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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 。

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  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个交织点的最大抽出阻力;

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第一根纱线断裂时的撕裂强力 ,并不是最大撕强 。储才元等在此基础上推导出了梯形法撕裂的最大强力 ,在此简化一下 。梯形撕裂法的最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。

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由式(2)可以看出 ,当纱线逐根断裂时受力三角区逐渐右移,由于受力三角区的第一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最大。最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。

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(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 。直到最后一根纱线首次进入受力三角区 ,撕裂强力达到最大 ,如图 10所示。


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