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[其他] 紗線(xiàn)的斷裂機理

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樓主
發(fā)表于 2015-8-23 14:13:24 | 只看該作者 |只看大圖 |倒序瀏覽 |閱讀模式
紗線(xiàn)拉伸斷裂過(guò)程首先決定于纖維斷裂過(guò)程,兩者在一定程度上有相似之處。但紗線(xiàn)已是纖維的集合體,故又有相當大的區別。
" @7 \, I) s2 Q當紗線(xiàn)開(kāi)始受到拉伸時(shí),纖維本身的皺曲減少,伸直度提高,表現出初始階段的伸長(cháng)變形。這時(shí),紗線(xiàn)截面開(kāi)始收縮,增加了紗中外層纖維對內層纖維的壓力。在傳統紡紗方法紡成的細紗中,任一小段都是外層纖維的圓柱螺旋線(xiàn)較長(cháng),內層纖維的圓柱螺旋線(xiàn)較短,中心纖維呈皺曲直線(xiàn)。因而外層纖維伸長(cháng)多,張力大;內層纖維伸長(cháng)少,張力??;中心纖維可能未伸長(cháng),還被壓縮皺曲。所以,各層纖維受力是不均勻的。而且細紗外層纖維螺旋角大,內層螺旋角小,因而纖維張力在紗線(xiàn)軸向的有效分力,也是外層小于內層。所以,細紗在拉伸中,首先斷裂的是最外層的纖維。
- m/ o4 I! m1 M1 G- e3 Y短纖維紡成的細紗,任一截面所握持的纖維,伸出長(cháng)度(向紗軸兩端方向)都有一個(gè)分布(這種分布就是須條分布曲線(xiàn),即計數頻率的二次累積曲線(xiàn))。這些纖維中,向兩端伸出都較長(cháng)的纖維被紗中兩端其他纖維抱合和握持,拉伸中在此截面上只會(huì )被拉斷,不會(huì )滑脫。但沿此截面向一端伸出長(cháng)度較短的纖維,當其伸出長(cháng)度Lc上與周?chē)w維抱合摩擦的總切向阻力小于這根纖維的拉伸斷裂強度,則沿細紗這一截面斷裂時(shí),這些纖維將被從紗中抽拔出來(lái)而不被拉斷。因此,這些纖維承擔的外力小于它的拉伸斷裂強度。這種開(kāi)始會(huì )被拔出的長(cháng)度Lc,叫“滑脫長(cháng)度”。紗中長(cháng)度小于2Lc的纖維,在中央截面上兩端都處在被抽拔滑脫的狀態(tài),它們抵抗外力拉伸的作用就更小。這種短纖維越多,細紗強度就越低。+ W% e9 U5 V$ S4 K, G9 g' k
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 樓主| 發(fā)表于 2015-8-23 14:14:27 | 只看該作者

* f6 f2 E3 `7 X" U# h2 ^. H在細紗繼續經(jīng)受拉伸的過(guò)程中,紗中外層纖維,短的部分滑脫被抽拔,長(cháng)纖維受到最緊張的拉伸。到一定程度后,外層纖維受力達到拉斷強度時(shí),外層纖維逐步斷裂。這時(shí),整根細紗中承擔外力的纖維根數減少(在紗的截面各層同心圓環(huán)中,最外層纖維根數最多,按規則模型計算,如果截面中纖維總數為100根,最外層就不少于30根),細紗上的總拉伸力將由較少的纖維根數分擔,紗中由外向內的第二層纖維的張力猛增。而且,紗中外層纖維斷裂后,最外層纖維對內層纖維的抱合壓力解除,內層纖維之間的抱合力和摩擦力迅速減小,這就造成更多的纖維滑脫。未滑脫的纖維,隨之將更快地增大張力,因而被拉斷。如此,終至細紗完全解體。這樣被拉斷的細紗,斷口是很不整齊的;由于大量纖維滑脫而抽拔出來(lái),斷口呈現松散的毛筆頭似的形狀。
7 ~7 [. [) r/ z: t2 ?長(cháng)纖維,特別是長(cháng)絲捻成的細紗或捻度很高的短纖維細紗,纖維不易滑脫和拔出。這種紗在外層纖維被拉斷后,逐步使向內各層纖維分擔的張力猛增,因而被拉斷。這時(shí)在外層纖維斷裂最多的截面上,迅速向內擴展斷裂口,終至全部纖維斷裂。在這種情況下,被拉斷細紗的斷裂口是比較整齊的。1 _8 U7 _2 V' k' t  |$ h
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 樓主| 發(fā)表于 2015-8-23 14:16:58 | 只看該作者
! g& o( u5 b! c5 n, H
用不同性能的短纖維混紡的細紗,拉斷過(guò)程還受其他因素的支配。當混紡原料各組分拉伸斷裂伸長(cháng)率不同時(shí),必然是斷裂伸長(cháng)率小的纖維分擔較多的拉伸力,而斷裂伸長(cháng)率大的纖維分擔較少的拉伸力。在前一種組分的纖維被拉斷后,后一種組分的纖維才主要承擔外力作用,因而,混紡紗的強度總比其組分中性能好的那種纖維的純紡紗強度低,如圖所示。當兩種纖維混紡時(shí),若兩種纖維的強度相差不大而伸長(cháng)能力有較大差異時(shí),由于分階段被拉伸斷裂,成紗強度隨混紡比變化的曲線(xiàn)將出現有極低值的下凹形。如果兩種纖維的伸長(cháng)能力差異不大時(shí),則曲線(xiàn)呈現漸升(或漸降)的形狀。  i& G/ U& _, r4 x
幾種混紡紗的拉伸特性
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 樓主| 發(fā)表于 2015-8-23 14:18:33 | 只看該作者

; E# c3 e7 x7 c* L* ]1 ?變形紗和彈力絲都是依靠各種定形方法(如加熱—加捻—冷卻或加熱—刀口彎曲—冷卻等),使每根纖維呈螺旋彈簧形的空間皺曲曲線(xiàn),因此有很高的斷裂伸長(cháng)率,甚至在開(kāi)始拉伸的相當一段過(guò)程中,實(shí)際上是在拉伸力增加很小的條件作用下使纖維逐步伸直。這幾類(lèi)紗的典型拉伸曲線(xiàn),如圖所示。5 @/ o0 ]1 \; C+ ?' t
變形紗和彈力絲的拉伸曲線(xiàn)
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