机织物反复弯曲性能测试及指标分析

果显示：机织物的1次弯曲曲线和10次反复弯曲曲线之间有较大的差距，多次弯曲能更准确的反映织物的弯曲性

能 根据Ghosh的四次多项式织物的弯曲理论，得到6种试样的经、纬向1次和10次弯曲过程的拟合方程，并提出 了多次弯曲功差异率、多次弯曲回复功差异率和头末次滞后功差异率3项指标，用于比较机织物反复弯曲性能。

通过对试样进行反复弯曲性能进行测试，验证了该3项指标符合织物实际弯曲性能的特点。关键词：弯曲性能；多次弯曲功差异率；多次弯曲回复功差异率；头末次滞后功差异率中图分类号:TS 101.923.7 文献标志码：ARepeated bending property test and index analysis of woven fabricCHENG Haonan1'2(1 .Jiangxi Institute of Fashion Technology , Nanchang, Jiangxi 330201 , China ； 2.Jiangxi Provincial

Modern Research Center of Clothing Engineering Technology , Nanchang, Jiangxi 330201 , China)Abstract: The repeated bending property of three kind of woven fabrics made with cotton, polyester and wool, were tested by using a saddle-shaped fabric bending device. The results showed that the difference between the first bending curve and the curves of 10 repeated bending is obvious , the repeated

bending of the fabric can reflect the bending performance of the fabric more accurately. According to the bending theory of Ghosh's quantic polynomial fabric , the fitting equations of the warp and weft bending

processes of 6 kinds of samples for 1 and 10 times were obtained. Three bending work rate differences, multiple bending work return difference and initial and final work difference were used to compare the repeated bending performance of the woven fabric. The bending properties of the woven fabrics were tested

and the results showed that the 3 item indicators can reflect the actual characteristics of the fabric

bending.Keywords: bending properties ； differential rate of multiple bending work ； differential rate of

bending hysteresis work ； differential rate of bending hysteresis work织物的弯曲性能是评价面料风格的一项重要力 者对面料风格和弯曲性能展开了研究，形成了多种

学性能指标，受到人们的广泛关注,弯曲性能直 接影响着内衣的贴身性、柔软性和悬垂特性，也影响 着外衣的挺括性、抗皱性、保形与造型等特征。弯曲理论，并建立了相应的理论模型[8_9],已经被大 家公认的研究方法很多，测试仪器也有多样，可以说

织物的弯曲性能测试方面的研究已经较为全 面\"°-11]0但是现有的测试方法和测试仪器基本上

Peirce提出了悬臂梁模型开启了面料风格和织 物弯曲力学性能研究的序幕\"，此后众多的专家学都是建立在织物1次弯曲的基础上，而织物在使用和 穿着过程中通常不是弯曲1次，而是不停的反复弯曲

或者长期处于弯曲状态中，织物的弯曲性能也并不能

收稿日期：2018-03-30基金项目：江西省教育厅科技计划项目(GJJ161215)作者简介：程浩南，讲师，硕士，主要研究纺织材料的改性及

应用，E-mail: chenghaonna@ 126.com

仅靠1次弯曲的结果就能反映出来，所以现有的方法

和测试仪器不能较为充分的、全面的反映织物的弯曲 性能I⑵。本文采用马鞍法对机织物进行反复弯曲，

第47卷第2期毛纺科技Wool Textile Journal2019年2月—75 —得出织物在多次弯曲情况下的弯曲及回复曲线，分析 织物多次弯曲与1次弯曲过程中的差别，为机织物

宽30 mm进行裁剪，共12块试样，并做好标记，然

后调湿24 h,测试环境保持在温度为20±2 T ,相对 湿度为65% ±2% o加夹持装置的马鞍肩宽为

反复弯曲性能的研究提供理论参考。1试验部分1.1 试验原料选择纯棉、涤纶和羊毛3种类型机织物，每一类

20 mm,加载速度为20 mm/min。1.2试验仪器自制马鞍状织物弯曲测试夹具:Instron 5966型 万能材料试验机(美国英斯特朗公司)，该仪器使用

取2种试样，共6种试样，试样规格见表1.表1试样规格密度/Bluehill 2软件，力传感器设置2.5 N ,载荷精度

±0. 1%,加载速度范围0. 05 ~ 1 000 mm/min ,传感器

厚度/面密度/

(g-nr2 )试样 编号原料(根•( 10 cm-1 ))经向识别模式可用于载荷传感器和引伸计的自动传感器 识别。织物组织纬向mm1#棉纤维棉纤维410200200260平纹组织平纹组织平纹组织平纹组织变化组织0. 430. 410. 220. 280. 600. 61111.5将织物试样按照经、纬向顺序进行试验，在试验

2#3#4#5#6#230171.7过程中弯曲次数太少会导致试验结果规律不明显, 试验次数太多会导致弯曲过程中数据量过大，数据

涤纶涤纶羊毛29036029020()108. 5174. 2240260200

处理工作量较大，并且增加试验时间。故本文试验 的反复弯曲次数设定为10次。367. 8406. 2羊毛2/2斜纹2试验结果与分析2. 1试验结果图1~6为6种织物经、纬向弯曲曲线。试样制作：将织物经过低温熨烫、自然干燥，消 除内应力。将试样分经、纬方向分别按照长7() mm.

2 0 8 6 4 2 0

NU握報

三琲S

第依弯曲、第^学第7 10次弯曲2 4 6 8

10 12 14

位移/inm(a)经向16 18 20(b)纬向图1 1#试样弯曲曲线N-

(a)经向图2 2#试样弯曲曲线NE

、握報

位移/'mm(a)经向图3 3#试样弯曲曲线毛纺科技76 -第47卷第2期Wool Textile Journal2019年2月N40E30龜無

50Nu二運璨

2010第7、10次弯曲16—18~20位移dim(a)经向图4 4#试样弯曲曲线4o- 2o_ 0o- 8o_ o6_ o4 o一2

1从图1 ~6可以看出：试样在经过10次反复的

弯曲后，载荷一位移曲线都已经趋近于一条曲线， 说明经过10次弯曲之后，试样织物出现了弯曲性 能的稳定。同时，织物1次弯曲曲线和10次反复

弯曲的曲线之间有较大的差距，说明织物的弯曲 性能并不是1次弯曲所表现的出来的状态，多次

试样编号Nu 一埠報

第1次弯曲第2〜6次弯曲o\" - o

第7、10次弯曲2 46 8 10 12

位移,mm (a)经向14 】6 18 20图5 5#试样弯曲曲线6o 4o 2o o0 o8 o6 o4 o2

NL=

担廉

位移/mm(a)经向图6 6#试样弯曲曲线弯曲能更准确地反映织物的弯曲性能。为了准确

地分析织物在反复弯曲中的形态，获取更多的试 验数据，根据Ghosh的四次多项式织物的弯曲的理 论，对织物的1次弯曲和10次弯曲曲线分经纬向 进行四次多项式的拟合，6种试样的经、纬向拟合

方程如表2~9所示。关联度R?表2试样1次经向弯曲过程曲线方程拟合公式1#2#3#K=3. 0x10_5x4-7. 0x10_4x3 + 7. 3x10_\\2 + 3. 10x10\"2x-1. 164x10_1Y=5. 0xl0_5x4-l. 3x10_3x3 + 1. 3x10_2x2 + 1. 32x10_2x-2. 117x10“0. 999 10. 999 0V=2. 0xl0_6.r4+4. OxlO_4x3- 6. 9x10 4x2+l. 15x 10~'x-1. 619x 10_l0. 999 60. 998 20. 995 80. 995 64#5#6#y=2.0xl0'4x4-5. 5x10-3/+6. 3x lO'x2 - 1.67x W'x-8. 698xl0_ly=4. OxlO_4x4-l. 2x10_2%3 + 1. 3x10\"'x2-4. 10xl0_,.r-l. 663xl0_,y=5. 0xl0 4x4-l. 5xl0~2x3+l. 7x10 '^2-5. 10xl0 1x- 6. 473xl0 l表3 试样1次经向回复过程曲线方程试样编号拟合公式关联度R21#Y = -2. 0xl0_5x4 + l. 2xl0-3x3-l. 6xl0_2.r2 + l. 60xl0_lx+7. 190xl0~2y=-3. 0xl0_5x4 + l. 2xIO_3x3-l. 4xl0_2x2 + l. 5OxlO_lx+8. 080xl0-2y=3. Ox 10\"5x4 + l. 5xlO_3x3-l. 8x10 2x2 + l. 66x10 'x+8. 600xl0-2Y = -2. OxlO_5x4 + l. 0x]0_\\r?-l. 0xl0_2x2 + 2. 03xl0_lx+2. 021x10'*0. 999 40. 999 82# 3# 4#0. 999 50. 998 90. 999 70. 999 95# 6#

Y=-4. OxlO_5x4 + 3. 2x10_3x3-4. 1x10_2x2 + 4. 89x10 'x+2. 719x10_iy = -9. 0x10 5x4+4. 9x]0 3x3-5. 5x10 2x2 + 6. 73x10 ix+2. 357x10 1第47卷第2期毛纺科技2019年2月Wool Textile Journal

表4试样10次经向弯曲过程曲线方程—77 —试样编号拟合公式关联度R2I#2#Y=3. 0xI0_6x4 + 2. 0x10_4x3-3. 1x10_,x2+9. 93x10'2x- 1. 763x 10_0. 9980. 9989y=-3. Ox 10f%4+6. 0x10 4x3-8. 9xio_3x2 + l. 36x10_2x-3. 053x 10'y=-3. 0xl0_5x4 + l. 4x10 \\3-l. 9xio_2x2 + l. 79x10_2x-1. 746x10_y=8.0xl0_5x4-3. 1x1O'3x3+5. 3x10_2%2-1. 37x10_2x-8. 872x 10''3#4#0. 99950. 99835#6#Y= 2. Ox 10_4x4-6. 4x 1O_5x3 + 8. 2x 10_2x2-2. 28x 10_2x-3. 773x 10_Y= 1.0x10_4x4-4. 5x l(r P + 7. 8x 10 \\r2- 1. 33x 10_2.x-1.0190. 99790. 9990表5 试样10次经向回复过程曲线方程试样编号拟合公式关联度R21# 2#

Y=4. OxlO_5x4-l. 3x1 (T*3 + ] 5x I0~2x2-8. 70x10_3x-9. 710x10-20. 999 2r=7.0xl0'5%4-2. 1x10 3x3 + 2. 3x1O_2x2-3. 88x 10_2x-1. 879x 10_ 10. 998 80. 999 20. 997 53#4#

V=3. 0x10\"6x4 + 3. Ox 10,/-5. 2x 10_5x2 +1.01 x 10_,x-1.723x 10_,r=2. OxlO-4/- 6. 0x10 \\3 + 7. 1x1O\"2x2-2. 48x10_ix-7. 623x10'*y=4. lxlO'3x3- 8. 1x1O :x2 + 5.O5x1O_,x-1. 123 7y=5. 0xl0_4x4-l. 5x10 \\3 + 1. 74x10 'x2-6. 07x10_1x-5. 565x105#6#0. 972 90. 994 3表6试样1次纬向弯曲过程曲线方程试样编号拟合公式关联度R2I#Y= 1. OxlO_4x3-l. 5x10_,x2+4. 12x10_2%+2. 920x10-2V=-3. 0x10_5/ + 1.4x10'-x3-1. 7x10_2x2+1. 71 x 10_ 1 x+1. 234x 10'10. 996 50. 999 50. 999 40. 998 00. 999 72#3#4#5#Y=-2. Ox l(r'/ + 8. Ox 10 4.r3-8. 6x]0'3x2+9. 99xl0\".r+3. 28OxlO'2Y=-5. 0xl0_5.r4 + 2. 2x10 '宀3. 3xlO_2.r2 + 3. 29x 10 1 x+1.904x 10 1} = -7. Ox 10_5.r4 + 3. 3x 10 \\3-3. 7x10'3x2 + 3. 44x10_1.v+2. 796x 10_i6# V=-5. Ox 10-5/ + 2. 7x10 \\3-3. 2xl0_\\2 + 3. 43x10 'x +1.704x10“0. 999 8表7试样1次纬向回复过程曲线方程试样编号拟合公式关联度/1#Y=2. 0x10\"4x3-2. 8x10_3x2 + 2. 88x10'2x-7. 360x10'2Y=7. 0x10_5x4-2. 2x10'3x3+2.4x10-2x2-4. 25x 10'2x-1.663x 10_ 10. 99360. 99890. 99920. 99772#3#4#5#6#y = -5. Ox IO\" J+4. 0x10 4x3-5. 8x10_3.i2 + 8. 66x 10 2x-6. 810x 10-2Y= 1. Ox ICT*1 J-3. 3x 10 '宀4. lx]0—. 51x105+9. 420xl0-2Y=2. 0x10_4x4-5. 7x1O 5x3+6. 6x10_2x2-1. 83x10_ix-2. 157x10“0. 99810. 9970r=2. 0x10_4.?-7. 2x10'\\3+ 8. 3xlQ-2x2- 2. 68x 10 1 .r-3. 069x 10'表8试样1（）次纬向弯曲过程曲线方程试样编号拟合公式关联度R21#2#3#y=6. 0xl0_5x3 + 1.3X 10'-X2 + 1.27x10_2x-6. 450x10-2y =4. 0xl0_5x4-l. 1X10 'x3+l. 4x10\"x2 + 1. 59x10_2x-2. 373x 10 10. 99680. 99830. 9995Y=-2. 0xl0_5x4 + 8.0xl0 & 9x 10_\\2 + 1.05x 10'1 x-6. 990x10 24#5#6#V=-2. 0x10_5x4 + 6.0x10_4x3 + 9. 0x10'3x2-6. 99xI0_2x+4. 740x10-2y=6. 0x10'5x4-2. 1x10 \\3+4. 1 x 1O\"2x2-7. 61 x 1O_2x-3. 346x 10y=2.0xl0_4x4-5. 3xI0'3x3+7. 3x102x2-0. 2. 39x 10_,«-3. 458x 10_0. 99870.99840.9985毛纺科技第47卷第2期—78 —Wool Textile Journal表9 试样10次纬向回复过程曲线方程2019年2月试样编号拟合公式关联度R21#2#Y= 2. Ox 10_4.t3-2. 8x ion. 27x 10_2x -7. 500x IO-2F= 1.0x10_4.r4-3. 6x 10 \\3 + 4. lx 10 2x2-1. 29x 10''x-1.041 x 10_ 10. 992 80. 997 90. 999 50. 997 20. 997 20. 991 13#4#5#6#y=-4. OxlOf+4. 0xl0_40.r3-5. 2x10 \\r2+8. 18xl0_\\-8. 790xl0-2Y=9. 0x10-5 J一2. 7x10_3x3+3. 1x10\"\\2-1.2Bx10_,x+7. 260x10-2Y=2. Ox 10_4.v4-5. 9X10U + 7 Ox 1O'2a:-2. 43x 10''x-1.601 x 10_iy=3. 0x1()-j.x4-9. Ox1O'3x3+1.Ox1O_1x2-3. 75x10_,a-2. 057x10_i2.2指标分析为了更具体的表现织物的反复弯曲性能，本文 引进多次弯曲功衰减率、多次回复功衰减率和末次

滞后功差异率等概念，定量表征织物10次弯曲与反 复弯曲的之间的数量关系2. 2. 1 多次弯曲功衰减率多次弯曲功衰减率K汕是试样在1次弯曲后

的弯曲过程中的弯曲力对位移的积分值与“次弯 曲后的弯曲过程中的弯曲力对位移的积分值的差

值，对试样在1次弯曲后的弯曲过程中的弯曲力对 位移的积分值的百分数，该数值越大说明织物的抗

反复弯曲性越差，用数学公式表示为：10式中：r,1是织物在弯曲1次过程中弯曲力的积 010分值；1 F”是织物在弯曲1n次过程中弯曲力的积 0分值。根据表2〜9的弯曲曲线方程，计算得出经、纬 向多次弯曲功衰减率，如表10所示。表1。多次弯曲功衰减率经向纬向试样 编号.10 F”人側/% I-10 10F化 心曲/%1#22.0517. 9918. 418. 827. 3217.012#23.6219. 4417. 7022.6717. 6822.013#27.6720. 2826. 7122. 901& 2220. 434#44. 1923. 8446. 0538. 3322. 1742. 165#95. 7139. 2059. 0464. 1836. 4543.216#13(). 7443. 7566. 5481.6533. 6258. 82从表10可以看岀：1次弯曲的弯曲力与多次弯 曲的弯曲力之间具有一定的差距，说明用1次弯曲 的方法描述机织物的弯曲性能是不准确的，反复弯

曲的方式更能反映机织物在实际应用中的弯曲性能。同时，还可以看出：机织物纬向抗反复弯曲的性

能普遍优于经向，涤纶织物和纯棉织物抗反复弯曲 性能相对较好，羊毛织物抗反复弯曲性能最差。2. 2.2多次回复功衰减率多次回复功衰减率心収是试样在1次弯曲后

的回复过程中的弯曲力对位移的积分值与n次弯曲 后的回复过程中的弯曲力对位移的积分值差值，对

试样在1次弯曲后的回复过程中的弯曲力对位移 的积分值的百分数，该数值越大，间接说明织物的抗

反复弯曲性越差，用数学公式表示为：

f -fr.心a =--------J o -------------J 0 x 100%

(2)I F气J 0式中：「10F气是织物在弯曲1次过程中回复过程弯J 0曲力的积分值；「F'n是织物在弯曲n次过程中回复过程弯曲力的积分值'表II为织物经向、纬向多次回复功衰减率。表11多次回复功衰减率经向纬向试样 编号V'10L F”人冋复/ %/匕10

/儿10 J 0J心复/% 01#1(). 54& 5918. 5()4. 823.9717. 642#14. 1411. 6817.4012. 5110.5215. 913#19. 1415. 8217. 3514. 2912. 1714. 844#24. 4913. 2146. 0613.079.4727. 545#54. 8026. 7551. 1945.0527.7138.496#65. 6530. 5253. 5147. 8824. 9747. 85从表11可以看出：机织物纬向多次回复功衰减

率普遍小于经向多次冋复功衰减率.且羊毛织物的 多次回复功衰减率最大。说明6种试样中，6#试验

的抗反复弯曲的性能最差、、2.2.3头末次滞后功差异率头末弯曲功与冋复功差的差值的定义用式(3) 表示:第47卷第2期毛纺科技2019年2月Wool Textile Journal79 -(f10

- I 10 ^.) - (I 10 F” _

10F'”) (3)J o

J o J o J 0差值越大说明织物1次弯曲和反复弯曲的差 距越大，从一定程度上也可以说明，织物抗弯曲的实

际能力要好于1次弯曲所表现的出的抗弯性能、，头末次滞后功差异率p可以表示为:(4)式中：(「-10 - I-10尸J为1次弯曲中弯曲曲线和回

J 0 J 0复曲线围成的面积，可以认为是滞后力的积分值；(I 10 F” _ I 10F',,)为第\"次弯曲中弯曲曲线和回复J 0 J 0曲线围成的面积。用二者之间的差值对1次弯曲

滞后力积分值的百分率来定量分析反复弯曲中滞后

力的变化情况，数值越小，织物的抗反复弯曲能力越

强。弯曲滞后力积分差值率试验结果如表12 所示。表12弯曲滞后力积分差值率试样经纬向卩010编号~工申门/化r'°/匚f'OJ 0J 0经向22. 0510. 5417.99& 5918. 331#纬向8. 824. 827. 323.9716. 25经向23. 6214. 1419. 4411.6818. 142#纬向22. 6712. 5117. 6810. 5229. 53经向27. 7619. 1420. 2815. 8228. 263#纬向22. 9014. 2918. 2212. 1729. 73经向44. 1924. 4923. 8413. 2146. 044#纬向38. 3313.0722. 179.4749. 72经向95. 7154. 8039. 2026. 7569. 575#纬向64. 1845.0536. 4527.7154. 31经向130.7465. 6543. 7530. 5279. 676#纬向81.6547. 8833. 6224. 9774. 39从表10~ 12可以看出：同一种织物的经纬向在 反复弯曲过程中变化幅度相差不大，而不同类型的 织物变化范围较大，在毛织物、棉织物和涤纶织物

3类织物中.涤纶织物和纯棉织物的多次弯曲功衰 减率、多次回复功衰减率、头末次滞后功差异率都要

小于羊毛织物，验证了多次弯曲功衰减率、多次回复

功衰减率、头末次滞后功差异率符合织物实际弯曲 性能的特点，可以作为机织物反复弯曲性能测试

的指标。3结论通过自制的马鞍形试样夹对棉、涤纶及羊毛纤

维3大类6种试样进行了反复弯曲性能测试，通过

分析得到以下结论：① 机织物的1次弯曲曲线和10次反复弯曲的

曲线之间有较大的差距，多次弯曲能更准确的反映

织物的弯曲性能。根据Ghosh的四次多项式织物的 弯曲的理论，得到6种试样的经、纬向1次和10次

弯曲过程的拟合方程。② 针对机织物反复弯曲性能特点，提出了多次

弯曲功差异率、多次弯曲回复功差异率和头末次滞 后功差异率3项指标.通过对试样进行反复弯曲性

能进行测试，验证了 3项指标符合织物实际弯曲性 能的特点。由于试验所用机织物的种类较少，仍需

要选择更多样本进行试验，不断的完善机织物反复

弯曲性能的测试.参考文献：[1 ]张才前.涤纶仿毛长丝弯曲性能测试因素分析[J].毛

纺科技.2012,40(6) =55-57.[2 ]杨萍.纱线与织物的弯曲刚度研究[D].上海：东华大

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探[J].纺织学报,2004. 25(2) ：76-78.]4 KANG Taejin, JOO Kiho. Analyzing fabric bucking

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效性研究[J].纺织报告,2015,34(8) :69-71.[6 ]张超峰.马鞍法织物弯曲性能测试方法研究[D].西

安：西安工程大学，2011.[7 ]郑天勇，吴珍，赵媛媛，等.Peirce机织物儿何结构模

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