點(diǎn)之后的變形中則包含復(fù)的彈性變形，屈服點(diǎn)之后的變形中則包含有彈性變形和塑性變形兩部分。一般屈服點(diǎn)有彈性變形和塑性變形兩部分。一般屈服點(diǎn)高的纖維的紡織產(chǎn)品不易產(chǎn)生塑性變形，因高的纖維的紡織產(chǎn)品不易產(chǎn)生塑性變形，因而拉伸彈性、尺寸穩(wěn)定性好。而拉伸彈性、尺寸穩(wěn)定性好。(P101)(P101)第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)二、拉伸曲線及其指標(biāo) 3、指標(biāo)（4 4）功指標(biāo)(是纖維材料抵抗外力破壞

11、所具有的能量)斷裂功斷裂功W W：拉伸纖維至斷裂時外力所作的功：拉伸纖維至斷裂時外力所作的功 P-P-L L圖中，拉伸曲線下的面積圖中，拉伸曲線下的面積。lPdlW0第一節(jié)第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)纖維的拉伸性質(zhì)二、拉伸曲線及其指標(biāo)二、拉伸曲線及其指標(biāo)3 3、指標(biāo)、指標(biāo) （4 4）功指標(biāo)）功指標(biāo)( (是纖維材料抵抗外力破壞所具有的能量是纖維材料抵抗外力破壞所具有的能量) )斷裂比功斷裂比功: :-圖中，拉伸曲線下的面積圖中，拉伸曲線下的面積。WvWv：拉斷單位體積纖維所需作的功：拉斷單位體積纖維所需作的功WwWw：拉斷單位線密度和長度纖維所：拉斷單位線密度和長度纖維所 需作的功需作的功bdlAWW

12、v00bpdlNWWtexw00第一節(jié)第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)纖維的拉伸性質(zhì)二、拉伸曲線及其指標(biāo)二、拉伸曲線及其指標(biāo)3 3、指標(biāo)、指標(biāo) （4 4）功指標(biāo)）功指標(biāo)功系數(shù)功系數(shù)：又稱：又稱“功充滿系數(shù)功充滿系數(shù)” 。指斷裂功。指斷裂功與斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長之乘積的比值。在負(fù)與斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長之乘積的比值。在負(fù)荷伸長曲線中就是負(fù)荷伸長曲線下方的面積荷伸長曲線中就是負(fù)荷伸長曲線下方的面積與過斷裂點(diǎn)的直方形的面積之比與過斷裂點(diǎn)的直方形的面積之比LPW第一節(jié)第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)纖維的拉伸性質(zhì)二、拉伸曲線及其指標(biāo)二、拉伸曲線及其指標(biāo)3 3、指標(biāo)、指標(biāo) （4 4） 斷裂功指標(biāo)斷裂功指標(biāo)斷裂功、斷裂比功和功系數(shù)

13、大的大纖斷裂功、斷裂比功和功系數(shù)大的大纖維，在受到拉伸等外力作用時能吸收維，在受到拉伸等外力作用時能吸收較多的能量，即破壞該纖維需要施加較多的能量，即破壞該纖維需要施加較大的功，它的產(chǎn)品比較抗拉伸，耐較大的功，它的產(chǎn)品比較抗拉伸，耐磨損，比較堅(jiān)韌磨損，比較堅(jiān)韌(P101)。第一節(jié)第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)纖維的拉伸性質(zhì) 三、常見纖維的拉伸曲線三、常見纖維的拉伸曲線 羊毛 醋酯 粘膠 醋酯 腈綸 蠶絲 錦綸 滌綸 棉 錦綸 比應(yīng)力 苧麻 亞 麻 應(yīng)變 (%) 第一節(jié)第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)纖維的拉伸性質(zhì) 三、常見纖維的拉伸曲線三、常見纖維的拉伸曲線1 1、高強(qiáng)低伸型：棉、麻、高強(qiáng)低伸型：棉、麻2 2、

14、低強(qiáng)高伸型：羊毛、醋酯、低強(qiáng)高伸型：羊毛、醋酯3 3、中強(qiáng)中伸型：大部分纖維、中強(qiáng)中伸型：大部分纖維 羊毛 醋酯 粘膠 醋酯 腈綸 蠶絲 錦綸 滌綸 棉 錦綸 比應(yīng)力 苧麻 亞 麻 應(yīng)變 (%) 第一節(jié)第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)纖維的拉伸性質(zhì) 四、纖維拉伸性能的測量（P102自學(xué)） 擺錘式強(qiáng)力儀 稱桿式強(qiáng)力儀 電子強(qiáng)力儀第一節(jié)第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)纖維的拉伸性質(zhì) 五、拉伸斷裂機(jī)理 纖維中各結(jié)晶區(qū)之間的纖維中各結(jié)晶區(qū)之間的非晶區(qū)內(nèi)非晶區(qū)內(nèi)較短的大分子鏈段較短的大分子鏈段伸直、變伸直、變長；長；隨著拉伸力的增大，隨著拉伸力的增大，大分子的大分子的鍵長度增長，鍵角增大，鍵長度增長，鍵角增大，較長較長的大

15、分子鏈段也伸直、變長；的大分子鏈段也伸直、變長；拉伸力繼續(xù)增大時，拉伸力繼續(xù)增大時，將可能使原先無定形區(qū)中較短的大分子將可能使原先無定形區(qū)中較短的大分子鏈段斷裂，也可能將它從結(jié)晶區(qū)中逐漸地抽拔出來。鏈段斷裂，也可能將它從結(jié)晶區(qū)中逐漸地抽拔出來。 各個各個結(jié)晶區(qū)結(jié)晶區(qū)逐步產(chǎn)生相對移動，大分子由逐步產(chǎn)生相對移動，大分子由結(jié)晶區(qū)結(jié)晶區(qū)中抽拔中抽拔最后，由于大分子的斷裂、大分子之間的滑脫而使纖維斷裂。最后，由于大分子的斷裂、大分子之間的滑脫而使纖維斷裂。第一節(jié)第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)纖維的拉伸性質(zhì) 五、拉伸斷裂機(jī)理纖維受到拉伸直至斷裂，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化是比纖維受到拉伸直至斷裂，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化是比較復(fù)雜

16、的。較復(fù)雜的。簡單地說，纖維受到拉伸時，首先是簡單地說，纖維受到拉伸時，首先是纖維內(nèi)部無定形區(qū)中較短的大分子鏈段伸直并沿纖維內(nèi)部無定形區(qū)中較短的大分子鏈段伸直并沿纖維軸向排列，隨著拉伸力的增大，將使大分子纖維軸向排列，隨著拉伸力的增大，將使大分子的鍵長增長、鍵角增大而使該段大分子長度增加。的鍵長增長、鍵角增大而使該段大分子長度增加。逐漸地，無定形區(qū)的那些較長的大分子鏈段也伸逐漸地，無定形區(qū)的那些較長的大分子鏈段也伸直、變長。拉伸力繼續(xù)增大時，將可能使原先無直、變長。拉伸力繼續(xù)增大時，將可能使原先無定形區(qū)中較短的大分子鏈段斷裂，也可能將它從定形區(qū)中較短的大分子鏈段斷裂，也可能將它從結(jié)晶區(qū)中逐漸地

17、抽拔出來。最后，由于大分子的結(jié)晶區(qū)中逐漸地抽拔出來。最后，由于大分子的斷裂、大分子之間的滑脫而使纖維斷裂。斷裂、大分子之間的滑脫而使纖維斷裂。第一節(jié)第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)纖維的拉伸性質(zhì) 六、影響因素六、影響因素1 1、纖維結(jié)構(gòu)、纖維結(jié)構(gòu) 聚合度：聚合度高，分子間作用力大，強(qiáng)度高聚合度：聚合度高，分子間作用力大，強(qiáng)度高 取向度：取向度高，受力的大分子根數(shù)多，強(qiáng)度取向度：取向度高，受力的大分子根數(shù)多，強(qiáng)度高；大分子滑動量少，斷裂伸長率小高；大分子滑動量少，斷裂伸長率小 結(jié)晶度：結(jié)晶度高，纖維大分子排列越規(guī)整，分結(jié)晶度：結(jié)晶度高，纖維大分子排列越規(guī)整，分子間作用力大，強(qiáng)度高子間作用力大，強(qiáng)度高第一節(jié)

18、第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)纖維的拉伸性質(zhì) 六、影響因素六、影響因素2 2、環(huán)境溫濕度、環(huán)境溫濕度 溫度溫度 隨著溫度的提高，纖維內(nèi)大分子的熱運(yùn)動增隨著溫度的提高，纖維內(nèi)大分子的熱運(yùn)動增強(qiáng)，從而削弱大分子間的作用力，導(dǎo)致纖維強(qiáng)，從而削弱大分子間的作用力，導(dǎo)致纖維的強(qiáng)度下降。的強(qiáng)度下降。 濕度濕度 水分能使大分子間的氫鍵作用力降低，一般水分能使大分子間的氫鍵作用力降低，一般會使強(qiáng)度降低。會使強(qiáng)度降低。第一節(jié)第一節(jié) 纖維的拉伸性質(zhì)纖維的拉伸性質(zhì) 六、影響因素六、影響因素3 3、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)條件 試樣長度試樣長度 根據(jù)根據(jù)弱環(huán)定理弱環(huán)定理，試樣越長，強(qiáng)度越低，試樣越長，強(qiáng)度越低 試樣根數(shù)試樣根數(shù) 根據(jù)單

19、纖維根據(jù)單纖維斷裂的不同時性斷裂的不同時性，根數(shù)越多，根數(shù)越多，強(qiáng)度越低強(qiáng)度越低 拉伸速度拉伸速度 速度大，時間少，強(qiáng)度越高速度大，時間少，強(qiáng)度越高 弱環(huán)定理：當(dāng)纖維或紗線試樣長縮短時，弱環(huán)定理：當(dāng)纖維或紗線試樣長縮短時，最薄弱環(huán)節(jié)被測到的機(jī)會下降，測得了最薄弱環(huán)節(jié)被測到的機(jī)會下降，測得了一部分次薄弱環(huán)節(jié)的斷裂強(qiáng)度，從而使一部分次薄弱環(huán)節(jié)的斷裂強(qiáng)度，從而使測試強(qiáng)度的平均值降低。測試強(qiáng)度的平均值降低。作業(yè)（十）1 1、解釋下列名詞：斷裂強(qiáng)力、斷裂應(yīng)力、斷裂強(qiáng)度、斷裂長度和斷、解釋下列名詞：斷裂強(qiáng)力、斷裂應(yīng)力、斷裂強(qiáng)度、斷裂長度和斷裂伸長率，推導(dǎo)纖維強(qiáng)度三個指標(biāo)之間的換算式。裂伸長率，推導(dǎo)纖維強(qiáng)度

20、三個指標(biāo)之間的換算式。2 2、有一批紡織纖維，它們的細(xì)度及測得的平均單纖維強(qiáng)力值如下，、有一批紡織纖維，它們的細(xì)度及測得的平均單纖維強(qiáng)力值如下，計算并列出斷裂長度、相對強(qiáng)度和斷裂應(yīng)力三種指標(biāo)的大小和順序。計算并列出斷裂長度、相對強(qiáng)度和斷裂應(yīng)力三種指標(biāo)的大小和順序。纖維細(xì)度強(qiáng)力(cN)棉6000 Nm5.6毛21um4.2苧麻200 Nm268.8粘膠2.78dtex(2.5D)7.5錦綸3.33dtex(3D)17滌綸2.78dtex16.8腈綸6.67dtex(6D)22.2作業(yè) 3、應(yīng)力一應(yīng)變曲線與拉伸一變形曲線(負(fù)荷伸長曲線)有何異同?如何由拉伸一變形曲線轉(zhuǎn)換成應(yīng)力一應(yīng)變曲線?在應(yīng)力一應(yīng)

21、變曲線上可計算出哪些指標(biāo)?如何計算？與纖維能有什么關(guān)系? 4、試述纖維的斷裂機(jī)理，并對影響纖維強(qiáng)度的內(nèi)、外因素作分析。SNtexNPmmSPmmNtextex)/()()/(22)(1000)()(1001)(1000100)()(22cmScmLgGPmmSmLgGPtextex)/()/(3texmNPtexcmg)/()()()()(kgNgNPkmLkgGkmLNmgNtexNPgNNPkmLm/1000)(/)()(gtexmNPtexgtexNPtex/ )/(/1000)/(蠕變圖(P107圖5-16)松弛圖松弛圖(P107圖圖5-15)第二節(jié)第二節(jié) 纖維力學(xué)性能的時間依賴性纖維

22、力學(xué)性能的時間依賴性 一、蠕變和松弛1、定義 蠕變：蠕變：在一定負(fù)荷作用下，變形隨時間在一定負(fù)荷作用下，變形隨時間而逐漸增加的現(xiàn)象而逐漸增加的現(xiàn)象 松弛：松弛：在一定變形條件下，內(nèi)部應(yīng)力在一定變形條件下，內(nèi)部應(yīng)力（張力）隨時間而逐漸衰減的現(xiàn)象（張力）隨時間而逐漸衰減的現(xiàn)象第二節(jié)第二節(jié) 纖維力學(xué)性能的時間依賴性纖維力學(xué)性能的時間依賴性 一、蠕變和松弛2 2、纖維拉伸變形的三部分、纖維拉伸變形的三部分 急彈性變形急彈性變形 加拉伸力，幾乎立即產(chǎn)生的伸長變形；去除拉伸外力，加拉伸力，幾乎立即產(chǎn)生的伸長變形；去除拉伸外力，幾乎幾乎立即產(chǎn)生回復(fù)的變形立即產(chǎn)生回復(fù)的變形由纖維內(nèi)大分子的鍵角、鍵長變化而引起

23、由纖維內(nèi)大分子的鍵角、鍵長變化而引起 緩彈性變形緩彈性變形是指拉伸力不變的情況下產(chǎn)生的伸長變形；去除外力后是指拉伸力不變的情況下產(chǎn)生的伸長變形；去除外力后緩慢回緩慢回復(fù)的變形復(fù)的變形由纖維內(nèi)彎曲的大分子伸直、傾斜的大分子趨向于與纖由纖維內(nèi)彎曲的大分子伸直、傾斜的大分子趨向于與纖維軸向平行而形成維軸向平行而形成 塑性變形塑性變形是指拉伸外力去除后不能是指拉伸外力去除后不能回復(fù)的變形回復(fù)的變形由纖維內(nèi)大分子間的滑移引起。由纖維內(nèi)大分子間的滑移引起。第二節(jié)第二節(jié) 纖維力學(xué)性能的時間依賴性纖維力學(xué)性能的時間依賴性 一、蠕變和松弛3、原因（由于纖維中大分子重新排列引起的）由于纖維中大分子重新排列引起的）

24、 蠕變：由于隨著外力作用時間的延長，不斷克蠕變：由于隨著外力作用時間的延長，不斷克服大分子之間的結(jié)合力，使大分子逐漸沿著外服大分子之間的結(jié)合力，使大分子逐漸沿著外力方向伸展排列，或產(chǎn)生力方向伸展排列，或產(chǎn)生相對滑移相對滑移而導(dǎo)致伸長而導(dǎo)致伸長增加，增加的伸長基本上都是緩彈性和塑性變增加，增加的伸長基本上都是緩彈性和塑性變形。形。 松弛：由于纖維發(fā)生變形時具有內(nèi)應(yīng)力，使大松弛：由于纖維發(fā)生變形時具有內(nèi)應(yīng)力，使大分子逐漸重新排列，在此過程中部分大分子鏈分子逐漸重新排列，在此過程中部分大分子鏈段間發(fā)生段間發(fā)生相對滑移相對滑移，逐漸達(dá)到新的平衡位置，逐漸達(dá)到新的平衡位置，形成新的結(jié)合點(diǎn)，從而使內(nèi)應(yīng)力逐

25、漸減少。形成新的結(jié)合點(diǎn)，從而使內(nèi)應(yīng)力逐漸減少。對時間和溫度的依賴性羊毛在不同相對濕度下的應(yīng)力松弛羊毛在不同相對濕度下的應(yīng)力松弛羊毛在不同溫度下的蠕變羊毛在不同溫度下的蠕變羊毛在不同負(fù)荷下的蠕變第二節(jié)第二節(jié) 纖維力學(xué)性能的時間依賴性纖維力學(xué)性能的時間依賴性 一、蠕變和松弛4、實(shí)際應(yīng)用 （1）危害 織布機(jī)在非平綜狀態(tài)下長時間停機(jī)，經(jīng)紗就會織布機(jī)在非平綜狀態(tài)下長時間停機(jī)，經(jīng)紗就會因長時間的張力緊張而逐漸松弛變長，再開車因長時間的張力緊張而逐漸松弛變長，再開車時可能會開口不清而造成織疵；時可能會開口不清而造成織疵； 紗線等的卷裝若經(jīng)長時間擱置，可能會因松弛紗線等的卷裝若經(jīng)長時間擱置，可能會因松弛而松爛

26、；而松爛； 服裝在長時間坐著等狀態(tài)的穿著過程中，膝部、服裝在長時間坐著等狀態(tài)的穿著過程中，膝部、肘部、臀部等會因蠕變而產(chǎn)生起拱變形，影響肘部、臀部等會因蠕變而產(chǎn)生起拱變形，影響美觀。美觀。第二節(jié)第二節(jié) 纖維力學(xué)性能的時間依賴性纖維力學(xué)性能的時間依賴性 一、蠕變和松弛4、實(shí)際應(yīng)用 （2）解決：改變溫度、濕度、張力以及采改變溫度、濕度、張力以及采用某些化學(xué)的方法，可以改變纖維內(nèi)大分用某些化學(xué)的方法，可以改變纖維內(nèi)大分子間的結(jié)合力，達(dá)到促進(jìn)蠕變的產(chǎn)生、降子間的結(jié)合力，達(dá)到促進(jìn)蠕變的產(chǎn)生、降低內(nèi)部應(yīng)力等目的低內(nèi)部應(yīng)力等目的第二節(jié)第二節(jié) 纖維力學(xué)性能的時間依賴性纖維力學(xué)性能的時間依賴性二、纖維的彈性二、

27、纖維的彈性1 1、定義：是指纖維變形的恢復(fù)能力、定義：是指纖維變形的恢復(fù)能力2 2、指標(biāo)：、指標(biāo)： 彈性回復(fù)率：彈性回復(fù)率：急急彈性變形和一定時間內(nèi)可恢復(fù)的彈性變形和一定時間內(nèi)可恢復(fù)的緩彈性變形之和占總變形的百分率緩彈性變形之和占總變形的百分率 彈性功回復(fù)率：彈性回復(fù)功占總功的百分率彈性功回復(fù)率：彈性回復(fù)功占總功的百分率等速伸長和等加負(fù)荷試驗(yàn)機(jī)拉伸圖等速伸長和等加負(fù)荷試驗(yàn)機(jī)拉伸圖Te43Te43面積面積oabecbeWWeew第二節(jié)第二節(jié) 纖維力學(xué)性能的時間依賴性纖維力學(xué)性能的時間依賴性二、纖維的彈性二、纖維的彈性3 3、影響因素、影響因素 （1 1）纖維結(jié)構(gòu)）纖維結(jié)構(gòu)大分子的柔曲性大分子的柔

28、曲性氫鍵數(shù)目氫鍵數(shù)目交聯(lián)結(jié)構(gòu)交聯(lián)結(jié)構(gòu)卷曲數(shù)卷曲數(shù)第二節(jié)第二節(jié) 纖維力學(xué)性能的時間依賴性纖維力學(xué)性能的時間依賴性二、纖維的彈性二、纖維的彈性3 3、影響因素、影響因素 （2 2）測試條件）測試條件初始拉伸應(yīng)力或伸長率較大時，彈性回復(fù)率較小初始拉伸應(yīng)力或伸長率較大時，彈性回復(fù)率較小負(fù)荷停頓的時間較長，塑性變形有充分的時間產(chǎn)生，負(fù)荷停頓的時間較長，塑性變形有充分的時間產(chǎn)生，彈性回復(fù)率較小彈性回復(fù)率較小去負(fù)荷后停頓的時間較長，緩彈性回復(fù)充分，彈性去負(fù)荷后停頓的時間較長，緩彈性回復(fù)充分，彈性回復(fù)率較小回復(fù)率較小第二節(jié)第二節(jié) 纖維力學(xué)性能的時間依賴性纖維力學(xué)性能的時間依賴性 大分子的柔曲性大分子的柔曲性羊毛纖維的大分子是羊毛纖維的大分子是螺旋結(jié)構(gòu)，大分子柔曲性好，螺旋結(jié)構(gòu)，大分子柔曲性好，彈性好彈性好錦綸錦綸-CH-CH2 2-CH-CH2 2- -鏈段柔曲性好，彈性好鏈段柔曲性好，彈性好纖維素纖維大分子剛性強(qiáng)，柔曲性差，彈性差纖維素纖維大分子剛性強(qiáng)，柔曲性差，彈性差 氫鍵數(shù)目氫鍵數(shù)