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对于织物折皱的研究一直有人在从事,但是对于织物折皱回复动力来源的测试研究较少,对于织物折压时的变形分析不够深入,对织物折皱的测量方法的研究也存在测量数据不稳定、实验环境条件不能反映织物折皱的真实情况等问题。本文的目的是研究织物折皱过程中内应力的变化规律,找到使织物产生折皱的物理原因,让产品的设计和改善少走弯路,改进织物折皱的测试方法,使测量结果更能反映织物折皱的真实情况。
本文对织物折皱过程理论进行了进一步分析,将织物折皱的全过程分成织物弯曲过程、织物弯曲变形后的继续加压过程、去除外力后的回复过程三个阶段。指出织物形成折皱的过程是一个织物达到一定变形稳定后,内应力不断松弛的过程以及去除外力后织物在剩余内应力的作用下蠕变回复的过程。本文选择Burgers模型与一个摩擦元件并联,然后与弹簧元件串连组成的六元件模型来描述织物折皱时的流变性质,计算出其蠕变和松弛方程。设计了织物折压时的几何模型,计算出织物折压时折痕处纱线内纤维的变形量,指出织物折压后变形的不同是织物密度影响织物折皱的一个重要原因。
根据力学原理自制装置测量织物的折皱回复力以间接反应织物折皱形成过程中内应力的变化,并适当改变国家标准中的实验参数,测量织物的折皱回复角。测试结果表明:(1)织物折皱回复角随折压时间的增大而减小,其变化规律符合负指数关系,通过回归分析发现:织物的折皱回复角随外压力作用时间的规律与六元件模型的松弛规律有很好的相关性。(2)织物折皱回复力随外压力作用时间的变化规律,即织物折压时的内应力随外压力作用时间的变化规律也为负指数曲线,通过回归分析发现:织物折皱时内应力随折压时间的变化规律与六元件模型的松弛规律也有很好的相关性。(3)织物折皱回复力与折皱回复角成线性相关关系,将两者的关系曲线用直线回归,有很高的相关系数。(4)作用于织物的外压力的大小会影响织物的折皱回复,在相同的作用时间下,外压力越大,织物的折皱回复力和折皱回复角就会越小。(5)随着环境温度升高,织物的折皱恢复能力下降,是因为温度升高使得织物内应力的松弛速度增快;织物在完全润湿状态的折皱回复比干态的折皱回复性能差,是因为湿态下纤维的松弛速度增加。(6)织物的折皱回复能力与织物拉伸松弛有一定的相关性。(7)织物材料的对织物折皱有很大影响,材料的松弛性能越好,织物的折皱回复性越好;织物的密度对织物折皱有一定的影响,随着密度的增加,织物的折皱回复有减小的趋势。
此外,本文还对GB/T3819-1983国家标准中的折皱回复角的测量参数进行了讨论,指出,外载荷的大小、载荷作用时间的大小以及实验条件都有可以改善的地方。