不同編織結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀織物力學性能對比分析

林 華，孫志宏,b，邵國為，方 濤

(東華大學 a.機械工程學院；b.紡織裝備教育部工程研究中心，上海 201620)

網(wǎng)狀織物由于質(zhì)輕、強度大、結(jié)構(gòu)可設計等特點，被應用于海洋捕撈和漁業(yè)養(yǎng)殖領(lǐng)域[1]，此外，也被廣泛用作植物遮陽網(wǎng)、建筑安全網(wǎng)、體育專用網(wǎng)等[2]。按照網(wǎng)結(jié)結(jié)構(gòu)的不同可將網(wǎng)狀織物分為有結(jié)網(wǎng)和無結(jié)網(wǎng)，其中無結(jié)網(wǎng)主要包括經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)[3]和辮編無結(jié)網(wǎng)[4]兩種。有結(jié)網(wǎng)的網(wǎng)目穩(wěn)定性較好，適用于漁業(yè)拖網(wǎng)、建筑安全網(wǎng)等對網(wǎng)目尺寸要求較高的場合[5]；經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)由于具有編鏈結(jié)構(gòu)，網(wǎng)目尺寸不穩(wěn)定，適用于圍網(wǎng)、體育用網(wǎng)等[6]；辮編無結(jié)網(wǎng)強度高、質(zhì)輕，常用于重型遠洋捕撈。網(wǎng)狀織物由于其優(yōu)良的結(jié)構(gòu)特性和力學性能，除上述傳統(tǒng)用途外，還進一步拓展到醫(yī)療和航空航天等領(lǐng)域[7]。由于網(wǎng)狀織物越來越廣泛的適用性，其力學性能方面的研究成為紡織領(lǐng)域的熱點。在拉伸性能方面：莊漢力[8]和Moe等[9]分別對網(wǎng)片和整個網(wǎng)箱進行強度分析，重點研究材料對網(wǎng)狀織物拉伸強度的影響，但是研究沒有嚴格控制網(wǎng)線線密度等參數(shù)；萬榮等[10]和俞慧珍[11]分析拉伸速度、拉伸長度、預加張力等參數(shù)對有結(jié)網(wǎng)的網(wǎng)結(jié)強度的影響；隨著經(jīng)編織網(wǎng)機技術(shù)的成熟，李楠等[12]和肖偉發(fā)等[13]研究經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)工藝參數(shù)對網(wǎng)狀織物力學性能的影響，但是沒有和有結(jié)網(wǎng)或其他結(jié)構(gòu)的網(wǎng)狀織物進行對比，不能直觀展現(xiàn)經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)的優(yōu)點。在疲勞性能研究方面：劉永利等[14]研究紫外光老化過程中聚乙烯網(wǎng)狀織物疲勞性能的變化規(guī)律與結(jié)構(gòu)的關(guān)系；但是現(xiàn)有的文獻較少研究循環(huán)加載條件下網(wǎng)狀織物的拉伸疲勞特性，Wanchana等[15]只研究了不同材料的漁網(wǎng)線在循環(huán)加載條件下的耐疲勞性，沒有進一步擴展到網(wǎng)狀織物。在結(jié)構(gòu)研究方面：Promats Athletics公司作為運動安全用品的行業(yè)領(lǐng)導者，為增強有結(jié)網(wǎng)和無結(jié)網(wǎng)的網(wǎng)結(jié)強度做了大量的力學性能測試，為網(wǎng)結(jié)的結(jié)構(gòu)設計提供大量的試驗數(shù)據(jù)；劉娟等[16]對柔性防護網(wǎng)的承載能力進行應力-應變分析，研究具體結(jié)構(gòu)受力變形情況，為防護網(wǎng)結(jié)構(gòu)設計提供參考。辮編無結(jié)網(wǎng)是一類編織工藝較新的網(wǎng)狀織物，國內(nèi)外涉及的編織設備尚不完善，針對辮編無結(jié)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與力學性能的研究非常少。綜上可知，研究不同編織結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀織物的力學性能，不僅能加深國內(nèi)對辮編無結(jié)網(wǎng)的編織結(jié)構(gòu)和性能的了解，還能對各種網(wǎng)狀織物性能的優(yōu)劣有直觀的了解，有望進一步拓寬網(wǎng)狀織物應用領(lǐng)域。

在編織材料以及網(wǎng)腳線密度一致的前提下，對有結(jié)網(wǎng)、經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)及辮編無結(jié)網(wǎng)等3種典型網(wǎng)狀織物進行拉伸性能對比試驗，分析這3種網(wǎng)狀織物拉伸性能和拉伸疲勞性能的差異以及編織工藝對力學性能的影響，以期為合理選擇網(wǎng)狀織物類型提供直觀對比數(shù)據(jù)和力學依據(jù)。

1 試驗條件

1.1 試驗材料

使用尼龍線(23 tex，18股)編織有結(jié)網(wǎng)、經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)和辮編無結(jié)網(wǎng)等3種不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)狀織物，試樣含有網(wǎng)結(jié)以及與其相連的4段等長網(wǎng)腳。為保證對比試驗的變量單一性，計算各網(wǎng)狀織物的編織參數(shù)，使網(wǎng)腳的線密度、橫截面積、長度相等，其中：有結(jié)網(wǎng)的網(wǎng)腳為四紗加捻結(jié)構(gòu)，捻度為200捻/m，節(jié)距為5 mm；辮編無結(jié)網(wǎng)的網(wǎng)腳為四紗編織結(jié)構(gòu)，編織角為40°，節(jié)距為8 mm；經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)為單線圈網(wǎng)腳的網(wǎng)狀織物，其中，單線圈的圈距為2.5 mm，總長為13.2 mm。3種網(wǎng)狀織物網(wǎng)腳和網(wǎng)結(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖如表1所示。

表1 3種網(wǎng)狀織物網(wǎng)腳和網(wǎng)結(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖Table 1 Schematic diagram of netting knots and legs of three kinds of mesh fabrics

網(wǎng)結(jié)試樣總長度為500 mm，有效拉伸長度為250 mm，兩端夾持長度各為120 mm，預留長度為10 mm，試樣的網(wǎng)腳線密度為2 152.8 tex，網(wǎng)腳有效橫截面積為2.85 mm2。網(wǎng)結(jié)試樣如圖1所示。

圖1 3種網(wǎng)狀織物的網(wǎng)結(jié)試樣Fig.1 Netting knot samples of three kinds of mesh fabrics

1.2 試驗儀器

采用YG(B)026 G-500型多功能強力機(溫州市大榮紡織儀器有限公司)進行拉伸斷裂測試和疲勞斷裂測試。為防止織物打滑或由夾具損壞織物進而引起的試樣斷裂，選用氣動繩線夾具羊角夾(INSTRON公司)進行夾持，如圖2所示。

圖2 羊角夾及其夾持方式Fig.2 Croissant clip and its holding mode

1.3 拉伸斷裂試驗方法

為探究網(wǎng)結(jié)對試樣拉伸強度的影響，增加網(wǎng)腳拉伸斷裂試驗，網(wǎng)腳試樣與網(wǎng)結(jié)試樣的總長度、有效拉伸長度和夾持長度相同。網(wǎng)結(jié)和網(wǎng)腳的拉伸斷裂試驗方法參照SC/T 4022—2007《漁網(wǎng) 網(wǎng)線斷裂強力和結(jié)節(jié)斷裂強力的測定》[17]，實驗室保持標準大氣條件，即室溫為(20±2)℃，相對濕度為(65±2)%。拉伸時下端夾具固定不動，上端夾具等速向上拉伸，直至試樣斷裂。試樣平均斷裂時間為(20±3)s，預加張力為2 N，起拉力為最大斷裂強力的10%～25%。試樣為干態(tài)，均在標準大氣的實驗室內(nèi)放置24 h以上。通過預試驗，將試驗參數(shù)設定為拉伸速度200 mm/min，辮編無結(jié)網(wǎng)的起始拉力120 N，有結(jié)網(wǎng)和經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)的起始拉力為60 N。為減少測試誤差，每種類型的網(wǎng)結(jié)與網(wǎng)腳的有效拉伸試樣不少于10個，測試結(jié)果取平均值。通過強力機輸出數(shù)據(jù)得到拉伸載荷和位移，計算應力、應變、斷裂強度及斷裂伸長率等。

1.4 拉伸疲勞試驗方法

鑒于目前還沒有針對網(wǎng)結(jié)的拉伸疲勞試驗標準，因此將網(wǎng)結(jié)試樣視為織物進行測試。網(wǎng)結(jié)的拉伸疲勞試驗條件和拉伸方式參照BS EN 14704-1∶2005《織物彈性的測定 織物條樣強力試驗》[18]，采用定負荷拉伸循環(huán)測試方法。拉伸時下端夾具固定不動，上端夾具等速上下移動，自動進行應力加載-松弛-卸載-松弛循環(huán)，以100 mm/min的加載速率加載至循環(huán)應力峰值并保持1 s，以同樣的速率卸載至循環(huán)應力最小值并保持1 s。設置網(wǎng)結(jié)試樣在0～300 N交變負荷作用下循環(huán)拉伸10次。

2 拉伸斷裂試驗結(jié)果與分析

2.1 試樣拉伸斷裂切口形態(tài)

3種網(wǎng)狀織物的網(wǎng)結(jié)試樣與網(wǎng)腳試樣的拉伸斷裂結(jié)果如圖3所示。由圖3可以看出：纖維斷裂面基本平齊，存在局部抽拔現(xiàn)象。網(wǎng)結(jié)試樣的拉伸斷裂基本發(fā)生在網(wǎng)結(jié)與網(wǎng)腳的連接位置，該處由于應力集中首先發(fā)生斷裂，造成網(wǎng)結(jié)試樣失效。在有結(jié)網(wǎng)的網(wǎng)結(jié)中紗線在網(wǎng)結(jié)一側(cè)彎曲最嚴重的網(wǎng)腳處斷裂，而網(wǎng)結(jié)另一側(cè)的紗線并未斷裂；經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)的網(wǎng)結(jié)由兩股紗線相互成圈套合而成，在較短的時間內(nèi)兩股紗線在接近網(wǎng)腳的位置先后發(fā)生斷裂，后斷裂的紗線在殘余拉伸外力作用下使部分線圈解散，而網(wǎng)結(jié)中的紗線在拉力作用下套合過緊，還未來得及解體；辮編無結(jié)網(wǎng)的網(wǎng)結(jié)處一側(cè)紗線基本同時斷裂，偶有部分紗線沒有及時斷裂形成紗線脫散，致使網(wǎng)結(jié)的編織結(jié)構(gòu)解體。網(wǎng)腳試樣拉伸斷裂處紗線的斷裂位置基本一致。

圖3 3種網(wǎng)結(jié)試樣和網(wǎng)腳試樣的拉伸斷裂圖Fig.3 Tensile fracture pictures of three kinds of netting knot and leg samples

2.2 斷裂強度和斷裂伸長率

3種網(wǎng)結(jié)試樣和網(wǎng)腳試樣的拉伸斷裂強度及斷裂伸長率計算結(jié)果如圖4所示。

圖4 3種網(wǎng)狀織物的網(wǎng)腳與網(wǎng)結(jié)的 斷裂強度及斷裂伸長率對比Fig.4 Comparison of tensile strength and elongation of netting knots and legs of three kinds of mesh fabrics

由于網(wǎng)結(jié)試樣的斷裂位置處于網(wǎng)結(jié)與網(wǎng)腳的連接處，因此網(wǎng)結(jié)的應力取拉伸斷裂強力與網(wǎng)腳有效橫截面積的比值。將3種網(wǎng)狀織物網(wǎng)腳與網(wǎng)結(jié)的斷裂應力平均值繪制成如圖5所示的拉伸應力-應變曲線。

圖5 3種網(wǎng)狀織物的網(wǎng)腳與網(wǎng)結(jié)拉伸應力-應變曲線Fig.5 Tensile stress-strain curves of netting knots and legs of three kinds of mesh fabrics

2.3 網(wǎng)腳強度對比分析

有結(jié)網(wǎng)和辮編無結(jié)網(wǎng)的網(wǎng)腳斷裂強度相近(見圖4(a))，有結(jié)網(wǎng)的網(wǎng)腳斷裂強度分別比辮編無結(jié)網(wǎng)和經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)高8.7%和199.0%。分析原因是有結(jié)網(wǎng)和辮編無結(jié)網(wǎng)的網(wǎng)腳編織結(jié)構(gòu)較為相似。有結(jié)網(wǎng)腳通過股線加捻，紗線以確定的捻回角相互纏繞，紗線間相互平行，在同一橫截面紗線的彎曲和扭轉(zhuǎn)程度一致，如圖6(a)所示。辮編無結(jié)網(wǎng)網(wǎng)腳的紗線相互傾斜交織向上纏繞并相互擠壓，在編織過程中編織角在紗線彎曲處發(fā)生變化，導致同一橫截面存在不同程度的彎曲(見圖6(b)①和②處)，因此辮編無結(jié)網(wǎng)的網(wǎng)腳斷裂強度比有結(jié)網(wǎng)小。經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)的網(wǎng)腳在拉伸時，強力主要由線圈的圈柱承擔，外力在較短的時間內(nèi)克服線圈間的摩擦力，交織點處線圈產(chǎn)生較大的屈曲，在剪切作用下發(fā)生明顯滑移，因此經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)網(wǎng)腳的斷裂應力較低。

圖6 有結(jié)網(wǎng)和辮編無結(jié)網(wǎng)的網(wǎng)腳編織結(jié)構(gòu)Fig.6 Braided structure with knotted netting leg and braided knotless netting leg

2.4 網(wǎng)結(jié)強度對比分析

辮編無結(jié)網(wǎng)的斷裂強度分別比經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)和有結(jié)網(wǎng)高87.8%和58.5%(見圖4(a))。在相同的應變條件下，有結(jié)網(wǎng)的拉伸應力最高，其次是辮編無結(jié)網(wǎng)，經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)最低(見圖5)。3種網(wǎng)狀織物的網(wǎng)腳在形成網(wǎng)結(jié)后，斷裂強度均得到不同程度的提高，可用“結(jié)節(jié)強度提高率”(簡稱“結(jié)強提高率”)表示。計算得出有結(jié)網(wǎng)、經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)和辮編無結(jié)網(wǎng)的結(jié)強提高率分別為-1.8%、148.0%和69.2%。

圖7 有結(jié)網(wǎng)網(wǎng)結(jié)編織結(jié)構(gòu)Fig.7 Braided structure with knotted netting knot

網(wǎng)結(jié)的編織結(jié)構(gòu)對斷裂強度的影響非常大。辮編無結(jié)網(wǎng)在形成網(wǎng)結(jié)時，僅改變紗線在水平方向上的運動軌跡，使兩個網(wǎng)腳紗線水平交織，且保持軸線方向上紗線的運動速率不變，紗線屈曲變化不大。受外力拉伸作用時，紗線向中心運動的趨勢由原來的網(wǎng)腳橫截面中心轉(zhuǎn)移至網(wǎng)結(jié)橫截面中心，運動路徑變大，4股紗線變成8股紗線交織，抱合更加緊密，因此辮編無結(jié)網(wǎng)的網(wǎng)結(jié)斷裂強度的提高比較明顯。有結(jié)網(wǎng)由兩個網(wǎng)腳通過打結(jié)的方式形成網(wǎng)結(jié)(見圖7)，且在拉伸方向上，同一個網(wǎng)腳的末端均在同側(cè)，網(wǎng)腳相對彎曲交纏，在試樣兩端進行拉伸時，網(wǎng)結(jié)處的兩個網(wǎng)腳朝著相反的方向移動，兩網(wǎng)腳之間彎曲、擠壓更加激烈，產(chǎn)生較大的摩擦力。有結(jié)網(wǎng)的網(wǎng)結(jié)最大寬度約為網(wǎng)腳的4倍，在網(wǎng)結(jié)與網(wǎng)腳的連接處更容易形成應力集中，因此有結(jié)網(wǎng)整體斷裂強度提高不明顯。經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)的網(wǎng)腳在形成網(wǎng)結(jié)時，相鄰兩根紗線以線圈鉤接的方式交換位置從而形成經(jīng)平組織，受外力拉伸作用時，在網(wǎng)腳相對移動方向上形成線圈的紗線以較大的壓力擠壓其套合的紗線，相鄰的紗線相互套合，使網(wǎng)結(jié)形成更緊密的編織結(jié)構(gòu)，因此經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)網(wǎng)結(jié)的結(jié)節(jié)強度提高明顯。

2.5 網(wǎng)結(jié)延伸性對比分析

有結(jié)網(wǎng)、經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)和辮編無結(jié)網(wǎng)的應變均隨應力的增大而穩(wěn)定增大(見圖5)，說明三者都具有良好的延伸性，但隨著載荷的繼續(xù)增大，三者的延伸性差異逐漸增大。在相同應力條件下，經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)的斷裂伸長率分別比辮編無結(jié)網(wǎng)和有結(jié)網(wǎng)高99.6%和263.8%，由此可知經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)的應變遠遠大于辮編無結(jié)網(wǎng)和有結(jié)網(wǎng)。在網(wǎng)腳形成網(wǎng)結(jié)后，有結(jié)網(wǎng)的斷裂伸長率減小42.2%，而辮編無結(jié)網(wǎng)和經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)的斷裂伸長率則分別增加8.7%和31.6%，可見不同編織結(jié)構(gòu)的網(wǎng)結(jié)對斷裂伸長率的影響差異較大。辮編無結(jié)網(wǎng)和有結(jié)網(wǎng)的網(wǎng)腳拉伸特性較為相似：在拉伸初期，纖維中分子鏈伸直產(chǎn)生彈性形變，紗線間相互擠壓，織物主要克服摩擦阻力，伸長不明顯；經(jīng)歷一段短暫的拉伸后，外力克服纖維分子間引力，分子鏈間產(chǎn)生錯位滑移，纖維變形顯著增加，紗線在交織點壓縮，在受力方向上紗線彎曲減小，在垂直受力方向上紗線的彎曲加大，伸長變明顯；繼續(xù)拉伸時，紗線和纖維共同伸長、伸直，直至纖維大分子主鏈和次價鍵斷裂致使纖維解體，即紗線斷裂。網(wǎng)腳形成網(wǎng)結(jié)后，辮編無結(jié)網(wǎng)的紗線整體沒有發(fā)生明顯彎曲變化，而在有結(jié)網(wǎng)的網(wǎng)結(jié)處，紗線扭轉(zhuǎn)較大，強度損失較大，導致紗線提前斷裂，因此有結(jié)網(wǎng)的網(wǎng)結(jié)試樣的斷裂伸長率小于辮編無結(jié)網(wǎng)。

經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)拉伸曲線增長較為緩慢。在拉伸初期，應力-應變曲線的斜率較小，主要為網(wǎng)腳線圈在原來彎曲方向上的曲度增大和交織點間的摩擦，拉伸力作用于線圈相交的弧線上使線圈發(fā)生伸長變形，交織點滑移，線圈沿拉伸方向變窄變長，表現(xiàn)為網(wǎng)腳拉伸方向紗線的稀疏和垂直方向的收縮；拉伸后，應力-應變曲線斜率較大，主要是紗線和纖維較小的伸長變形。經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)網(wǎng)結(jié)處的線圈與相鄰的網(wǎng)腳線圈相互勾套，導致線圈長度增加，再加上網(wǎng)結(jié)線圈間的滑移，最終導致經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)的伸長率明顯增加。

3 拉伸循環(huán)試驗結(jié)果與分析

定負荷循環(huán)拉伸應力-應變曲線如圖8所示。由圖8可知：網(wǎng)狀織物由于具有非線性和黏彈性特性，在加載過程中會產(chǎn)生不可逆的塑性形變，其卸載曲線不沿原加載曲線路徑返回，在同一循環(huán)過程中，循環(huán)曲線并不封閉，后一次的循環(huán)從前一次的卸載終點開始加載；在循環(huán)的初始階段，各循環(huán)的應力-應變曲線較為稀疏，力學性能明顯衰減，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，重新加載的起點逐漸向右偏移，各循環(huán)的應力-應變曲線逐漸密集；第1個循環(huán)產(chǎn)生的殘余應變量較大，從第2個循環(huán)開始，殘余應變量逐漸減小并趨于穩(wěn)定，塑性形變不斷累積，當累積到斷裂伸長時，試樣發(fā)生解體損壞。

圖8 3種網(wǎng)狀織物網(wǎng)結(jié)10次拉伸循環(huán)曲線Fig.8 Ten tensile cycle curves of netting knots of three kinds of mesh fabrics

從能量演化的角度討論，截取辮編無結(jié)網(wǎng)網(wǎng)結(jié)的第1個循環(huán)曲線如圖9所示。

圖9 辮編無結(jié)網(wǎng)網(wǎng)結(jié)的第1個循環(huán)曲線Fig.9 The first cycle curve of braided knotless netting

由圖9可知：線段OA為加載階段，其下方OABD的面積代表材料吸收的總應變能；線段AB為松弛階段，線段BC為應力卸載階段，其下方BCD的面積代表彈性應變能，加載階段與卸載階段的面積差即OABC的面積為塑性應變能。

W=We+Wp

(1)

式中：W、We及Wp分別為總應變能、彈性應變能和塑性應變能，mJ/mm3。

為表征循環(huán)拉伸中應變能的轉(zhuǎn)化趨勢，定義1個循環(huán)中彈性應變能We與總應變能W的比值為可恢復應變能系數(shù)Ke，塑性應變能Wp與總應變能W的比值為不可恢復應變能系數(shù)Kp，如式(2)和(3)所示。

Ke=We/W

(2)

Kp=Wp/W

(3)

有結(jié)網(wǎng)、經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)和辮編無結(jié)網(wǎng)網(wǎng)結(jié)的應變能、應變能系數(shù)分別如圖10和11所示。

圖10 3種網(wǎng)狀織物網(wǎng)結(jié)的應變能曲線Fig.10 Strain energy curves of netting knots of three kinds of mesh fabrics

圖11 3種網(wǎng)狀織物網(wǎng)結(jié)的應變能系數(shù)曲線Fig.11 Strain energy coefficient curves of netting knots of three kinds of mesh fabrics

由圖10可知，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，3種網(wǎng)結(jié)試樣的總應變能W與塑性應變能Wp先快速降低后趨于穩(wěn)定，辮編無結(jié)網(wǎng)和經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)的彈性應變能We以非常小的速率緩慢降低，而后趨于穩(wěn)定。有結(jié)網(wǎng)的彈性應變能We在第2次循環(huán)時快速增大，隨后逐減降低，最終趨于穩(wěn)定。經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)的應變能(W，We，Wp)均遠高于辮編無結(jié)網(wǎng)和有結(jié)網(wǎng)，約為辮編無結(jié)網(wǎng)的2倍，辮編無結(jié)網(wǎng)比有結(jié)網(wǎng)略高。

由圖11可知，辮編無結(jié)網(wǎng)、經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)和有結(jié)網(wǎng)網(wǎng)結(jié)試樣的可恢復應變能系數(shù)Ke總體增加，有結(jié)網(wǎng)的可恢復應變能系數(shù)Ke最高，但曲線在第2次后增加趨勢較快，后逐步下降，在第7次循環(huán)開始以小幅增加的趨勢逐步趨于穩(wěn)定。經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)的可恢復應變能系數(shù)Ke最低，能量消耗最大。網(wǎng)結(jié)試樣的不可恢復應變能系數(shù)Kp則正好相反，其下降趨勢與可恢復應變能系數(shù)Ke的上升趨勢一致。

應變能及應變能系數(shù)發(fā)生變化的主要影響因素除纖維內(nèi)部的缺陷以外，還有編織結(jié)構(gòu)的差異。由于纖維內(nèi)部存在微觀裂縫和空洞，當纖維受到多次循環(huán)載荷作用后，裂縫長度增加，纖維內(nèi)的分子鏈斷裂重組，宏觀上表現(xiàn)為纖維結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，致使材料力學性能下降。紗線編織結(jié)構(gòu)的不同將產(chǎn)生不同程度的屈曲狀態(tài)。紗線的屈曲程度越大，外部的纖維越容易破壞。因此，辮編無結(jié)網(wǎng)和有結(jié)網(wǎng)的耐疲勞性較高。盡管有結(jié)網(wǎng)在打結(jié)處存在較大曲度，但紗線間的緊密套合減少了塑性形變。因此，有結(jié)網(wǎng)的耐疲勞性能相對較好，而經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)的耐疲勞性能較差。

3 結(jié) 語

通過對有結(jié)網(wǎng)、經(jīng)編無結(jié)網(wǎng)和辮編無結(jié)網(wǎng)等3種網(wǎng)狀織物的網(wǎng)腳試樣和網(wǎng)結(jié)試樣進行拉伸斷裂測試及拉伸循環(huán)測試，得到各試樣的拉伸應力-應變曲線并對其進行分析，得出以下結(jié)論：

(1)3種網(wǎng)狀織物均在網(wǎng)結(jié)處存在應力集中。受拉伸載荷作用時，網(wǎng)結(jié)與網(wǎng)腳的連接處由于應力集中易發(fā)生斷裂，造成網(wǎng)結(jié)試樣失效。

(2)不同的編織結(jié)構(gòu)是影響網(wǎng)結(jié)力學性能的重要影響因素。在材料、網(wǎng)腳線密度、長度等其他條件相同的情況下，3種網(wǎng)狀織物的拉伸性能、耐疲勞性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性存在較大差異。

(3)編織結(jié)構(gòu)對結(jié)強提高率影響較大。合理設計網(wǎng)結(jié)的編織結(jié)構(gòu)有利于提高紗線在拉伸方向的強度利用率，進而提高網(wǎng)結(jié)的強度。

(4)綜合網(wǎng)結(jié)的力學性能分析可知，辮編無結(jié)網(wǎng)在拉伸性能方面有明顯優(yōu)勢，且具有良好的耐疲勞性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和結(jié)強提高率，在紡織領(lǐng)域具有較大的應用價值。