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纱线拉伸断裂机理

2022-10-13 10:30:02

<p style="margin-bottom: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; clear: both; min-height: 1em; color: rgb(34, 34, 34); font-family: system-ui, -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 17px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; line-height: 2em; visibility: visible; overflow-wrap: break-word !important;">当纱线开始受到拉伸时，纤维本身的皱曲减少，伸直度提高，表现出初始阶段的伸长变形。这时，纱线截面开始收缩，增加了纱中外层纤维对内层纤维的压力。在传统方法纺成的细纱中，任以小段都是外层纤维的圆柱螺旋线长，内层纤维圆柱螺旋线短，中心纤维呈直线。因而外层纤维伸长多，张力大；内层纤维伸长少，张力小；中心纤维可能并未伸长，还被压缩着。所以各层纤维受力是不均匀的。而且细纱外层纤维螺旋角大，内层纤维螺旋角小，因而纤维张力在纱线轴向的有效分力，也是外层小于内层。所以，细纱在拉伸中，最容易断裂的是最外层的纤维。<p style="margin-bottom: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; clear: both; min-height: 1em; color: rgb(34, 34, 34); font-family: system-ui, -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 17px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; line-height: 2em; visibility: visible; overflow-wrap: break-word !important;">       短纤维纺成的细纱，任以截面所握持的纤维，伸出长度（向纱轴两端方向）都有一个分布（这种分布就是须条分布曲线，即计数频率的二次累积曲线）。这些纤维中，向两端伸出都较长的纤维被纱中两端其它纤维抱合和握持，拉伸中在此截面上只会被拉断，不会滑脱。但沿此截面向一端伸出长度较短的纤维，当其伸出长度L0上与周围纤维抱合摩擦的总切向阻力小于这根纤维的拉伸断裂强度，则沿细纱这一截面断裂时，这些纤维将被从纱中抽拔出来而不被拉断。因此，这些纤维承担的外力小于它的拉伸断裂强度。这种开始会被拔出的长度L0，叫做“滑脱长度”。纱中长度小于2L0的纤维，在中央截面上两端都处在被抽拔滑脱的状态，它们抵抗外力拉伸的作用就更小了。这种短纤维越多，细纱强度就越低。<p style="margin-bottom: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; clear: both; min-height: 1em; color: rgb(34, 34, 34); font-family: system-ui, -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 17px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; line-height: 2em; overflow-wrap: break-word !important;">       在细纱继续经受拉伸的过程中，纱中外层纤维，短的部分滑脱被抽拔，长纤维受到最紧张的拉伸。到一定程度后，外层纤维受力达到拉断强度时，外层纤维逐步断裂。这时，整根细纱中承担外力的纤维根数减少了（在纱的截面各层同心圆环中，最外层纤维根数最多，按规则模型计算，如果截面中纤维总数为100根，最外层就不少于30根），细纱上的总拉伸力将由较少的纤维根数分担，纱中由外向内的第二层纤维的张力将猛增。而且，纱中外层纤维断裂或滑脱后，最外层纤维对内层纤维的抱合压力解除，内层纤维之间的抱合力和摩擦力迅速减小，这就造成更多的纤维滑脱。未滑脱的纤维，随之将更快地增大张力，因而被拉断。如此，终至细纱完全解体。这样被拉断的细纱，断口是很不整齐的；由于大量纤维滑脱而抽拔出来，断口呈现松散的毛笔头似的形状。<p style="margin-bottom: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; clear: both; min-height: 1em; color: rgb(34, 34, 34); font-family: system-ui, -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 17px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; line-height: 2em; overflow-wrap: break-word !important;">      长纤维，特别是长丝捻成的细纱或捻度很高的短纤维细纱，纤维不易滑脱和拔出。这种纱在外层纤维被拉断后逐次使向内各层纤维分担的张力猛增，因而被拉断。这时在外层纤维断裂最多的截面上，迅速向内扩展断裂口，终至全部纤维断裂。在这种情况下，被拉断细纱的断口是比较整齐的。<p style="margin-bottom: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; clear: both; min-height: 1em; color: rgb(34, 34, 34); font-family: system-ui, -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 17px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; line-height: 2em; overflow-wrap: break-word !important;">       用不同性能的短纤维混纺的细纱，拉断过程还受其它因素的支配。当混纺原料各组分拉伸断裂伸长能力不同时，必然是断裂伸长能力小的纤维分担较多的拉伸力，而断裂伸长能力大的纤维分担较少的拉伸力。在前一种组分的纤维被拉断后，后一种组分的纤维才主要承担外力的作用。因而，混纺纱的强度总比其组分中性能好的那种纤维的纯纺纱的强度低。当两种纤维混纺时，若两种纤维的强度相差不大而伸长能力有较大差异时，由于分阶段被拉伸断裂，成纱强度随混纺比变化的曲线将出现有极低值的下凹形。如果两种纤维的伸长能力差异不大而强度差异较大时，则曲线呈现渐升（或渐降）的形状。<p style="margin-bottom: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; clear: both; min-height: 1em; color: rgb(34, 34, 34); font-family: system-ui, -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 17px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; line-height: 2em; overflow-wrap: break-word !important;">       如前所述，膨体纱是利用两中热收缩性相差很大的纤维混纺后进行热收缩，使细纱中热收缩性大的纤维充分回缩，同时迫使热收缩性小的纤维沿轴向压缩皱曲而呈现膨体特性。因此，膨体纱中负担外力的纤维根数较少，而且各种纤维的张力很不均匀。在膨体纱开始被拉伸时，只有一部分纤维承担外力，其它纤维皱曲松弛着。当前一种纤维被拉断后，后一种纤维才伸直并承担拉伸力，直至最后被拉断。因此，膨体纱的拉伸断裂强度比传统纱小，而断裂伸长率则较大。<p style="margin-bottom: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; clear: both; min-height: 1em; color: rgb(34, 34, 34); font-family: system-ui, -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 17px; letter-spacing: 0.544px; text-align: justify; line-height: 2em; overflow-wrap: break-word !important;">       变形纱和弹力丝都是依靠各种定型方法，使每根纤维呈螺旋弹簧形的空间皱曲曲线，因此有很高的断裂伸长率，甚至在开始拉伸的相当一段过程中，实际上是在拉伸力很小的条件下使纤维逐步伸直的。<p style="margin-bottom: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; clear: both; min-height: 1em; color: rgb(34, 34, 34); font-family: system-ui, -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 17px; letter-spacing: 0.544px; text-align: center; line-height: 2em; overflow-wrap: break-word !important;"><以下图片请点击放大阅读><p style="margin-bottom: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; clear: both; min-height: 1em; color: rgb(34, 34, 34); font-family: system-ui, -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 17px; letter-spacing: 0.544px; text-align: center; line-height: 2em; overflow-wrap: break-word !important;"><img src="https://dayaotex-edu.fsh.bcebos.com/v1/dayaotex-edu/8.1.png?authorization=bce-auth-v1%2F59b7a26546d74b64bfd056b483465817%2F2022-10-13T02%3A29%3A42Z%2F-1%2F%2Ffd802392b51548b0a78abc520380240717038004dee40e93ff46262b731e8855" style="width: 50%;" data-filename=""> <p style="margin-bottom: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; clear: both; min-height: 1em; color: rgb(34, 34, 34); font-family: system-ui, -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 17px; letter-spacing: 0.544px; text-align: center; line-height: 2em; overflow-wrap: break-word !important;"><img src="https://dayaotex-edu.fsh.bcebos.com/v1/dayaotex-edu/8.2.png?authorization=bce-auth-v1%2F59b7a26546d74b64bfd056b483465817%2F2022-10-13T02%3A29%3A55Z%2F-1%2F%2Fcd160e626442c7b717a2ee7d5f8127f065931c5ac604feb01679b6f41d1740e7" style="width: 50%;" data-filename="">

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