第八章
纺织纤维和纱线的力学性质
（ Yarn Physic and Mechanical Properties）
本章主要内容
? 纤维和纱线的力学性质的基础知识
? 纤维和纱线力学性质的实际应用
? 纤维和纱线力学性质的测试
一、纤维和纱线的力学性质的基础知识
? 一次拉伸断裂性质的基本指标
（ 一 ） 拉伸断裂强力 （ P）
（ 二 ） 强度
1,断裂强度 （ 俗称：强度 ） Ptex=
Pden=
texN
P
denN
P
2、断裂伸长
L0— 纤维或纱线加预加张力伸直后的长度（ mm）；
L— 纤维或纱线拉伸后的长度 （ mm） ；
La— 纤维或纱线断裂时的长度 （ mm） ；
ε— 纤维或纱线的伸长率 （ %） ；
εp— 纤维或纱线的断裂伸长率（ %）
3、断裂长度,
Lp= × Nm
Lp— 纤维的断裂长度（ km）；
P— 纤维的强力 （ N） ；
g— 重力加速度；
Nm— 纤维或纱线的的公制支数 。
小结, 纤维和纱线的强度是指它的断裂强度；
纤维和纱线的伸度是指它的断裂伸长率 。
g
P
二、拉伸全过程中的性质指标,
? 拉伸曲线
（ 1）负荷伸长曲线 （ 2）应力应变曲线
?拉伸全过程中的性质指标：
1、初始模量
E=
E— 初始模量 （ N/tex或 N/D） ；
P— M点的纵坐标, 即 M点处的负荷 （ N） ；
ΔL— M点的横坐标, 即 M点处的伸长 （ mm） ；
L— 试样的长度, 即强力机上, 下夹持器间的距离 （ mm） ；
Ntex— 试样细度 tex（ 或旦 ）
texNL
LP
??
?
2、屈服应力与屈服伸长率
屈服点的求法
3、断裂功、断裂比功、功系数
（ 1）断裂功：在负荷 -伸长曲线上，断裂功就是 曲线所
包含的面积 。
（ 2） 断裂比功：在应力 -应变曲线上, 断裂比功就是 曲
线所包含的面积 。
（ 3） 功系数：指实际所作功与假定功之比 。
We=
W— 纤维或纱线的断裂功 （ cJ） ；
P— 纤维或纱线的断裂功 （ N） ；
ΔL— 纤维或纱线的断裂伸长 （ cm） 。
LP
W
??
小结：
? 初始模量表示纤维和纱线在小负荷作用下变形的难易
程度，它反映了纤维和纱线的刚性。
? 屈服应力和屈服伸长率大的纤维，不易产生塑性变形，
拉伸弹性较好,其制品的尺寸稳定性也较好。
? 断裂功、断裂比功和功系数的大小说明纤维、纱线的
韧性。当断裂功、断裂比功和功系数较大时，纤维、
纱线韧性较好，而且耐磨，其制品一般比较坚韧。
三、常见纤维的拉伸曲线
四、纱线多次拉伸循环特性
? 蠕变和应力松弛
1、蠕变
2、应力松弛
? 拉伸变形的种类和弹性
? 1.拉伸变形的种类
（ 1） 急弹性变形
（ 2） 缓弹性变形
（ 3） 塑性变形
2、纤维和纱线的弹性
Re— 弹性回复率 （ %） ；
L0— 纤维或纱线加预加张力使之伸直但不伸长时的长度 。
L1— 纤维或纱线加负荷伸长后的长度；
L2— 纤维或纱线去负荷再加预加张力后的长度 。
3、疲劳
(1) 静止疲劳
(2) 多次拉伸疲劳
表征指标：耐久度 （ 坚牢度 ）
纤维和纱线力学性质的实际应用
? 弹性大的纺材能够很好地经受拉伸而能很好地保持本
身的形状，且制品耐磨抗皱、经久耐用。
? 松弛现象：根据松弛现象可知，各种圈装（纱管、筒
子、经轴）中的纱线都受到一定的伸长值的拉伸作用，
都不宜贮藏太久，否则会出现松烂。
? 生产上常用高温高湿来消除纤维材料的内应力，促使
蠕变和应力松弛的产生，防止生产过程中产生疵点。
? 坚牢度：通过测定坚牢度，在生产和使用过程中控制
拉伸负荷，防止纺材的疲劳损坏。
纺织纤维和纱线的力学性质
（ Yarn Physic and Mechanical Properties）
本章主要内容
? 纤维和纱线的力学性质的基础知识
? 纤维和纱线力学性质的实际应用
? 纤维和纱线力学性质的测试
一、纤维和纱线的力学性质的基础知识
? 一次拉伸断裂性质的基本指标
（ 一 ） 拉伸断裂强力 （ P）
（ 二 ） 强度
1,断裂强度 （ 俗称：强度 ） Ptex=
Pden=
texN
P
denN
P
2、断裂伸长
L0— 纤维或纱线加预加张力伸直后的长度（ mm）；
L— 纤维或纱线拉伸后的长度 （ mm） ；
La— 纤维或纱线断裂时的长度 （ mm） ；
ε— 纤维或纱线的伸长率 （ %） ；
εp— 纤维或纱线的断裂伸长率（ %）
3、断裂长度,
Lp= × Nm
Lp— 纤维的断裂长度（ km）；
P— 纤维的强力 （ N） ；
g— 重力加速度；
Nm— 纤维或纱线的的公制支数 。
小结, 纤维和纱线的强度是指它的断裂强度；
纤维和纱线的伸度是指它的断裂伸长率 。
g
P
二、拉伸全过程中的性质指标,
? 拉伸曲线
（ 1）负荷伸长曲线 （ 2）应力应变曲线
?拉伸全过程中的性质指标：
1、初始模量
E=
E— 初始模量 （ N/tex或 N/D） ；
P— M点的纵坐标, 即 M点处的负荷 （ N） ；
ΔL— M点的横坐标, 即 M点处的伸长 （ mm） ；
L— 试样的长度, 即强力机上, 下夹持器间的距离 （ mm） ；
Ntex— 试样细度 tex（ 或旦 ）
texNL
LP
??
?
2、屈服应力与屈服伸长率
屈服点的求法
3、断裂功、断裂比功、功系数
（ 1）断裂功：在负荷 -伸长曲线上，断裂功就是 曲线所
包含的面积 。
（ 2） 断裂比功：在应力 -应变曲线上, 断裂比功就是 曲
线所包含的面积 。
（ 3） 功系数：指实际所作功与假定功之比 。
We=
W— 纤维或纱线的断裂功 （ cJ） ；
P— 纤维或纱线的断裂功 （ N） ；
ΔL— 纤维或纱线的断裂伸长 （ cm） 。
LP
W
??
小结：
? 初始模量表示纤维和纱线在小负荷作用下变形的难易
程度，它反映了纤维和纱线的刚性。
? 屈服应力和屈服伸长率大的纤维，不易产生塑性变形，
拉伸弹性较好,其制品的尺寸稳定性也较好。
? 断裂功、断裂比功和功系数的大小说明纤维、纱线的
韧性。当断裂功、断裂比功和功系数较大时，纤维、
纱线韧性较好，而且耐磨，其制品一般比较坚韧。
三、常见纤维的拉伸曲线
四、纱线多次拉伸循环特性
? 蠕变和应力松弛
1、蠕变
2、应力松弛
? 拉伸变形的种类和弹性
? 1.拉伸变形的种类
（ 1） 急弹性变形
（ 2） 缓弹性变形
（ 3） 塑性变形
2、纤维和纱线的弹性
Re— 弹性回复率 （ %） ；
L0— 纤维或纱线加预加张力使之伸直但不伸长时的长度 。
L1— 纤维或纱线加负荷伸长后的长度；
L2— 纤维或纱线去负荷再加预加张力后的长度 。
3、疲劳
(1) 静止疲劳
(2) 多次拉伸疲劳
表征指标：耐久度 （ 坚牢度 ）
纤维和纱线力学性质的实际应用
? 弹性大的纺材能够很好地经受拉伸而能很好地保持本
身的形状，且制品耐磨抗皱、经久耐用。
? 松弛现象：根据松弛现象可知，各种圈装（纱管、筒
子、经轴）中的纱线都受到一定的伸长值的拉伸作用，
都不宜贮藏太久，否则会出现松烂。
? 生产上常用高温高湿来消除纤维材料的内应力，促使
蠕变和应力松弛的产生，防止生产过程中产生疵点。
? 坚牢度：通过测定坚牢度，在生产和使用过程中控制
拉伸负荷，防止纺材的疲劳损坏。
