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粘扣带的强度

作者: 发布时间:2019-12-20 14:17:59点击:875

摘要: 以扭转弹簧为基础,建立粘扣带单钩强力力学模型,并推导出整片粘扣带强度力学模型。通过修正简

化模型中的系数得到粘扣带强度计算式,所得理论强度相对于实际强度的偏差百分率小于 4. 0% ,可在有效

范围内对粘扣带强度进行预测和计算。

关键词: 粘扣带,扭转弹簧,强度,力学模型

 

粘扣带作为一种软体紧固件,其由一条表面有细小钩子的钩面带与另一条表面有毛圈的毛面带组 合构成。粘扣带在使用过程中粘合、分开十分方便, 且各种形状及背面贴胶也赋予了粘扣带许多特有的 功能。近年来,粘扣带在辅料市场中的地位越来越

重要,其在服装鞋帽、家纺洁具、汽车内饰等行业产 品中应用非常广泛[1]。 本文为了从理论上计算和预测粘扣带的剥离强

度和剪切强度,为粘扣带的力学性能评价提供依据, 以扭转弹簧模型为基础,建立了粘扣带单钩强力力

学模型,并进一步推导出整片粘扣带剥离强度和剪 切强度力学模型,然后通过实际测试加以修正,得到

较准确的强度计算式。

粘扣带单钩强力力学模型

粘扣带剥离力是指钩面带和毛面带沿着垂直方 向( 即垂直于带面的方向) 剥离分开,钩从毛圈中滑 出时产生的力。粘扣带剪切力是指钩面带和毛面带 沿着长度方向( 即沿着带面的方向) 剪切分开,钩从 — 51

2016 年第 1 期 产业用纺织品 研究报告

ChaoXing

毛圈中滑出时产生的力。 通过扫描电镜可观察到粘扣带单钩与毛圈的实 际扣合情况非常复杂。因此,为方便表示,本 文以扭转弹簧模型为基础,建立了粘扣带单钩强力

力学模型,即扭转弹簧模型。建立单钩剥离力力学模型时,假设钩面带的钩为连接两根刚性直 杆的扭转弹簧,刚性直杆受力不变形,毛面带的毛圈 为刚性线圈,受力不变形; 建立单钩剪切力力学模型时,为模拟粘扣带实际剪切过程,在单钩剥离力力学模型的基础上,进一步假设弹簧直杆和线圈两者与粘扣带地组织的连接处为铰链装置,它们在受到横 向拉力时会发生转动。( a) 实际扣合

( b) 示意图 图 1 粘扣带 图 2 粘扣带单钩扭转弹簧模型

1. 1 单钩剥离力力学模型

普通粘扣带剥离时,钩和毛圈沿垂直方向运动,

粘扣带钩逐渐被打开,毛圈滑脱。为扭转弹簧

模型模拟的粘扣带单钩剥离过程。 扭转弹簧模型模拟粘扣带单钩剥离过程

由可知,弹簧直杆及刚性线圈分离过程中实际受力情况较为复杂,主要表现为摩擦力和弹簧扭力。本文假设弹簧扭力为剥离过程中的主要作用力,则可根据扭转弹簧模型得到 所示的弹簧受力分析。 剥离过程中的弹簧受力 扭转弹簧扭力( F) [2:

F =Ed4φ3 670nDL ( cN) ( 1) 式中: n———弹簧有效圈数; D———弹簧圈中径,cm; L———扭臂长度,cm; E———弹性模量 ( 锦纶 66 单丝弹性模量) cN /cm2 ; d———弹簧杆直径( 锦纶 66 单丝直径) cm; φ———扭转角度,( °) 。 再根据作用力与反作用力原理,可知粘扣带单钩剥离力( f) :f = F = Ed4φ3 670nDL ( cN) ( 2) 由于纤维的弹性模量只与纤维材料本身的性质 有关,故弹性模量可直接引用锦纶 66 单丝弹性模量 的值,即 E = 2446 × 107 cN /cm2。 为方便计算,取 n = 1D = 5dL = 02 cm、 φ = 90°,可得粘扣带单钩剥离力:f = 6.0d3 × 105 ( cN) ( 3)


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