織物的頂破和脹破性質(zhì)解析

織物的頂破和脹破性質(zhì)解析，織物在垂直于織物平面的負(fù)荷作用下鼓起而破裂的現(xiàn)象稱(chēng)為頂破或脹破?？椢镯斊埔卜Q(chēng)為頂裂，它可反映織物多向強(qiáng)伸特征。織物在穿用過(guò)程中，頂破情況不常見(jiàn)到，但膝部和肘部的織物，手套、襪子、鞋面用布在使用過(guò)程中會(huì)受垂直作用力。對(duì)特殊用途的織物，如降落傘、濾塵袋、三向織物、非織造布等要考核其頂破性質(zhì)。某些針織物（如緯編織物）具有縱向延伸、橫向收縮的特征，兩向相互影響較大，如果采用拉伸（單軸）試驗(yàn)，就必須對(duì)縱、橫、斜三個(gè)方向分別測(cè)試，而頂破試驗(yàn)則可對(duì)強(qiáng)力作一次性綜合評(píng)價(jià)。因此，頂破常作為針織物的堅(jiān)牢度評(píng)價(jià)內(nèi)容。  
 

一、織物頂破和脹破性的測(cè)試與指標(biāo)  

（一）試驗(yàn)方法  

目前，織物頂破試驗(yàn)常用的儀器是彈子式的電子織物頂破強(qiáng)力儀，測(cè)試織物脹破性采用彈性膜片法。彈子法是利用鋼球球面來(lái)頂破織物的。圖1所示的是一種利用拉伸強(qiáng)力儀做頂破試驗(yàn)的改裝機(jī)構(gòu)。用一對(duì)支架1、2代替強(qiáng)力機(jī)的上、下夾頭，上支架1與下支架2可做相對(duì)移動(dòng)，試樣3夾在一對(duì)環(huán)形夾具4之間。當(dāng)下支架2下降時(shí)，頂桿5上的鋼球6向上頂試樣3，直到試樣被頂破為止。由儀器上的強(qiáng)力刻度盤(pán)讀出頂破強(qiáng)力。  

圖1彈子法頂破測(cè)定儀  

另外一種頂破試驗(yàn)儀為氣壓式或油壓式試驗(yàn)儀。它是用氣體或油的力通過(guò)膠貘鼓脹來(lái)賬破織物的。這種儀器用來(lái)試驗(yàn)降落傘、濾塵袋織物合適，而且試驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定。  

上述兩類(lèi)方法相比較，彈子法不如彈性膜片法的試驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定。主要原因在于彈子法頂破時(shí)，圓形試樣近中心部位與鋼球表面直接相壓，會(huì)產(chǎn)生局部摩擦，使部分負(fù)荷由摩擦?xí)r的滑動(dòng)阻力所承擔(dān)，造成頂破強(qiáng)力受兩者的表面摩擦性狀影響。面彈性膜片法脹破時(shí)，氣體或油的壓力在試樣上分布均勻。  
 

（二）表示頂破和脹破性的指標(biāo)  

1.頂破強(qiáng)力  

頂破強(qiáng)力為彈子垂直作用于布面使織物頂起破裂的外力，單位為牛頓（N）。須根據(jù)試驗(yàn)時(shí)試樣實(shí)際回潮率修正。  

2.頂破強(qiáng)度  

頂破強(qiáng)度為織物單位面積上所承受的頂破強(qiáng)力，單位為牛頓每平方厘米（N/cm2）。它用于彈子法，羊毛衫片常采用此種指標(biāo)。  

3.頂破高度  

頂破高度為從頂起開(kāi)始至頂破時(shí)織物凸起的高度。  

4.脹破強(qiáng)度  

與頂破強(qiáng)度含義相同，單位為千牛頓每平方米（kN/m2)，用于彈性膜片法。  

5.頂破擴(kuò)張度  

頂破擴(kuò)張度為在脹破壓力下的織物膨脹程度，亦即試驗(yàn)時(shí)，試樣表面中心的高度，單位為毫米（mm），用于彈性膜片法。  

圖2麻織物  
 

二、頂破和脹破機(jī)理  

織物是各向異性的材料，當(dāng)織物局部平面受一垂直的集中負(fù)荷作用時(shí)，織物會(huì)產(chǎn)生各向伸長(zhǎng)。機(jī)織物中，沿各向作用的張力復(fù)合成一剪應(yīng)力，首先在變形，強(qiáng)力弱的一點(diǎn)上使紗線(xiàn)斷裂，導(dǎo)致織物破裂。針織物中，各線(xiàn)圈相互鉤接連成一片，共同承受伸長(zhǎng)變形，直至織物破裂。由此可見(jiàn)，織物頂破和脹破與一次拉伸斷裂性不同，它是多向受力而不是單軸或雙軸受力。  
 

三、影響織物頂破和脹破性的主要因素  

織物在垂直作用力下被頂破時(shí)，織物受力是多向的，因此織物會(huì)產(chǎn)生各向伸長(zhǎng)。當(dāng)沿織物經(jīng)緯兩方向的張力復(fù)合成的剪應(yīng)力大到一定程度時(shí)，即等于織物最弱的一點(diǎn)上紗線(xiàn)的斷裂強(qiáng)力時(shí)，此處紗線(xiàn)斷裂。接著會(huì)以此處為缺口，出現(xiàn)應(yīng)力集中，織物會(huì)沿經(jīng)（直）向或緯（橫）向撕裂，裂口呈直角形。由分析可知，影響織物頂破強(qiáng)度的因素與影響拉伸斷裂強(qiáng)度的因素接近。  

（一）紗線(xiàn)的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率  

當(dāng)織物中紗線(xiàn)的斷裂強(qiáng)力大、伸長(zhǎng)率大時(shí)，織物的頂破強(qiáng)力高，因?yàn)轫斊频膶?shí)質(zhì)仍為織物中紗線(xiàn)產(chǎn)生伸長(zhǎng)而斷裂。  

（二）織物厚度  

在其他條件相同的情況下，當(dāng)織物厚時(shí)，頂破強(qiáng)力大。  

圖3毛滌織物  

（三）織物經(jīng)緯密度  

當(dāng)其他條件相同，但織物經(jīng)緯密度不同時(shí)，織物頂裂時(shí)必沿密度小的方向撕裂，織物頂破強(qiáng)力偏低，裂口呈直線(xiàn)形。當(dāng)經(jīng)、緯紗的斷裂伸長(zhǎng)率和經(jīng)、緯密相近時(shí)，經(jīng)、緯兩系統(tǒng)紗線(xiàn)同時(shí)發(fā)揮分擔(dān)負(fù)荷的作用，織物就沿經(jīng)、緯兩向同時(shí)開(kāi)裂，裂口呈現(xiàn)L形。  

（四）紗線(xiàn)的鉤接強(qiáng)度  

在針織物中，紗線(xiàn)的鉤接強(qiáng)度大時(shí)，織物的頂破強(qiáng)力高。此外，針織物中紗線(xiàn)的線(xiàn)密度、線(xiàn)圈密度也影響針織物的頂破強(qiáng)力。提高紗線(xiàn)線(xiàn)密度和線(xiàn)圈密度，頂破強(qiáng)力有所提高。針織物在頂破過(guò)程中，線(xiàn)圈鉤接處紗線(xiàn)中的纖維彎曲，當(dāng)拉伸負(fù)荷尚未達(dá)到斷裂負(fù)荷時(shí)，彎曲部分外部邊緣的伸長(zhǎng)率已達(dá)到斷裂伸長(zhǎng)率，而使纖維受彎斷裂。所以，在針織物中，纖維斷裂伸長(zhǎng)率大、抗彎剛度高的，不易受彎斷裂，有利于織物的頂破強(qiáng)力。
 

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