紡織纖維的拉伸疲勞性質

由于纖維材料柔性的特點，纖維的拉伸疲勞、彎曲疲勞和扭轉疲勞是研究較多的內容。對于拉伸疲勞測試，下圖是典型的測試應力應變曲線。
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重復加載的幾種模式

圖（ａ）中材料在初始長度開始拉伸，拉伸伸長率是固定值。這種模式下的拉伸會使材料逐漸產生多余長度，使原來緊張拉伸的材料變得松垮，材料中的應力也逐漸松弛，隨測試循環增加，材料內應力逐漸減低，即這種測試方式很難使材料疲勞破壞，除非施加的伸長接近材料的斷裂伸長。圖（ｂ）是材料每次循環產生的多余伸長釋放，再施加相同的伸長率，使材料始終處于緊繃狀態，并且每次循環后材料的應力逐漸增加。圖是材料載荷循環測試方式，材料的應力上限維持不變，材料逐漸伸長失效，并且這種測試方式可以達到很高的加載頻率（如５０Ｈｚ）。

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8 f/ P' H" j% o9 f9 E7 V4 m2.常見纖維的疲勞失效壽命
在累積伸長加載方式下，常見纖維的疲勞失效壽命見表。
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累積伸長循環測試下紗線疲勞破壞的平均循環次數
( h3 ?  M$ J; R, |

施加伸長（％）	２．５	５	７．５	１０	１２．５	１５
黏膠纖維（ａ）	７９	—	６	—	—
醋酯纖維	３２０００	５８	—	６	—	—
錦綸	—	—	＞５×１０５	１１０００	２２０	１２
滌綸	—	＞５×１０５	１６０００	１８	７	—
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注?。ǎ幔椋矗埃サ睦w維在５×１０５次循環時失效。
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3.拉伸疲勞斷口形態
% m3 y$ H0 v* Z- M無論是何種疲勞方式，纖維將表現出不同的疲勞破壞形態，即纖維的斷口形態與一次性測試失效有明顯不同的特征。
4 n$ C7 R+ C. Z% ^5 u如圖1所示，纖維呈現端部被剝離撕裂的特征，主要是疲勞測試時出現橫向細微裂紋，裂紋轉向并沿長度方向擴展，直至纖維失效。通常一次性測試破壞纖維的表觀呈現Ｖ形凹口破壞特征。

圖1  錦綸６６拉伸疲勞失效的一對斷口
（測試條件：載荷范圍處于０～６０％斷裂應力，加載頻率為５０Ｈｚ，循環次數為５８０００

滌綸的拉伸疲勞斷口形態如圖2所示，并且其測試條件與圖1中的錦綸一樣，在圖中表現出纖維的縱向劈裂擴展和表現的環狀凹陷。

圖2   滌綸拉伸疲勞破壞