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顶破强力测试方法对比分析

来源: /  作者:   时间: 2015/11/6 10:12:47

    目前,顶破强力的测试方法主要有3种:弹子顶破法和钢球法。弹子顶破强力的测试依据为GB/T 8878- 2002《棉针织内衣》的5.4.1条,钢球法顶破强力的测试依据为GB/T 19976- 2005《纺织品 顶破强力的测定钢球法》。顶破强力测试,即利用一个圆形弹子顶压针织物来测试,弹子顶破的弹子直径为20mm,钢球法顶破飞弹子直径为38mm,二者采用的强力测试仪器均为国际通用的CRE(等速伸长型)强力仪。

   为了了解上述两种方法之间的差异,本文选择了不同类型的针织物进行对比测试分析,探讨不同方法测试结果之间的相关性。

1.实验

1.1 仪器设备

    弹子顶破强力试验:弹子顶破强力机,下降速度为10cm/min~11cm/min,弹子直径为2 cm,圆环内径为2.5 cm。

    钢球法:等速伸长型试验仪(CRE),精度不超过示值的±1%。包括一个试样夹持器和一个球形顶杆组件。顶破装置由夹持试样的环形夹持器和钢质球形顶杆组成。环形夹持器内径为(45±0.5)mm,顶杆的头端为抛光钢球,本试验所用钢球直径为(38±0.02)mm。

1.2 试样处理和测试的环境

    弹子顶破强力试验:将试样在常温下展开平放20 h,然后在试验室温度为(20±2)℃,相对湿度为(65±3)%条件下,放置4 h后进行试验。

    钢球法:预调湿、调湿和试验用大气应按GB 6529规定执行,温度为(20±2)℃,湿度为(65±4)%。

1.3 测试结果

    根据织物的种类和克重选择8种不同的样品,将所选样品按照胀破法、弹子顶破法和钢球法分别测试其顶破强力或胀破强力。两种不同测试方法的测试结果如表1所示。

表1 对比试验样品类型及测试结果

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2.1 试验结果分析

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    图1为弹子顶破法和钢球法测试结果的柱形图。从图1中可以看出,弹子顶破法测出的强力值明显小于钢球法,前者大约为后者的50%~60%。这主要是因为:钢球的直径(38 mm)大于弹子的直径(20 mm),织物受顶破作用时,钢球与试样的接触面积明显大于弹子,要达到相同的压强值,钢球法所须加载的力要明显大于弹子顶破法。目前,几个常用的针织标准已修订或新制定为国家标准,国家标准采用钢球法取代原来的弹子顶破强力法,其顶破强力修订前后的考核指标见表2。

表2 新旧标准顶破强力考核指标的比较

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    对比新、旧标准的顶破强力的标准值可以发现:虽然新标准采用了钢球法测试顶破强力,但是对顶破强力的要求并没有相应的提高;而对于没有更新的标准(如FZ/T 73020- 2004等),原来采用弹子顶破法测试针织物的顶破强力,现在均采用了钢球法测试,但是其对顶破强力的要求仍然沿用原标准的标准值,这些显然都是不合理的。

2.2 破坏分析

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    图2和图3分别给出了针织物顶破测试时两种典型的破坏情况。图2为平纹组织,图3为珠地组织,其中(1)为钢球法,(2)为弹子顶破法。

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    从图中可以看出,对于平纹组织和珠地组织,两种测试方法所形成的破坏裂口都是相似的。平纹组织会形成平行于织物纵向的裂口,而且沿着织物的横向有较多的线圈脱散;而珠地组织的破坏裂口为破洞形状,破坏主要表现为纱线的断裂,几乎不会形成线圈脱散。因此推断,两种方法具有相似的破坏机理。由弱环理论可知:针织物在受到顶破或胀破作用时,会在某一强力最弱处首先产生破坏,进而在此破坏处产生应力集,随着试验地进行,平纹织物在破坏的周围会有大量的线圈沿横向脱散,裂口沿纵向不断扩展;珠地织物则会有更多的纱线发生断裂,其裂口会沿四周扩展。

2.3 相关性分析

    分别对3种方法的结果进行二元线性回归分析,所得结果见表3,其中,x—弹子顶破法,y—钢球法。可以看到,两种方法相互之间具有线性关系,相关系数也较高,具有很好的相关性。图4为

两种测试方法相互间的相关曲线图,从图中可以更直观的看到,两种方法之间具有良好的线性相关性。相关方程为y = 1.9333x - 55.794,相关系数为R2=0.9905

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    由以上分析可以得出如下结论:

3.1 钢球的直径比弹子大,钢球法获得的顶破强力也较弹子顶破法大 。 目 前 采 用 GB/T19976- 2005(钢球法)标准测试顶破强力的产品标准,顶破强力要求明显偏低,使有些产品虽然达到标准要求,但顶破强力值较低,影响服用功能的要求。因此,建议在修订标准时,可以考虑适当提高顶破强力的标准值要求。

3.2 两种测试方法具有相似的破坏机理,织物破坏后的裂口形状也基本相同。

3.3 两种测试方法的结果相互之间具有良好的线性关系,两者之间具有很好的相关性。


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