机织物拉伸过程的动态分析与机理研究

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本文使用高速摄像机记录试样受力伸长至断裂的全过程,对记录的图像数据进行提取及统计分析,得到各试样在伸长过程中,其宽度的动态变化情况。分析涤塔夫、涤纶斜纹织物和平、斜纹棉织物在拉伸过程中横向变形的动态变化规律、纵向伸长与横向收缩间的关系,盖覆紧度与横向收缩间的关系以及织物组织对拉伸动态过程的影响。涤塔夫和斜纹织物都符合以下规律:横向收缩与拉伸力的导数曲线上各个特征点所对应的时刻相近,拉伸初始阶段属于力学高模量区,该阶段试样纵向伸长较小,宽度变化值大,束腰现象明显;拉伸曲线的中间区域属于力学低模量区,该阶段试样纵向伸长较大,宽度变化速度减缓;尾部阶段沿受力方向纱线伸长、纤维间出现相互滑移,模量增高,试样宽度变化较平稳。随着拉伸方向盖覆系数增大,涤塔夫与涤纶斜纹织物的宽度残留率都呈减小趋势。涤塔夫在试样拉伸至断裂的三个阶段,经向试样束腰时间大多数比纬向长,束腰程度比纬向大。总体上,涤纶斜纹织物的束腰现象比涤塔夫明显。平纹与斜纹棉织物横向收缩与拉伸力的导数曲线拐点对应时刻基本吻合,试样拉伸至断裂过程可以分为两个阶段:第一阶段试样所受拉伸力缓慢变大,试样宽度快速减小;第二阶段试样所受拉伸力迅速变大,试样宽度缓慢减小。在宽度残留率随时间变化导数曲线上的特征点和断裂点处,斜纹织物比平纹织物的束腰程度明显,拉伸时间也比平纹织物长。影响斜纹棉织物断裂时刻宽度残留率(Wb)的主导因素为垂直于拉伸方向(宽度方向)的交织纱线所占距离,次要影响因素为拉伸系统纱线的盖覆系数。宽度方向交织纱线所占距离短的试样Wb小,而宽度方向交织纱线所占距离长的试样Wb大。沿平纹棉织物盖覆系数相对较小的纱线方向拉伸,各阶段拉伸时间较长,束腰程度与伸长也较大。沿斜纹棉织物纱线盖覆系数小的方向拉伸时,拉伸力曲线拐点出现得晚,对应伸长大。
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