机织物单缝法和梯形撕裂破坏机理的讨论

单缝法撕裂机理

单缝法撕裂可以观测到是剪切作用造成的 ,受力三角区是由于受拉伸系统纱线上下分开 , 屈曲消失而伸直,在非受拉伸系统纱线上滑动并逐渐靠拢而形成的。断裂的是非受拉伸系统纱线 , 如图 1所示 。

　　关于单缝撕裂机理, Krook等对其撕裂破坏过程作了观察和摄影 ,首先提出了撕裂三角形区 del的概念 ,指出是 del区中的纱线根数决定了织物的撕破强力。 Taylor进一步作了理论分析, 并导出撕裂强力的理论表达式, 但所用参数不甚直观 。在此基础上储才元做了更深入的理论分析 , 并导出了更切合实际的撕裂强力的理论表达式:

Fw=(dw/2dT)Pw(logPw/logfw)nTφw[ (1 +εw）/(1 -cw)]

式中 :dw———纬密;

dT———经密 ;

Pw———纬纱断裂强力;

fw———通过 n

T个交织点的大抽出阻力;

φw———与经纬纱交织阻力和伸长能力有

关的修正系数 ;

cw———纬向织缩率;

εw———纬纱断裂伸长率 。

由式 (1)可以看出纱线断裂强力和断裂伸长时影响织物撕裂强力的重要因素, 由于纱线断裂强力一定 ,经纱在纬纱上的滑动长度一定;由于纱线断裂伸长一定 ,因此每次断裂的纱线长度也一定。由于织物纬密一定 ,所以单缝法中纬纱逐根断裂时,受力三角区中的纱线根数不会发生变化 , 从而撕裂强力稳定 。

梯形法撕裂机理

梯形法撕裂可以观测到是拉伸作用造成的, 受力三角区是由于受拉伸系统纱线的伸直和变形产生的。断裂的是受拉伸系统的纱线 。如图 2所示。

关于梯形法撕裂机理, R.Steel等作了分析推导, 得到了三种不同类型织物拉伸曲线的撕强表达式, 但是该表达式仅是当裂口处的根纱线断裂时的撕裂强力 ,并不是大撕强 。储才元等在此基础上推导出了梯形法撕裂的大强力 ,在此简化一下 。梯形撕裂法的大撕裂强力所在处如图 3所示。

　Nx=tanα/2Lxεdw

式中 , Nx———第 x个受力三角区包含的纱线根数 ;α———试样的倾角;

Lx———第 x根断裂的纱线 ;

ε———纬纱断裂伸长率;

dw———纬密。

由式(2)可以看出 ,当纱线逐根断裂时, 受力三角区逐渐右移,由于受力三角区的根纱线的原长即图中的 Lx增加,所以受力三角区中的纱线根数将不断增多 ,因此撕裂强力不断增大 ,当图中的纱线Lx开始受力时撕裂强力大。后由于受力三角区中已没有足够的纱线进入受力, 撕裂强力会逐渐减小。

(1)单缝撕裂和梯形撕裂是两种典型的不同破坏机理的试验方法 。单缝法是剪切作用, 由受拉伸系统纱线在非受拉伸系统纱线上滑移造成 , 撕裂强力的大小与纱线的强力、断裂伸长率及织物组织、织物间的摩擦有很大关系;梯形法是拉伸作用,撕裂强力的大小与纱线的强力 、断裂伸长率及试样的短边和试样倾角有很大的关系。

(2)单缝法撕裂强力由受力三角区中的纱线根数决定,纱线根数越多, 受力三角区越大 ,撕裂强力越大 。在纱线逐根断裂的过程中 , 受力三角区逐渐右移 ,但受力三角区的大小不会有明显改变。因此撕裂强力比较稳定 ,在一个平台上进行波动 ,如图 6所示 。梯形法撕裂强力也由受力三角区中的纱线根数决定 ,纱线根数越多, 受力三角区越大 ,撕裂强力越大。在纱线逐根断裂的过程中, 受力三角区也逐渐右移 ,但是由于断裂纱线的长度逐渐增大,所以受力三角区越来越大, 撕裂强力越来越大 。直到后一根纱线首次进入受力三角区 ,撕裂强力达到大 ,如图 10所示。

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