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[综合] 纺织纤维的拉伸疲劳性质

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发表于 2015-8-25 21:00:45 | 显示全部楼层 |阅读模式
由于纤维材料柔性的特点,纤维的拉伸疲劳、弯曲疲劳和扭转疲劳是研究较多的内容。对于拉伸疲劳测试,下图是典型的测试应力应变曲线。
- [- T  C( [' y+ {
重复加载的几种模式.jpg
重复加载的几种模式
图(a)中材料在初始长度开始拉伸,拉伸伸长率是固定值。这种模式下的拉伸会使材料逐渐产生多余长度,使原来紧张拉伸的材料变得松垮,材料中的应力也逐渐松弛,随测试循环增加,材料内应力逐渐减低,即这种测试方式很难使材料疲劳破坏,除非施加的伸长接近材料的断裂伸长。图(b)是材料每次循环产生的多余伸长释放,再施加相同的伸长率,使材料始终处于紧绷状态,并且每次循环后材料的应力逐渐增加。图是材料载荷循环测试方式,材料的应力上限维持不变,材料逐渐伸长失效,并且这种测试方式可以达到很高的加载频率(如50Hz)。
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 楼主| 发表于 2015-8-25 21:03:15 | 显示全部楼层
本帖最后由 天长 于 2015-8-25 21:04 编辑
! r, `( |4 Z. @# m1 |' k
* K7 s/ S" K' T, d& L0 h2.常见纤维的疲劳失效寿命
4 p9 f" s5 F3 }* G3 i- W* P0 P在累积伸长加载方式下,常见纤维的疲劳失效寿命见表。
% ?0 a, D* q6 o8 m- ]! o
累积伸长循环测试下纱线疲劳破坏的平均循环次数5 g9 f. J) Z1 a( t4 y" o
施加伸长(%)
  
  
2.5
  
  
  
  
7.5
  
  
10
  
  
12.5
  
  
15
  
  
黏胶纤维(a)
  
  
79
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
醋酯纤维
  
  
32000
  
  
58
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
锦纶
  
  
  
  
  
  
>5×105
  
  
11000
  
  
220
  
  
12
  
  
涤纶
  
  
  
  
>5×105
  
  
16000
  
  
18
  
  
  
  
[/tr][/tr]
注 (a)为40%的纤维在5×105次循环时失效。! e2 y2 |- h3 }# N
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 楼主| 发表于 2015-8-25 21:08:35 | 显示全部楼层

$ v# C! g4 S& [6 v0 ~! q3.拉伸疲劳断口形态
/ a0 T" S, {7 n( W* `# A# R无论是何种疲劳方式,纤维将表现出不同的疲劳破坏形态,即纤维的断口形态与一次性测试失效有明显不同的特征。
! m/ w0 N( d& H6 i5 s如图1所示,纤维呈现端部被剥离撕裂的特征,主要是疲劳测试时出现横向细微裂纹,裂纹转向并沿长度方向扩展,直至纤维失效。通常一次性测试破坏纤维的表观呈现V形凹口破坏特征。
7 u4 x) c8 N6 x6 s5 ]  a) x
锦纶66拉伸疲劳失效的一对断口.jpg
图1  锦纶66拉伸疲劳失效的一对断口
7 I1 r. w3 |4 l/ t; V' \(测试条件:载荷范围处于0~60%断裂应力,加载频率为50Hz,循环次数为58000
涤纶的拉伸疲劳断口形态如图2所示,并且其测试条件与图1中的锦纶一样,在图中表现出纤维的纵向劈裂扩展和表现的环状凹陷。
涤纶拉伸疲劳破坏.jpg
图2   涤纶拉伸疲劳破坏
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