褲形法、梯形法和沖擊擺錘法撕破強(qiáng)力的測試結(jié)果比較

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上褲形法、梯形法和沖擊擺錘法撕破強(qiáng)力的測試結(jié)果比較The Comparison on the Tear Strength Testing Result between Trouser-shaped，Trapezoidal method and Pendulum method文/閆騰 顧超（作者單位：常州市纖維檢驗(yàn)所）摘要：本文研究了織物撕破強(qiáng)力測試方法中褲形法（GB/T 3917.22009）、梯形法（GB/T 3917.32009）和沖擊擺錘法（GB/T 3917.12009），測試結(jié)果之間的差異，選擇幾種不同類型的織物進(jìn)行對比測試分析。結(jié)果表示，三種方法撕裂原理相似

2、，影響因素不同，結(jié)果之間具有相關(guān)性。同時(shí)本文對不同織物類型的最佳選用試驗(yàn)方法做進(jìn)一步探討。關(guān)鍵詞：機(jī)織物；撕破強(qiáng)力；褲形法；梯形法；沖擊擺錘法；撕破強(qiáng)力織物在實(shí)際穿著與應(yīng)用過程中，某些部位常會承受突然的撕裂強(qiáng)力，如服裝被利物勾住的部位，下蹲時(shí)褲子臀部的某些部位等受到外力作用，織物內(nèi)部紗線逐根受到最大負(fù)荷而斷裂或裂縫，這種現(xiàn)象稱為撕裂或撕破。由于撕破強(qiáng)力試驗(yàn)?zāi)芸陀^地反映紡織品在實(shí)際穿著中的突然撕裂特性和受整理加工影響的程度，所以在紡織品國際貿(mào)易中應(yīng)用廣泛。自2007年以來我國制定的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)也逐步將撕破強(qiáng)力列為考核項(xiàng)目，因此分析比較各種撕破方法的相關(guān)性和差異性也愈發(fā)顯得重要。1 試驗(yàn)部分1.1試驗(yàn)

3、材料和設(shè)備色織純棉布、滌棉混紡印染布、精梳毛織品、粗疏毛織品。INSTRON 3365萬能材料試驗(yàn)儀、YG065電子織物強(qiáng)力試驗(yàn)儀、，YG033A織物撕裂儀。1.2 試驗(yàn)原理和測試步驟1.2.1 褲形法撕破原理夾持褲形試樣的兩條腿，使試樣切口線在上下夾具之間呈直線。開動儀器將拉力施加于切口方向，記錄直至撕裂到規(guī)定長度內(nèi)的撕破強(qiáng)力，并根據(jù)自動繪圖裝置繪出的曲線上的峰值或通過電子裝置計(jì)算出撕破強(qiáng)力。 圖1 褲形試樣尺寸和試樣的夾持1.2.2 褲形法撕破強(qiáng)力試驗(yàn)步驟 開動儀器，以100mm/min的拉伸速率，將試樣持續(xù)撕破至試樣終點(diǎn)標(biāo)記處。記錄撕破強(qiáng)力，如果想要得到試樣的撕裂軌跡，可用記錄儀器或電子

4、記錄裝置記錄每個(gè)試樣在每一織物方向的撕破強(qiáng)度和撕破曲線。如果是出自高密織物的峰值，應(yīng)該有人工取數(shù)，記錄紙的走到速率與拉伸速率的比值應(yīng)設(shè)定為2:1，觀察撕破是否是沿所施加力的方向進(jìn)行以及是否有紗線從織物中滑移而不是被撕裂。滿足以下條件的試驗(yàn)為有效試驗(yàn)： a.紗線未從織物中滑移 b.試樣未從夾具中滑移 c.撕裂完全且撕裂是沿著施力的方向進(jìn)行的 不滿足以上條件的試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)剔除。如果5個(gè)試樣中有3個(gè)或更多個(gè)試樣的試驗(yàn)結(jié)果 被剔除，則可認(rèn)為此方法不適用于該樣品。 如果協(xié)議增加試樣，則最好加倍試樣數(shù)量，同時(shí)亦應(yīng)協(xié)議試驗(yàn)結(jié)果的報(bào)告方式。1.2.3 梯形法撕破原理 在試樣上畫一個(gè)梯形，用強(qiáng)力試驗(yàn)儀的夾鉗夾住梯

5、形上兩條不平行的邊。對試樣施加連續(xù)增加的力，使撕破沿試樣寬度方向傳播，測定平均最大撕破強(qiáng)力。圖2 梯形法試樣尺寸1.2.4 梯形法撕破強(qiáng)力試驗(yàn)步驟 設(shè)定兩夾鉗間距離為（251）mm，拉伸速度為100mm/min，選擇適宜的負(fù)荷范圍，使撕破強(qiáng)力落在滿量程的10%-90%之間；安裝試樣，沿梯形的不平行兩邊夾住試樣，使切口位于兩夾鉗中間，梯形短邊保持拉緊，長邊處于折皺狀態(tài)；啟動儀器，如有條件用自動記錄儀器記錄撕破強(qiáng)力。如果撕破強(qiáng)力不是沿切口線進(jìn)行，不作記錄。1.2.5 沖擊擺錘法撕破原理試樣固定在夾具上，將試樣切開一個(gè)切口，釋放處于最大勢能位置的擺錘，可動夾具離開固定夾具時(shí)，試樣沿切口方向被撕裂，把

6、撕破織物一定長度所做的功換算成撕破力。圖3 沖擊擺錘法試樣尺寸1.2.6 擺錘法撕破強(qiáng)力試驗(yàn)步驟 按下擺錘停止鍵，放開擺錘。當(dāng)擺錘回?cái)[時(shí)握住它，以免破換指針的位置，從測量裝置標(biāo)尺分度值或數(shù)字顯示器讀出撕破強(qiáng)力，單位為牛頓。根據(jù)使用儀器的種類，讀到的數(shù)據(jù)也許需要乘上由生產(chǎn)商指定的相應(yīng)系數(shù)以轉(zhuǎn)化以牛頓為單位的表示結(jié)果。檢查結(jié)果應(yīng)落在所用標(biāo)尺的15%-85%范圍內(nèi)，每個(gè)方向至少重復(fù)試驗(yàn)5次。 觀察撕裂是否沿力的方向進(jìn)行以及紗線是否從織物上滑移而不是撕裂。滿足以下條件的試驗(yàn)為有效試驗(yàn)： a.紗線未從織物中滑移 b.試樣未從夾具中滑移 c.撕裂完全且撕裂一直在15mm寬的范圍內(nèi) 不滿足以上試驗(yàn)結(jié)果的應(yīng)剔

7、除，如果五塊試樣中有三塊或三塊以上被刪除，則此方法不適用。2 試驗(yàn)結(jié)果匯總與分析2.1試驗(yàn)結(jié)果匯總根據(jù)織物的種類選擇4不同的樣品，按照褲形法、梯形法與沖擊擺錘法法分別測試撕破強(qiáng)力測試結(jié)果如表1所示。試驗(yàn)結(jié)果見表1?！臼裁丛囼?yàn)結(jié)果，如何測得，幾次試驗(yàn)。等其他有關(guān)表的內(nèi)容需補(bǔ)充】表1 對比試驗(yàn)樣品類型及測試結(jié)果/N 樣品名稱織物組織經(jīng)向緯向褲形法梯形法沖擊擺錘法褲形法梯形法沖擊擺錘法純棉印染布（床單）平紋8.248.617.947.367.627.65牛仔布斜紋22.0223.1324.6112.0412.2211.36精梳毛織品平紋35.1337.5249.8031.1330.5633.63非織

8、造無紡布-2.382.251.922.011.961.76注：以上試驗(yàn)結(jié)果均為平均值。每種方法試驗(yàn)次數(shù)為5次。【從后文看，此前的試驗(yàn)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)并沒有應(yīng)用到分析中去，那么，試驗(yàn)何用？】從表1中可明顯的看出，織物組織對織物撕裂強(qiáng)力有影響。除非織造布外，平紋組織織物的撕破強(qiáng)力最小，方平組織織物最大，斜紋組織織物處于兩者之間。原因在于織物組織不同，紗線在織物中的交錯(cuò)次數(shù)也不同，紗線可以相對移動的程度也不相同，交織次數(shù)愈多，經(jīng)緯紗間摩擦阻力愈大，紗線間愈不易滑動，撕破受力三角形變小，受力紗線根數(shù)就減少，從而使得織物的撕裂強(qiáng)力減小。非織造布不是由一根一根的交織、編結(jié)在一起的，而是將纖維直接通過物理的方法粘

9、合在一起的，因此撕破時(shí)不存在紗線間的滑動，而是通過外地使粘合在一起的纖維發(fā)生移位。三種測試方法共同的特征是織物撕破是通過紗線的逐根斷裂來實(shí)現(xiàn)的，按撕破是撕裂經(jīng)紗或緯紗而分別稱為經(jīng)向撕破或緯向撕破，在撕破過程中,斷裂紗線四周的織物由于紗線的歪斜和滑移增大了單根紗線能承受的斷裂強(qiáng)力。除落錘法外，其他幾種測試方法均采用織物強(qiáng)力機(jī)，以拉伸速度為100mm/min定速拉伸一定距離，以拉伸過程中力值的峰值或峰值平均值為撕破強(qiáng)力。定速拉伸法測定的撕破強(qiáng)力一般大于落錘法測得值，其原因是由于落錘法撕破速度較快，在高速沖擊過程中，織物中的紗線沒有更多時(shí)間作相互滑動，使撕破受力三角形區(qū)域變小而受力紗線根數(shù)減少，因此

10、撕破強(qiáng)力較低。由于落錘法測試更接近模擬服用狀態(tài)，更能反映織物整理后的耐用性及堅(jiān)韌程度，成品檢驗(yàn)多采用此法。單縫法一般用于經(jīng)、緯向撕強(qiáng)大致相等的織物，梯形法適用于測試經(jīng)、緯向撕強(qiáng)差異較大的織物。2.2試驗(yàn)結(jié)果分析2.2.1褲形法褲形法撕裂時(shí)，裂口處形成一個(gè)紗線受力三角形，當(dāng)受力的紗線逐漸上下分開時(shí)，不直接受力的紗線有某些相對移動，并逐漸靠攏，形成一個(gè)近似受力三角形區(qū)域。由于紗線間摩擦阻力的作用，滑動是有限的。在滑動時(shí)紗線的張力迅速增大，變形伸長率也急劇增加，當(dāng)構(gòu)成受力三角形底邊的第一根紗線變形至斷裂伸長時(shí)，這根紗線立即斷裂。顯然，當(dāng)其他條件相同時(shí)，受力三角形越大，同時(shí)受力的紗線根數(shù)越多，則撕裂強(qiáng)

11、力增加。撕裂是織物中紗線逐根斷裂，因此撕裂強(qiáng)力與紗線強(qiáng)度大約成正比。此外紗線的斷裂伸長率越大，受力三角形越大，同時(shí)受力的紗線根數(shù)越多，因此撕裂強(qiáng)力也越大；當(dāng)縱向與橫向紗線間的摩擦阻力大時(shí)，兩個(gè)系統(tǒng)的紗線不易滑動，受力三角形變小，受力紗線根數(shù)少，因而斷裂強(qiáng)度變小，因此經(jīng)緯紗間的摩擦阻力對斷裂強(qiáng)力起著消極的作用。褲形法試樣斷裂的紗線為非直接受力方向的紗線。2.2.2梯形法梯形法撕裂中同樣有受力三角形，但是由于梯形法試樣夾持時(shí)試樣橫向紗線與夾頭水平線不垂直，而是呈一定角度，拉伸過程中斷裂的紗線與受力方向呈一定的角度，斷裂方式主要是由直接受力紗線伸直和變形產(chǎn)生，當(dāng)其他條件相同時(shí)，用該法測得的撕破強(qiáng)力的

12、大小主要取決于紗線的斷裂功。2.2.3 沖擊擺錘法沖擊擺錘法撕裂時(shí)，裂口處形成一個(gè)紗線近似受力三角形，當(dāng)受力的紗線逐漸分開時(shí)，不直接受力的紗線有某些相對移動，并逐漸靠攏，形成一個(gè)近似受力三角形區(qū)域。影響撕破強(qiáng)力的因素主要有紗線本身的強(qiáng)力大小以及紗線之間的相互摩擦力。2.2.4 幾種面料的試驗(yàn)方法分析 床單為平紋組織，其密度較為稀疏，采用褲行法和梯形法撕破，試驗(yàn)都能順利進(jìn)行，而且試驗(yàn)的有效性都在范圍內(nèi)，而擺錘法也可以試驗(yàn)，但對于密度較為稀疏的織物來說其結(jié)果的準(zhǔn)確性有一定程度上的影響，因?yàn)樗峭ㄟ^擺錘的做工來表示撕破的力的大小，稀疏織物不能很精確的反應(yīng)。 牛仔布為斜紋組織，其密度比較緊密，試驗(yàn)采用

13、褲行法和梯形法撕破時(shí)，發(fā)現(xiàn)牛仔織物在撕裂時(shí)發(fā)生明顯的撕裂方向偏移，對試驗(yàn)結(jié)果的精確性有一定影響，不能很好的反應(yīng)織物的撕破強(qiáng)力性能。而擺錘法的撕裂方向基本在同一直線上，再加上織物密度較為緊密，所以通過擺錘的做工可以表示撕破強(qiáng)力的大小。精梳毛織品（燈芯絨）為平紋織物，密度緊密，梯形法撕裂時(shí)撕裂緩慢，織物中紗線有部分滑移，一定程度上增加了其摩擦阻力，試驗(yàn)結(jié)果不是很精確，同樣，擺錘法的精準(zhǔn)度也不是很高。而褲形法撕裂時(shí)能正確客觀的反應(yīng)出試驗(yàn)的精準(zhǔn)性。非織造無紡布是一種無組織的面料，面料在生產(chǎn)過程中也是均勻不一，它一般不采用擺錘法，因?yàn)槠淇椢镩g的粘合力不是很大，擺錘做工太小，誤差來去太大，且撕裂的方向大多

14、不在規(guī)定的范圍內(nèi)；所以一般采用褲行法和梯形法。2.2.5 三種方法測試結(jié)果之間的相關(guān)性和差異性相關(guān)性：三種撕裂方法原理基本相似，受力區(qū)域都近似一個(gè)三角形，都受織物本身強(qiáng)力大小以及織物間紗線強(qiáng)力的摩擦力的影響。差異性：（1）三種撕裂方式的試驗(yàn)方法又略有不同，褲形法和梯形法撕裂速度相對緩慢，而梯形法撕裂速度相對較快（其試驗(yàn)數(shù)據(jù)是織物撕破做工的表示，試驗(yàn)結(jié)果的精確性在一定程度上有差異），在撕裂過程中織物的形態(tài)受力的作用會發(fā)生一些變化。（2）同時(shí)有試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，褲行法和梯形法試驗(yàn)數(shù)據(jù)較為接近，而沖擊擺錘法是通過擺錘的沖擊撕破織物來做工，受織物密度的影響較大，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性受到一定的制約。3 結(jié)論 根

15、據(jù)本文對于幾種不同面料的撕破強(qiáng)力的試驗(yàn)，通過試驗(yàn)觀察記錄和試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理研究，所得結(jié)論如下：(1)褲形法一般適用于平紋類的機(jī)織物（如純棉印染布、精梳毛織品），非織造無紡布也適用；(2)梯形法一般適用于平紋類機(jī)織物（如燈芯絨面料）和非織造布；(3)沖擊擺錘法不適用于非織造布，一般用于撕破強(qiáng)力較大的斜紋織物（如牛仔面料）。參考文獻(xiàn)：1海霞，張喜昌，葉靜牛仔布撕裂性能研究J鄭州紡織工學(xué)院學(xué)報(bào)，1999，10(4)：6l-652張海霞，張喜昌織物撕裂方法的對比分析J河南紡織高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)，1999(4)：143張文娟，楊梅土工布梯形法撕破強(qiáng)力測試不確定度評估J非織造布，2010，18(3)：32-344邵鋼織物沖擊擺錘法撕破強(qiáng)力測定的不確定度評定J中國纖檢，2007(7)：30-315GB/T 3917.1-2009 紡織品織物撕破性能第1部分：沖擊擺錘法撕破強(qiáng)力的測定S