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粘扣带的质量

作者: 发布时间:2019-12-20 14:19:38点击:1048

1. 2 单钩剪切力力学模型

为扭转弹簧模型模拟粘扣带单钩的剪切分

离过程。假设此过程的初始阶段,在受到横向拉力 时,弹簧直杆和线圈两者与地组织相连的铰链发生 转动,而弹簧不扭转; 当铰链转动到一定程度后,弹 簧才发生扭转,线圈逐渐与弹簧直杆发生分离。  扭转弹簧模型模拟粘扣带单钩剪切过程

由可知,弹簧直杆和线圈在剪切分离时的实际受力情况较复杂,本文假设弹簧扭转时的弹簧

扭力( F') 为剪切过程中的主要作用力,其对剪切力 的贡献更大。 析,φ'为剪切时扭转角度( °) 。 由式( 1) 和式( 2) 可得粘扣带单钩剪切力( f ') :

f ' = F' = Ed4φ'

3 670nDL ( cN) ( 4) 为方便计算,取 n = 1D = 5dL = 02 cm

E = 2. 446 × 107 cN /cm2、φ' = 60°,得到粘扣带单 钩剪切力:

f ' = 4. 0d3 × 105 ( cN) ( 5) 2 粘扣带强度力学模型

在整片粘扣带中,线钩密度( M) 为钩面带单位

宽度上每排钩的个数,面钩密度( M') 为钩面带单位

面积上钩的个数。 2. 1 剥离强度力学模型

整片粘扣带在剥离过程中,剥离强度除了与一 排钩和毛圈的分离有关外,相邻排钩和毛圈的分离

也会对其产生作用和影响,从而造成牵连关系。此 外,为了修正粘扣带单钩理论剥离力与实测剥离力

之间的误差,使计算式准确,本文引入了修正系数 ( k) 对整片粘扣带剥离强度进行修正。因此,整片

粘扣带剥离强度( P) :

P = kωMf ( cN /cm) ( 6) 式中: k———修正系数; ω———钩挂率,% ; M———线钩密度,钩/cm; f———单钩剥离力,cN。 试验采用了 6 种不同组织结构的粘扣带织物 ( 1) ,粘扣带纬向钩排列密度( 即钩数∶ 经纱根 数) 分别为 141516粘扣带经向钩排列密度 ( 即钩数∶ 纬纱根数) 分别为 13 15。 表 1 6 种粘扣带组织结构方案

方案 1 2 3 4 5 6

纬向钩排列密度 1∶ 4 14 15 15 16 16

经向钩排列密度 1∶ 3 15 13 15 13 15

按照 GB /T 23315—2009《粘扣带》测试标准[3], 测得不同粘扣带的线钩密度、钩挂率种粘扣带的线钩密度与钩挂率

方案 M/( 钩·cm 1 ) ω/%

1 6. 9 883

2 6. 9 882

3 6. 8 929

4 6. 8 926

5 6. 7 906

6 6. 7 904

为方便计算,本文取 M = 6. 8; 同时,试验所用 钩面粘扣带钩直径 d = 0022 cm; k = 1 表示粘扣

带在剥离过程中,只有一排钩和毛圈对剥离强度产

生作用,且粘扣带单钩理论剥离力与实测剥离力相 同。将以上各参数代入式( 6) ,可得到 k = 1 时的 粘扣带理论剥离强度( PL ) : PL = 4344ω ( cN /cm) ( 7) 将不同方案的 ω 值代入式( 7) ,得到的 PL归纳 于表 3

 

再根据 GB /T 23315—2009《粘扣带》[3]标准对

粘扣带试样加以剪裁,并测试其剥离强度,每个试样 测 5 次,取平均值,即为粘扣带实测剥离强度( PS ) , 详见表 3。 由于经向钩密度的不同会导致粘扣带在剥离过程 中所造成的牵连关系发生变化,故在此分别将方案 13 5 作为一组,将方案24 6 作为一组,并分别建立

粘扣带剥离强度力学模型。若同时将 6 个方案作为一 组建立粘扣带剥离强度力学模型,则会使参数难以整 合,导致计算偏差过大。具体修正结果详见。 整片粘扣带的理论剥离强度、实测剥离强度及系数修正

方案 1 3 5 2 4 6

ω/% 883 929 906 882 926 904

PL /( cN·cm 1 ) 384 404 394 383 402 393

PS /( cN·cm 1 ) 3251 3345 3214 2714 2798 2679

kS 8. 47 828 816 709 696 682

KS 8. 30 830 830 696 696 696

PX /( cN·cm 1 ) 3187 3353 3270 2666 2798 2735

W/% 2. 0 02 17 18 00 21

实际修正系数( kS ) : kS = PS PL ( 8) 实际修正系数不仅可以修正粘扣带剥离过程中 牵连关系对剥离强度的影响,还可修正粘扣带单钩 理论剥离力和实测剥离力之间的差异,以及钩面带 线钩密度的不同对剥离强度的影响。 为了使预测式更加简便,对不同钩挂率方案的

实际修正系数进行整合。取不同钩挂率方案的实际

修正系数的平均值作为最终整合修正系数( KS ) ,则 修正后剥离强度( PX) : PX = PLKS = 4344ωKS ( cN /cm) ( 9) 式中: 当粘扣带经向钩排列密度为 1 3 时,即方案 135 KS = 830; 当粘扣带经向钩排列密度为

1∶ 5 时,即方案 246 KS = 696。 可通过计算实际剥离强度与修正后剥离强度的

偏差百分率( W) ,对粘扣带剥离强度计算式的准确 性进行验证:

W =

PS - PX PX × ( 10) 通过计算可知,粘扣带剥离强度偏差百分率 W 30% ( 3) ,皆在较小的误差范围内,故此剥

离强度计算式在规定的偏差范围内可接受。 2. 2 剪切强度力学模型

在整片粘扣带剪切过程中,为了修正粘扣带单 钩理论剪切力与实测剪切力间的误差,以及钩挂率 变化对粘扣带剪切强度的影响,使计算式准确,需要 引入修正系数( k') 对整片粘扣带剪切强度进行修

正,故得整片粘扣带剪切强度( P') 的计算式:

P' = k'ωM'f ' ( cN /cm2 ) ( 11) 式中: k'———修正系数; ω———钩挂率,% ;

M'———面钩密度,钩/cm2 ;

f '———单钩剪切力,cN。 按照 GB /T 233152009《粘扣带》测试标准[3] 对试样进行裁剪,测得 6 种粘扣带织物的面钩密度、 钩挂率如表 4 所示。 表 4 6 种粘扣带的面钩密度及钩挂率

方案 M' /( 钩·cm 2 ) ω/%

1 40. 9 883

3 40. 4 929

5 39. 9 906

2 29. 7 882

4 29. 0 926

6 28. 4 904

为计算方便,取 ω = 900% ; 试验所用钩面带钩 直径 d = 0022 cm; k' = 1 表示粘扣带单钩理论剪 切力与实测剪切力相同,且粘扣带在剪切分离时钩 挂率不发生变化。将以上各参数代入式( 11) ,可得

k' = 1 时的粘扣带理论剪切强度( P'L ) 计算式:

P'L = 3. 83M' ( cN /cm2 ) ( 12) 将不同方案的 6 种粘扣带的面钩密度代入 式( 12) ,得到粘扣带理论剪切强度值如表 5 所示。 表 5 中最终的剪切强度实测值( P'S ) 5 组实测剪切 强度的平均值。

 

 

 整片粘扣带的理论剪切强度、实测剪切

强度及系数修正

方案 1 3 5 2 4 6

M' /( 钩·cm 2 ) 409 404 399 297 290 284

P'L /( cN·cm 2 ) 157 155 153 114 111 109

P'S /( cN·cm 2 ) 1 182 1 239 1 195 858 886 844

k'S 7. 53 799 781 753 798 784

K'S 7. 76 776 776 776 776 776

P'X /( cN·cm 2 ) 1 218 1 203 1 187 885 861 846

W' /% 3. 0 29 07 31 28 02

剪切强度力学模型中实际修正系数( k'S ) 、整合 修正系数( K'S ) 、偏差百分率( W') 的计算方法与剥离

强度模型相同。通过分析可知,实际修正系数不仅 可修正粘扣带单钩理论剪切力和实测剪切力之间的 误差,同时还可修正粘扣带钩挂率的不同对整片粘

扣带剪切强度的影响。 修正后的整片粘扣带剪切强度( P'X) :

P'X = P'LK'S = 29. 72M' ( cN /cm2 ) ( 13) 通 过 计 算,粘 扣 带 剪 切 强 度 偏 差 百 分 率

W' < 40% ,皆在较小的误差范围内,故此剪切强度

计算式在规定偏差范围内可以接受。 3 结论以扭转弹簧模型为基础,建立粘扣带单钩强力

力学模型,得出粘扣带单钩剥离力和剪切力的理论 计算式; 并结合粘扣带钩挂率、钩密度等参数得到整 片粘扣带剥离强度和剪切强度的理论计算式; 再通 过实际测量和系数修正,得到粘扣带剥离强度和剪 切强度的最终计算式,且剥离强度偏差百分率小于

3. 0% 、剪切强度偏差百分率小于 40% ,都在规定 偏差范围内,两者可分别用于粘扣带剥离强度和剪 切强度的预测和计算。


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