芳香族聚酰胺（PPTA）纤维弯曲疲劳的形变和断裂机理

普通PPTA纤维和改性PPTA纤维具有近似的应力应变的曲线,但后者的弯曲疲劳寿命比前者要长的多。在SEM下观察了弯曲疲劳过程的形态变化,发现该过程主要是结构沿纤维长度分裂即原纤化过程。改性PPTA纤维对原纤化的阻抗显著地大于普通PPTA纤维。粉碎降解和低温断裂的结果也得出类似结果。表明大分子间结合力在PPTA纤维弯曲疲劳中起很重要的作用。弯曲疲劳作用被归结为对材料拉伸和压缩的复合作用。拉伸PPTA纤维的动态观察得出,拉伸或压缩纤维将出现剪切带或滑移带,它们引发纤维原纤间的分离。剪切屈服是其主要形变机制。PPTA纤维弯曲疲劳过程如下：重复弯曲引起材料局部区域的剪切屈服,出现剪切带,并随之发生结构分裂,纤维广泛地原纤化,最后原纤和原纤束相继破坏,纤维最终断裂。     

纤维的形变和断裂——Ⅰ.拉伸角蛋白纤维形变和断裂的动态研究

作者在扫描电子显微镜样品室中拉伸角蛋白纤维,观察纤维形变和断裂的过程并摄取其照片。采用低加速电压观察和适当的样品准备技术,避免了纤维在拉伸过程中出现荷电现象。该现象是非导电材料作动态观察的主要困难。从所观察到的纤维形变和断裂形态和高聚物断裂理论讨论了角蛋白纤维的形变和断裂机理。结论如下:角蛋白纤维伸长和断裂过程中出现银纹样形态,但其断裂为脆性方式;该类纤维的拉伸断裂起始于角质细胞的内、外角质层;角质与角质和角质与皮质细胞间的物质是角蛋白纤维的力学薄弱区。     

纤维的断裂过程和机理

本文回顾和总结了高分子纤维的断裂过程及机理的化学、形态学、动力学和热力学各方面研究的发展和成果,并且介绍和归纳了一些纤维断裂的数学物理模型。一般地,纤维断裂可以分成三个阶段:微孔的形成、裂纹的缓慢扩展和纤维的迅速破坏。在纤维拉伸断裂过程中,由于电子顺磁共振技术和红外光谱的运用,肯定了纤维断裂时主价键的开裂,并检测出产生的自由基和末端基团。用X-线小角衍射技术及扫描电镜证实纤维在断裂过程中的结构和形态学方面的变化。所有这些实验数据用动力学方法加以处理,得到了宏观断裂动力学和微观断裂动力学相当好的一致性,同时伴随着断裂,也可测得热效应。从概率统计的观点出发,本文对这些数学物理模型加以分析,指出了不足之处。并认为随机过程应该是研究高分子纤维断裂的一个较理想的数学工具。     

高应变率下玄武岩纤维和芳纶纤维的拉伸断裂性能

利用分离式Hopkinson拉杆试验装置(split Hopkinson tension bar,SHTB),测试玄武岩纤维和芳纶纤维在高应变率下的拉伸断裂性质,试验表明玄武岩纤维和芳纶纤维都是应变率敏感性材料.通过扫描电子显微镜(scanning electronic microscope,SEM)观察得知,玄武岩纤维的断裂模式为脆性断裂,断裂横截面随着应变率的提高趋于规整;芳纶纤维的断裂模式为韧性断裂,随着应变率的提高,纤维产生明显的原纤化效应.     

基于核密度估计方法的涤棉混纺纱拉伸断裂声发射信号分析

为了研究涤棉混纺纱拉伸断裂过程中各组分纤维的断裂情况,自主搭建了声发射信号采集装置,分别采集纯涤纶、纯棉和涤棉混纺环锭纱的拉伸断裂声发射信号,采用HHT和ICA分析方法将声发射信号的时域信号转换成频域信号,并提取特征量频率与幅值。基于核密度估计方法对涤棉混纺纱的拉伸过程中涤纶与棉纤维的声发射信号进行分析。结果表明:涤棉混纺纱拉伸过程中其组分纤维的声发射信号可以用特征频谱表征;在拉伸过程的每一个阶段,各种材料声发射特征频谱的不同可以由特征频率的核密度估计表达,并可推测其组分纤维的断裂次序。     

木棉纤维拉伸性能的测试与评价

设计了单纤维强伸性能的新测试方法,测试了4种木棉纤维的拉伸性能,结果发现,木棉纤维拉伸曲线与棉纤维相似,没有明显的屈服点.木棉纤维断裂强力和断裂伸长率在一定范围内均有分布,4种木棉纤维平均断裂强力1.44～1.71 cN,平均断裂伸长率1.83%～4.23%,纤维长度、线密度与木棉纤维的断裂强力明显相关,4种木棉纤维相对断裂强度接近,而断裂伸长率差异较大,木棉纤维初始模量因其品种和产地不同存在一定差异.与棉纤维相比,木棉纤维断裂伸长率低,断裂强度和初始模量与棉纤维相近,但因木棉纤维细软而容易拉断.     

木棉纤维拉伸性能的测试

测试研究了4种木棉纤维的拉伸性能,发现木棉纤维负荷-伸长曲线的形态类似棉纤维,是线性曲线.平均断裂强度1.44～1.71cN,平均断裂伸长率1.83%～4.23%,断裂伸长率的差异明显,纤维的初始模量随着产地而变化.断裂强度与纤维长度及线密度显著相关.木棉纤维的断裂伸长率低于棉纤维,断裂应力和初始模量与棉纤维接近,但是,因为其线密度低,表现为容易断裂.     

等规聚丙烯纤维结构与性能研究——中粗旦FDY成型过程中的结构变化

本文主要对中粗旦聚丙烯 FDY 在成形过程中结构与性能的变化作了详细地研究。X-射线衍射、扫描电镜、DSC、纤维取向因子等测试结果表明,随拉伸倍数的提高,纤维的断裂伸长线性下降,而强度在拉伸5.8倍时出现极大值;纤维的取向度随拉伸倍数的提高线性增大,计算机分峰结果表明,在高应力状态下,纤维中次晶的生成速率大于α晶。随着拉伸倍数的不断提高,纤维逐渐出现裂缝、微孔及原纤化,结构的破坏导致纤维强度的下降。     

基于断裂声波形分析的断裂纤维识别与计数

束纤维拉伸断裂时发出的声信号,可以用来表征束纤维的断裂行为,但拉伸过程中同步产生的噪声会干扰对断裂声信号的判断.为了精确求出束纤维拉伸试验中在某一时刻或某一伸长时的断裂根数,提出了基于小波变换和波形分析的方法来区别纤维断裂声和噪声.对比了不同波形参数区分断裂声和纤维噪声的效果,并提出了复合参数M,试验结果验证了采用M参数临界值所得的断裂纤维总数判定准确,误差率小于5%.根据纤维断裂时间可以计算出单纤维断裂伸长率分布.因为不受纤维强度离散的影响,较之基于束纤维强伸曲线计算的结果,其具有更高的可靠性和准确性.     

PBO单丝断裂微观结构分析

对PBO-AS单丝实施拉伸，通过观察拉伸断裂后的单丝形态，分析单丝断裂强力同单丝微观结构的关系．通过显微镜观察发现，PBO断裂后的单丝微观结构发生变化．提出单丝本身结构和原纤化可能是导致这些结果的主要原因．     

天然纤维素在生物降解过程中超分子结构的变化：氢键断裂在纤维 …

应用扫描隧道显微技术（ＳＴＭ），在纳米级水平上，直接观察到棉纤维中，由纤维素分子链沿长轴平行排列组成的直径为２－４ｎｍ的基元原纤、和由聚集排列成直径为１０－２５ｎｍ的微原纤和由微原纤聚集成的原纤及由基元原纤交替排列，周期性出现的有序和无序区域。结合对其在酶解过程中，红外光谱、Ｘ光衍射、结晶程度、微量热活性和聚合度的测定以及末端基分析等表明：由多肽类组分造成的氢键断裂所致纤维素超分子结构的破坏和短纤     

岩石中小尺寸试件断裂试验及参数计算

通过三点弯曲梁和紧凑拉伸断裂实验模型,测定带有预制裂缝岩石试件的变形及破坏随外载荷变化的规律,得到反映岩石断裂特性的数据曲线.对比两种岩石材料和两种尺寸的紧凑拉伸试件的实验,分析了材料的质地及结构的几何尺寸对断裂参数的影响.     

基于AE技术与HHT的环锭纱拉伸断裂过程研究

在常规纱线拉伸强力仪上采用自主搭建的声发射检测系统,分别采集涤纶长丝和环锭纱在拉伸破坏过程中的声频,利用Matlab软件编制Hilbert-Huang transform(HHT)程序对采集的信号进行分析与处理,以获取纱线拉伸过程中各破坏源的时频特征。分析结果表明,AE信号经HHT可识别涤纶环锭纱拉伸过程所涉及的纤维断裂和纤维滑移2种模式,其特征频率分别为30,20kHz和6,3kHz,本研究为纱线拉伸断裂机理的分析和进一步的延伸研究提供一种有效方法。     

碳纤维增强铅锡复合材料的断裂机制(英文)

本实验对碳纤维增强铅—10％锡复合材料在扫描电镜下作单轴拉伸,对它的断裂过程作动态观察。试验观察表明,碳纤维增强铅锡合金复合材料有两种断裂机制:一种是复合材料的失效受纤维断裂的控制;另一种是受基体的过早开裂的控制。作者对此进行了讨论。     

加捻对芳香族聚酰胺纤维拉伸性能的影响

本文对加捻芳香族聚酰胺纤维的拉伸性能进行了①定长加捻后拉伸;②定张力加捻后拉伸和③定长加捻后再退捻随后拉伸等三方面的测试.结果表明,芳香族聚酰胺纤维的强度及断裂伸长随捻度的增加而下降.对纤维断裂端进行了扫描电镜观察.加捻芳香族聚酰胺纤维断裂形态照片显示了纤维沿轴向分裂为微纤的现象,证明了微纤间横向联系的薄弱.加捻作用更削弱了这种联系,从而使纤维强度下降.本文对芳纶纤维在加工过程中应严格控制加捻提供了依据.     

Al-Li-Cu-Mg-Zr合金的显微组织与拉伸断裂行为的研究

本文通过室温拉伸实验,利用扫描电镜和透射电镜对一种工业 Al—Li—Cu—Mg—Zr(8090)合金显微镜组织、形变和断裂特征进行了研究.结果指出:同一成份,不同热处理制度下的合金变形和断裂机制明显不同.分析了时效合金韧性降低和产生层状断口的原困,并对如何改善 Al—Li 合金塑、韧性进行了讨论.     

聚合物材料的拉伸断裂研究

对九种聚合物材料进行了拉伸试验，结果表明：应变速率对屈服强度的影响服从Ｅｇｒｉｎｇ关系，增强尼龙存在的两个活化过程分别对应着基体材料屈服为主导因素和纤维断裂及其从基体中拔出为主导因素的两个不同活化过程。缺陷对聚合物材料拉伸屈服强度影响不大，但大大降低聚合物材料的塑性。     

钢中近界面微区的形变与断裂Ⅰ-夹杂物与基体界面近区的形变与断裂

采用增量拉伸、表面复型及剖面金相技术，结合断口分析，揭示夹杂物与基体从相容形变残留内应力到不相容形变而发生夹杂物或其与基体界面断裂成孔洞，孔洞近邻基体局部形变断裂与孔洞长大聚合及最终断裂的微观过程．根据夹杂物特性，结合界面微观力学分析，闸明夹杂物近界面的形变断裂与钢宏观断裂的机理及夹杂物与钢力学性能关系．     

采用圆针刺辊减少分梳过程中的纤维断裂

加强梳理作用常会引起纤维断裂.对刺辊部分的研究目的在于既加强梳理,又减少梳理过程中纤维断裂.本文在纤维断裂机理,即对受梳纤维的作用力和纤维形变分析的基础上,提出用圆针刺辊代替锯齿刺辊,从而使纤维断裂率降低约40%.     

基于HHT和SVM的纤维拉伸断裂声发射信号的特征提取及分类研究

为了研究纤维拉伸断裂声发射信号的特征提取及分类方法,采用声发射技术采集了芳纶1313和阻燃黏胶2种纤维的拉伸断裂的声发射信号。通过小波变换,对采集的2种纤维的声发射信号进行消噪预处理以去除部分噪声,应用希尔伯特-黄变换对2种纤维去噪后的信号进行特征频率的提取,运用最小二乘支持向量机(LSSVM)对2种纤维的特征频率进行分类识别。结果表明:小波去噪方法可以去除信号的部分噪声;希尔伯特时频谱可以一定程度上反映2种纤维材料在时间维度上的断裂情况,边际谱上可以提取2种纤维材料声发射信号的特征频率;LSSVM能够对2种纤维材料拉伸断裂的特征频率分类识别,芳纶1313的识别率为40%,阻燃黏胶的识别率为80%,总的识别率为60%。