纺织物理真题.docx

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纺织物理真题1、试述加捻对成纱结构、粗细均匀性及力学性能的影响和作用机理，以及分析解释加捻对短纤纱和长丝影响差异的原因。

一、加捻对纱线成纱结构的影响：

主要是对股线结构的影响

（1）并捻单纱根数《=5时，加捻时各根单纱受力均匀，形成空心结构，股线的结构均匀稳定，股线强度高。

（2）并捻单纱根数》 =6时，其中一根或多根单纱将处在中间位臵，加捻过程中，各根单纱受力不均匀，外面单纱的张力大于中间单纱的张力，内外单纱的位臵会因张力的不同而发生转移，结果使股线形成不均匀的实心结构，影响股线的强度。

（3）当股线的捻向和单纱的捻向相反时，股线柔软，光泽好，捻回稳定，股线结构均匀稳定（4）

当股线捻向和单纱捻向相同时，股线坚硬，单纱螺旋线明显，纤维倾斜程度大，光泽较差，捻回不稳定，股线结构不稳定，易产生扭结。

（5）纱线因加捻会引起长度的缩短（6）对纱线直径的影响：

随着捻系数的增加，一方面是纱的外层纤维的向心压力增加使直径减小，另一方面是捻缩的增加，使纱的直径增大。

因此在一定的范围内，纱线直径随捻系数的增加而减小，当超出一定范围后纱的直径变化很小，有时甚至增大。

二、对性能的影响：

（1）对强度的影响：

纱的断裂总是发生在纱线强力最薄弱的界面上，对短纤纱来说，其过程是一部分纤维受拉伸作用伸直变形而发生断裂，部分纤维断裂后，纤维间摩擦力、抱合力减弱，导致另一部分纤维产生滑移脱散，加速纱的断裂。

加捻使纤维产生预应力，尤其是外层纤维，纤维间抱合力增大，有利于强度提高，但捻回角的增大，使纤维的承力在纱轴方向上的分离减小，影响纱线强力的有效利用，因此，存在临界捻系数，其原因是加捻增强的积极作用在低捻时占主导地位，在高捻时纤维倾斜有效分离降低因素占主导地位，因此出现强度极值及其对应的捻系数。

加捻对纱强是一个均匀化的过程，有利于纱线弱节的清除，这主要是两个方面的作用，一是加捻对较细、较松、较软的部位实施，使这些部位变得紧密并相互抱合，故可以减小弱节，另一个方面是在加捻纤维的抱合和交互作用，增强纤维断裂的同时性增强，这在低捻度、长丝纱中尤为显著。

长丝纱加捻是为了在单丝间形成良好的抱合而形态稳定，这将使单丝断裂不同时性得到改善，从而使长丝纱强力略有提高，这仅发生在较低的捻度下。

随着捻系数的增加，长丝纱强度很快降低，因为有效分力减小，断裂不同时性增加，长丝纱的临界捻系数比短纤纱小得多。

通过加捻，纱线的强度不匀率的改善和纱线中纤维间摩擦力的增大是使纱线强度提高的因素；加捻作用使纱中纤维产生了预应力，同时纱中纤维与纱轴倾角变大使纤维强度的轴向分力减小，这两个因素使纱线强度随捻度的增加而减小。

在捻度较小时主要是

第一种作用起影响，所以强度随捻度增加而变大。

当捻度到达一定数值后，后一种作用起主要影响，纱线强度随捻度增加而开始下降。

（2）对伸长的影响随着纱线捻系数的增加，纱中纤维的伸长变形增大，这就使纤维在拉伸时的断裂伸长降低，但随着纱线捻系数的增加，纤维的倾斜角加大，纱线的变形可通过纤维捻回角的改变而伸长，这又使纱线的伸长增加。

纱线伸长主要有三部分：

纤维相互滑移；纤维自身伸长；纱的捻角变小和直径变小而产生伸长。

在实际可能采取的捻系数范围内，后两部分的伸长是主要的，因此，纱线的断裂伸长随捻系数增加而增大。

（3）对纱线体积质量和直径的影响在一定范围内，随着捻系数的增大，纱内纤维紧密度增大，纤维间孔隙减小，纱的体积质量增大，使纱的直径变小，当捻系数增大到一定程度时纱的可压缩空间越来越小，体积质量和直径变化减小，相反由于纤维过于倾斜，造成纱的捻缩增大，反而使纱的直径有所增大，股线的体积质量和直径与纱和线的捻向有关。

当股线与单纱捻向相同时，股线捻系数对股线体积质量和直径的影响与单纱类似。

当股线与单纱捻向相反时，在股线开始加捻时，单纱先受到反向解捻作用，会使股线的体积质量有所减小，但很快随着捻度的增大，使股线的体积质量又逐渐增大。

三、对纱线光泽和手感的影响：

当纱线捻度较小时，纱线较柔软，光泽柔和，捻度较大时，手感较硬，光泽也较差。

四、加捻对短纤纱和长丝影响差异的原因在拉伸加捻长丝纱线时，纱条中心层纤维的张应力和纤维间的压应力最大，外层纤维的张应力最小，压应力为零。

纱线捻度增大，中心层和外层纤维的应力差异增大，因此，纤维断裂不同时性加剧，且由于纤维倾斜程度增加，其相对应力也随着捻度的增加而降低。

对于短纤纱而言，捻度增加，纤维间横向压力增加，使滑脱长度减小，纤维对纱线强力的贡献损伤减小。

由于加捻的作用，纱中纤维相互紧密抱合，纱线的断裂过程就是纱中纤维的断裂和相互滑移的过程。

关于纱中纤维断裂破坏的过程，目前存在两种相反观点。

一是：

在细纱拉伸过程中伸长大的外层纤维先被拉断，然后逐渐向内层纤维扩展。

另一种认为：

纱线断裂时，中心即内层的纤维先断，然后纤维的断裂向外层扩展。

长丝纱断裂以纤维断裂为主，纤维不易滑脱和拔出，当长丝纱拉伸至最大断裂负荷时，仍有部分纤维未断裂，表现出明显的纤维断裂不同时性。

短纤维纱断裂时，在断裂区内，只有部分纤维断裂，有相当部分纤维仅相互滑脱，通常纤维越短，捻度越低，滑脱部分比例越高。

答：

1、（加捻对纱线强度的影响，有利于弱节消除；加捻对纱线断裂伸长的影响，纱线伸长增加；加捻对纱线体积质量和直径的影响，纱线直径有所增加。

）对纱线强度的影响：

加捻使短纤维产生预应力，尤其是外层纤维，纤维间的抱和增大，有利于强度提高；但捻回角的增大，使纤维的承力在纱轴方向的分力减少，影响纤维强力的有效利用。

故在临界捻系数以下，纱线强度随捻度增加而增加；在临界捻系数以上，纱线强度随捻度增加而减小。

（加捻对纱强是一个均匀化的过程，有利于纱线弱节的清除，主要作用在两个方面：

一是加捻会对较细、较松、较软的部分实施，使这些部位变得紧密并相互抱和，故可以减少弱节。

二是在加捻纤维间形成良好的抱和而形态稳定。

）2、对纱线断裂伸长率的影响：

大多数纱线随捻度增加而断裂伸长增加。

3、对纱线体积质量和直径的影响：

在一定范围内，随着捻系数的增大，纱内纤维紧密度增大，纤维间空隙减少。

纱的体积质量增大，使纱的直径减小。

当捻系数达到一定程度时，纱的可压缩空间减小，体积、质量和直径变化减小。

即在一定范围内，纱线体积质量随捻度增加而增加，直径随捻度增加而减小，捻度过大，则纱线直径由于捻缩而增加。

试述加捻作用对纱线的影响。

（1）长度的影响：

加捻后，纤维倾斜，使纱线的长度缩短，产生捻缩。

（2）密度和直径：

当捻系数大时，纱内纤维密集，纤维间空隙减少，使纱的密度增加，而直径减小。

当捻系数增加到一定程度后，纱的可压缩性减少，密度和直径变化不大，相反由于纤维过度倾斜可使纤维稍稍变粗。

（3）纱线强力：

对于单纱，当捻系数较小时，纱的强度随捻系数增加而增加；但当捻系数增加到某一临界值，再增加捻系数，纱线强力反而下降。

对于股线，股线捻系数对强度的影响因素除与单纱相同外，还受捻幅影响，分布均匀的捻幅可使纤维强力均匀。

（4）断裂伸长率：

对于单纱，在一般采用的捻系数范围内，随着捻系数的增加细纱断裂伸长率有所增加；

对于股线，同向加捻，股线断裂伸长率随捻系数增加有所增加，反向加捻，股线断裂伸长率随捻系数增加有所下降。

（5）纱的捻系数较大时，纤维倾斜角较大，光泽较差，手感较硬。

加捻对纱线结构与性能的影响1.加捻对单纱的影响

（1）对单纱强力的影响：

纱线强力由两部分构成:

①单纤维强力②纤维间的摩擦阻力;加捻对单纱即有积极作用又有消极作用：

捻度较小时——积极因素起主导，∴捻度↑ ，纱强力↑ ；到临界捻度

ak时纱线强力最大。

当捻度＞ak时——消极因素变成起主导，捻度再↑ ，纱强力↓ 。

加捻对长丝强力的影响：

无捻长丝也有捻度，加捻后，抱合力增加，∴强力略有所增加。

但由于有效分力↓ ∴强力很快↓

对单纱断裂伸长率的影响：

单纱断裂伸长率由三部分组成：

①纤维间相对滑移产生的伸长②纤维的伸长③纤维倾角↓ 和纱直径↓ （变细）引起伸长。

在实用的范围内，后两者的影响是主要的，∴纱的断裂伸长率随?

增加而增加，当捻度很大时，纱断裂伸长↓

（3）对纱线体积重量?

、直径d的影响。

Δ --?

↑ ，?

↑ ，超过一定范围后，影响不大，

D-?

↑ ，d↓ ，到一定捻度后，d变化不大，捻度↑ ↑ ，d又有增加趋势。

（4）对手感、光泽的影响：

?

↑ ，手感硬，光泽差

（5）对纱的均匀度的影响：

加捻使表现均匀度变差。

（∵加捻时，粗处的捻度少，细处的捻数多）

2.加捻对股线的影响

（1）股线强力一般：

股线强力＞组成股线的单纱强力之和原因：

①并合改善了条干均匀度②并合作用使单纱之间及纤维之间的接触压力↑ ，不易滑移。

同捻时—①a单纱较大，则股线强力随↑ 而↓ ；

②a单纱较小，则股线强力随a股线↑ 先↑ 后↓ 。

异捻时--①a股线↑ ，股线强力先可能↓ ，到一定程度后再↑ ；②a股线/a单纱=1.414，股线强力最大。

（2）股线伸长率?

％

同捻——纤维的倾角随a股线↑ 而↑ ，∴?

％↑ ；异捻——随着a股线

↑ ，纤维倾角先是↓ ，而后↑ ，∴?

％也是先↓ 而后↑

（3）股线光泽取决于表面纤维倾斜程度，倾斜程度大，光泽差，手感硬。

股线异捻，且a股线/a单纱=0.707时，

——外层捻幅为0，即纤维平行于股线轴线，此时股线光泽优良，手感柔软试分析棉纤维转曲，细羊毛卷曲及化学短纤维卷曲各自形成的原因；

并给出描述纤维卷曲性状的指标，说明它们的含义。

棉纤维转曲：

棉纤维次生层分为三个基本层：

S1,S2,S3.转曲是由于次生层S2中的原纤螺旋排列所致。

细羊毛卷曲：

是由于内部结构中的正、偏皮质细胞呈双边结构或偏皮芯结构或不均匀的混杂结构所致。

化学短纤维：

化学纤维一般都要人为赋予卷曲以改善其可纺性和织物性能。

赋予化纤卷曲的方法：

机械卷曲法—利用纤维热塑性（暂时卷曲）；

复合纺丝法—利用内部结构的不对称经热处理（永久卷曲）；三维卷曲法等方法。

表示纤维卷曲性能的指标

 卷曲数：

指每厘米长纤维内的卷曲个数，是反映卷曲多少的指标。

2、卷曲率：

指纤维单位伸直长度内，卷曲伸直长度所占的百分率（或表示卷曲后纤维的缩短程度）。

3、剩余卷曲率指纤维经加载卸载后卷曲的残留长度对卷曲伸直长度的百分率。

反映卷曲牢度的指标，数值越大，表示回缩后剩余的波纹越深，即波纹不易消失，卷曲耐久。

4、卷曲弹性率指纤维经加载卸载后，卷曲的残留长度对伸直长度的百分率。

反映卷曲牢度的指标。

数值越大，表示卷曲容易恢复，卷曲弹性越好，卷曲耐久牢度越好。

一般短纤维约为10％。

写出POY、DTY、FOY、ATY四种变形丝的中文全称并从结构与性能上比较变形丝、短纤纱、普通长丝的特点。

答：

POY——预取向丝，DTY——拉伸变形丝，FDY——全拉伸丝，ATY

——空气变形丝短纤纱：

①纱线表面有毛茸且长短不一，光泽暗淡，覆盖性好；②纱中纤维有径向转移，幅度较大，纱线较蓬松，手感暖和；③易起球，易玷污；④纤维强力没有被充分利用，延伸性与捻度有关；⑤吸湿性好，静电少，与皮肤接触舒适透气；⑥短纤纱的加工过程复杂，工序长。

普通长丝纱：

①具有挺直的、光滑的外观，表面无毛羽，一般光泽较强，织物有丝感；②蓬松性差，手感凉滑，不易起球，不易沾污，易勾丝，覆盖性差；③纤维强力被充分利用，延伸性较小，尺寸稳定性好；④吸湿性取决于纤维成分，热塑性纤维吸湿差，易产生静电，不透气；⑤一般很少加捻或捻度很高；⑥加工较简单，大大地缩短了工序。

变形纱：

同时具有短纤纱和长丝纱的特征。

①发送了纱的吸湿性、透气性、柔软性、弹性和保暖性等性能；②纱线表面暗淡有绒毛，蓬松或有弹性，手感柔软，从而提高了覆盖能力；③纤维强力利用程度略差于长丝纱，延伸性与加工方法有关；④其织物尺寸稳定性高，保形性好；⑤保持了合成纤维织物易洗快干的特点；⑥加工比长丝复杂。

POY：

预取向丝；

DTY：

牵伸丝;FOY：

全取向丝;ATY：

变形丝短纤纱（结构特征）纱表面有毛羽，纱中心部分纤维的聚集密度高；

纱的线密度和外观直径不匀，加捻使纱线表表面的纤维