裤形法撕破强力与翼形法撕破强力测试结果的比
The Comparison on the tear strength Testing Result between Trouser-shaped and wing-shaped Method
文/刘桂凤 张勇 翟海群
摘要：为了了解织物撕破强力测试方法裤形法（GB/T3917.2—2009）与翼形法（GB/T3917.5—2009）测试结果之间的差异，本文选择几种不同类型的机织物进行对比测试分析，结果表明，两种方法撕裂原理相似，影响因素不同，其结果相互之间具有良好的线性相关性。
关键词：机织物；撕破强力；裤形法；翼形法
1引言
织物撕破又叫撕裂，是指织物内局部纱线受到集中负荷的作用而撕开的现象。在使用过程中，衣物被物体钩住，局部纱线受力拉断，使织物形成条形或三角形裂口，就是一种撕裂现象。撕破试验常用于帐篷、军服、吊床、雨伞等机织物性能测试，目前我国对经树脂整理的棉型织物及毛型化纤纯纺或混纺的精梳织物进行撕破强力试验，用于评定织物经树脂整理后的耐用性（或脆性）。
撕破强力是考核机织物质量的一个重要物理指标。目前撕破强力的测试方法主要有5种，为了了解裤形法与翼形法测试方法之间的差异，本文选择了几种不同类型的织物面料进行对比测试分析，从撕裂原理与影响因素方面,分析两种测试方法之间的差异,探讨两种方法测试结果之间的相关性。
2 试验
2.1 仪器设备
YG(B)026E型电子织物强力机。
2.2试验原理
裤形法:夹持裤形试样的两条腿，使试样切口线在上下夹具之间呈直线。开动仪器将拉力施加于切口方向，记录直至撕裂到规定长度内的撕破强力，并根据自动绘图装置绘出的曲线上的峰值或通过电子装置计算出撕破强力。[1]
翼形法：一端剪成两翼特定形状的试样，按两翼倾斜于被撕裂纱线的方向进行夹持，施加机械拉力集中在切口处，以使撕裂沿着预想的方向进行，记录直至撕裂到规定长度的撕破强力，并根据自动绘图装置绘出的曲线上的峰值或通过电子装置计算出撕破强力。[2]
2.3撕裂原理与影响因素分析
图1、图2为裤形法与翼形法的撕裂示意图。
图1 裤形法撕裂 图2 翼形法撕裂
裤形法撕裂时，裂口处形成一个纱线受力三角形，当受力的纱线逐渐上下分开时，不直接受力的纱线有某些相对移动，并逐渐靠拢，形成一个近似受力三角形区域。由于纱线间的摩擦阻力的作用，滑动是有限的。在滑动时纱线的张力迅速增大，变形伸长率也急剧增加，当构成受力三角形底边的第一根纱线变形至断裂伸长时，这根纱线即告断裂。显然，当其他条件相同时，受力三角形越大，同时受力的纱线根数越多，则撕裂强力增加。撕裂是织物中纱线逐根断裂，因此撕裂强力与纱线强度大约成正比。此外纱线的断裂伸长率越大，受力三角形越大，同时受力的纱线根数越多，因此撕裂强力也越大；当纵向与横向纱线间的摩擦阻力大时，两个系统的纱线不易滑动，受力三角形变小，受力纱线根数少，因而断裂强度变小，因此经纬纱间的摩擦阻力对断裂强力起着消极的作用。[3]裤形法试样断裂的纱线为非直接受力方向的纱线。
翼形法撕裂中同样有受力三角形，但是由于翼形法试样夹持时试样横向纱线与夹头水平线不垂直,而是成55°角, 拉伸过程中断裂的纱线与受力方向成一定的角度,断裂方式主要是由直接受力纱线伸直和变形产生，当其他条件相同时，用该法测得的撕破强力的大小主要取决于纱线的断裂功。
2.4 测试结果
根据织物的种类和克重选择6种不同的样品，按照裤形法与翼形法分别测试撕破强力，测试结果如表1所示。
表1 对比试验样品类型及测试结果
样品 编号 | 样品名称 | 织物组织 | 克重/ (g/m2) | 测试结果/N |
经向 | 纬向 |
裤形法 | 翼形法 | 裤形法 | 翼形法 |
1＃ | 色织纯棉布（衬衣） | 平纹 | 140 | 12.8 | 11.3 | 10.1 | 8.4 |
2＃ | 休闲裤（丝光棉） | 斜纹 | 160 | 13.2 | 12.1 | 9.1 | 8.1 |
3＃ | 精梳毛织品 | 斜纹 | 160 | 27.3 | 22.6 | 35.3 | 30.1 |
4＃ | 粗梳毛织品 | 斜纹 | 480 | 33 | 35.2 | 35 | 40.1 |
5＃ | 粗梳毛织品 | 斜纹 | 240 | 39 | 38.6 | 39 | 34.2 |
6＃ | 涤棉混纺印染布 | 平纹 | 180 | 44.5 | 40.0 | 34.6 | 30.6 |
3分析
从表1可以得出如下结论：
1）除4#样品外，在测试样品相同的情况下，翼形法测出的经向强力与纬向强力值均小于裤形法。
原因分析：由撕裂原理可知，相同情况下，裤形法撕裂时的受力三角形区域大于翼形法撕裂的受力三角形区域，因此裤形法撕裂时同时受力的纱线根数大于裤形法撕裂时同时受力的纱线根数，因此裤形法撕裂强力大于翼形法撕裂强力。
2）4#样品中翼形法撕裂强力大于裤形法。
原因分析：4#样品为粗梳毛织品中重缩绒织物，经重缩绒后，纱线中纤维产生交错毡合的现象，纤维排列不整齐，纤维、纱线间的摩擦阻力变大，纤维的脆性增加，断裂伸长率减小，使得在裤形法撕裂过程中受力三角形变小，受力纱线根数减少，因此裤形法测试结果变小，而重缩绒对翼形法测试结果的影响却很小，因此就出现翼形法撕裂强力大于裤形法撕裂强力的情况。
3.2测试结果相关性分析
表2一元线性回归分析结果
项目 | 回归方程 | 相关系数ｒ |
经向（N） | y = 0.9743x-0.9405 | 0.9609 |
纬向（N） | y = 0.9558x – 0.7308 | 0.9230 |
分别对两种方法的测试结果进行一元线性回归分析，结果如表2所示,查相关系数临界值表可知，当置信度ａ=0.05时，相关系数ｒ=0.8114，当置信度ａ=0.01时，相关系数ｒ=0.9172，由于表2两个相关系数均大于0.9172，则可得出结论，两种撕破强力结果之间的相关性是十分显著的。两种方法之间具有良好的线性相关性，相关系数也较高。
4结论
综上所述,可以得出如下结论：
1）两种测试方法撕裂原理相似，都是在裂口处形成受力三角形,在拉力的作用下,逐步将试样拉开至撕裂终点, 但裤形法试样断裂的纱线为非受力方向的纱线，翼形法断裂的纱线与受力方向成一定的角度。
2）两种测试方法影响因素不同，裤形法撕裂中纱线的断裂强力、纱线的断裂伸长率、线间的摩擦阻力对测试结果影响较大，而翼形法撕裂强力主要取决于纱线的断裂功，摩擦阻力对其影响较小。
3）两种测试方法测试结果之间具有十分显著的线性相关性。
参考文献：
[1]GB/T3917.2—2009 纺织品 织物撕破性能 第2部分：裤形试样（单缝）撕破强力的测定.
[2]GB/T3917.5—2009 纺织品 织物撕破性能 第5部分：翼形试样（单缝）撕破强力的测定.
[3] 姚穆,周锦芳,黄淑珍,等. 纺织材料学[M].北京：纺织工业出版社,1990.
赛默飞实验室产品焕新计划有奖调研！
【七月征文】不一YOUNG实验“猿”
报名开启：ICS2024第十三届光谱网络会议！
推荐收藏！盘点中药材及饮片检测解决方案
