《織物撕裂性能檢測研究》——第四期
發(fā)布時間：2017-05-10
主題：關(guān)于織物撕裂性能的討論
一、概述
衣服在經(jīng)過一段時間的穿用后，由于磨擦使紗線變細(xì)，織物內(nèi)局部紗線受力斷裂而形成裂縫。用作軍服、蓬帆、降落傘、吊床等的織物，在使用中更易受到集中負(fù)荷的作用，使制品局部損壞而破裂；織物被物體勾住，或者織物的局部被握持，在外力作用下以致織物被撕成兩半?？椢锸艿降倪@樣集中負(fù)荷作用下被撕開的現(xiàn)象，通常稱為撕裂?？椢锏目顾毫褟姸仁羌徔椘返囊豁椫匾笜?biāo)。測定這項指標(biāo)使用的儀器稱之為織物撕裂度測定儀。國外稱之為愛爾門道夫 (Elmendorf)式織物撕裂度測定儀?？椢锼毫褍x可用于各種織物的撕裂強度測定?？椢锼毫褍x是所有紡織生產(chǎn)加工企業(yè)，以及紡織相關(guān)的檢測機構(gòu)須使用的檢測儀器。為保證儀器的準(zhǔn)確性，進行周期檢定。在現(xiàn)今國內(nèi)，普遍使用的檢定方法是使用專用檢定砝碼代替試樣撕裂。這種方法均適用于各種不同形狀擺錘的機械或數(shù)字式織物撕裂儀。
擺錘式織物撕裂儀又稱為埃爾門道夫式撕裂儀，是比較經(jīng)典的傳統(tǒng)儀器。它通過測量擺錘勢能的減少量，折算為撕裂試樣所用的功，按試樣原始長度計算出平均撕裂力。由于它結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定等諸多優(yōu)點，至今仍在紡織、造紙、包裝等許多行業(yè)大量使用。隨著現(xiàn)代材料科學(xué)、電子技術(shù)的發(fā)展試樣性能發(fā)生了很大的變化，撕裂儀已向大量程、電子化、和自動化發(fā)展，外觀、量程、功能都有很大的改變。過去常見的撕裂儀小量程多為0～ 16N(或1500gf)，大量程為～64N(或6000gf)；現(xiàn)在小量程有0～2N，大量程有0～ 300N。過去都是機械式儀器，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，撕裂儀已經(jīng)電子化；并且出現(xiàn)了通過測量擺錘動能的減少量，計算平均撕裂力的儀器。大量程的儀器可以自動揚起擺錘；有的儀器可以自動校準(zhǔn)零點；有的可以自動判斷儀器與水平位置的差異，不必調(diào)整水平也可以準(zhǔn)確測試；也有的可以自動測量擺錘的實際轉(zhuǎn)動慣量等等。
從物理學(xué)的角度講，擺錘式撕裂儀實質(zhì)上是一個復(fù)擺(物理擺)。過去有很多地方或者我們習(xí)慣上稱為“落錘式撕裂儀”，我認(rèn)為還是稱“擺錘式撕裂儀”更確切。擺錘式撕裂儀實際測定的是試樣被撕裂時的撕裂功，整個測試過程基于功能轉(zhuǎn)換原理：通過測定撕裂試樣前后擺錘減少的能源獲得撕裂功，再根據(jù)撕裂原始長度去計算試樣的平均撕裂力。它可以有幾種渠道去實現(xiàn)。其一：測定擺的勢能的衰減量，即測定擺工作前后的高度差獲得擺勢能的衰減量來計算撕裂力；其二：測定擺動能的衰減量，即測定在某一點撕裂試樣前后擺角速度的變化計算出動能的衰減量來計算撕裂力。該文將基于測定擺勢能衰減量的方法稱為勢能法；將基于測定擺動能衰減量的方法稱為動能法。
二、計算原理
采用落錘式撕裂儀測出的撕裂強力是以撕裂試樣時所消耗的功折算而來,可以說是織物撕裂的平均強力。撕裂試樣的過程中所消耗的功是擺錘的勢能轉(zhuǎn)化而來的。擺錘在工作前后消耗的勢能可分為兩部分:撕裂試樣的過程中所消耗的功和該過程中所有阻力所消耗的功。撕裂試樣所消耗的功為平均撕裂力與做功行程的乘積;阻力所消耗功為這些阻力矩與擺的回轉(zhuǎn)角度的乘積。如圖,實線為初始狀態(tài),虛線為工作結(jié)束時的位置。作用原理的公式為：
mg ( h1 - h2 ) = FS +Mα
或m gΔh = FS +Mα (1)
式中: m—擺錘質(zhì)量, kg
g—重力加速度，m / s2
Δh—擺錘工作前后的高度差，m
F—試樣平均撕裂力，N
S—撕裂試樣力的做功行程，m
M—阻力矩，N·m
α—擺錘轉(zhuǎn)角
對于α0 設(shè)計為固定值的電子式撕裂儀,與機械式一樣,設(shè)計有阻力距調(diào)節(jié)裝置,改變阻力矩以校準(zhǔn)各量程零位。由于制造、銹蝕或使用中磨損等原因,阻力調(diào)節(jié)裝置在不同的轉(zhuǎn)角時其阻力并不均勻。有的儀器為了提高測量精度,減小隨機性儀器誤差,便設(shè)計為試驗前實測并記憶α0 , 采用這種方法可以避免該不均勻性,這種儀器便沒有阻力距調(diào)節(jié)裝置。這種電子式撕裂儀,每次試驗前要校驗零位, 作不加試樣的空白試驗,記憶此時的α0 , 儀器按該數(shù)據(jù)計算撕裂力。有的儀器在記憶α0 時同時記憶β, 可以減小底板水平調(diào)節(jié)誤差帶來的影響,能夠更好地保證測試精度,這種儀器試驗前可以不必校準(zhǔn)水平。
【適用范圍】：
用于測定織物、紙張、塑料布、薄膜、電工膠布、金屬薄片等材料的撕破強力。
【符合標(biāo)準(zhǔn)】：
紡織品：GB/T 3917.1 紡織品織物撕破性能 沖擊擺錘法撕破強力的測定ASTM D1424、DIN 53862、EN ISO 13937-1、ISO 4674-2、ISO 9290、M&S P29NEXT 17、NF G07-149
紙張：GB/T 455、APPITA P 400、ASTM D 689、BS 4468、CSA D9、DIN 53128、EN 21974、ISO 1974、JIS P 8116、PAPTAC D9、SCAN P11、TAPPI T414、UNI 6444
塑料：GB/T 11999、ASTM D1922、ISO 6383-2、JIS K 7128-2、NF T54 141
無紡布：ASTM D5734、WSP 100.1
【儀器特性】：
1、先進的計算方法（勢能法計算），確保準(zhǔn)確測試和良好的重復(fù)性。
2、微控制系統(tǒng)，自動測試、計算、分析結(jié)果，打印測試報表，上傳測試數(shù)據(jù)。
3、觸摸屏控制面板，清晰的圖像界面為測試人員提供了更加方便快捷的操作。
4、可在主機內(nèi)查閱所有數(shù)據(jù)及統(tǒng)計結(jié)果。
5、測試單位可以在N、gf、cN和cP之間選擇并自動換算，適應(yīng)不同標(biāo)準(zhǔn)要求。
6、氣動試樣夾持和擺錘釋放，確保夾持力一致，并能減少操作強度。
7、自動對試樣切口，確保切口形狀一致，并能減少操作強度。
8、提供多種語言的用戶界面，包括中文和英文。
9、配擺錘摩擦阻尼自動修正功能，提高測量精度。
【技術(shù)參數(shù)】：
1、標(biāo)準(zhǔn)重錘砝碼(A-D)：16N，32N，64N，128N
2、測試精度：≤±0.2％F·S
3、撕裂長度：43mm
4、切口長度：20±0.1mm
5、試樣尺寸：100×63mm
6、試樣夾持：氣動方式
7、壓縮空氣：600-800kPa
8、工作電源：AC220V 50Hz 100W
9、外形尺寸：650×450×660mm
10、重量：75kg
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