Modeling Stretching-Relaxation Properties of Yarns

• Autorzy: Shi F. J.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie właściwości włókien poddanych rozciąganiu i relaksacji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper, the stretching-stress relaxation properties of polyester/viscose and regenerated bamboo fiber/cotton blended yarns are studied. Based on the Boltzmann superposition principle, the stretching-stress relaxation process of the yarns is analysed using the standard linear solid model. Theoretical equations of the stretching-stress relaxation process are deduced. Stretching-stress relaxation experiments were made under two different conditions, that is, the yarns were stretched to a definite strain at different rates of straining and to different strains at the same strain-rate. Regressive equations of stress relaxation and correlation coefficients of the yarns are calculated. Theoretical expectations display very good agreement with the experimental observations, indicating that the standard linear solid model can be used to describe the stress relaxation properties of yarns under lower strain conditions. It can also be found from the experimental and theoretical results that the higher the strain-rate and larger the maximum strain, the lower the relaxation time.

PL

Zbadano właściwości rozciągania i relaksacji naprężeń przędz poliestrowo-wiskozowych i z mieszanek bawełny z włóknami „bambusowymi” (regenerowanej celulozy bambusowej). W oparciu o zasadę superpozycji Boltzmanna analizowano proces rozciągania-relaksacji naprężeń przędz za pomocą standardowego liniowego modelu Zenera. Wyprowadzono teoretyczne równania procesów rozciągania i relaksacji naprężeń. Badania przeprowadzono dla dwóch różnych warunków: przędze rozciągano do określonego naprężenia, przy różnych prędkościach rozciągania oraz do różnych naprężeń, przy tej samej prędkości. Obliczono równania regresji relaksacji naprężeń oraz współczynniki korelacji przędz. Teoretyczne oczekiwania są zgodne z obserwacjami eksperymentalnymi, co oznacza, że standardowy model liniowy może zostać zastosowany do opisu właściwości relaksacji naprężeń w przędzach przy niższych wartościach odkształceń. Wyniki teoretyczne jak i eksperymentalne wskazują również, że im większa prędkość rozciągania i większe obciążenie maksymalne, tym krótszy czas relaksacji.

Słowa kluczowe

EN

yarn; viscoelasticity; standard linear solid model; stress relaxation

PL

przędza; lepkosprężystość; standardowy liniowy model; relaksacja naprężeń

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 21, no. 2 (98)
• Strony: 51--55
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Shi F. J.

• School of Civil Engineering and Communication, North China University of Water Resources and Electrical Power, Zhengzhou, P. R. China

Bibliografia

• 1. Morton WE, Hearle JWS. Physical Properties of Textile Fibers. 3rd ed. The Textile Institute, Manchester, 1993, pp. 481-501.
• 2. Postle R, Carnaby GA, Jong SD. The Mechanics of Wool Structures. Ellis Horwood Limited, Chichester, 1988.
• 3. Tao XM, Lo WK, Lau YM. Torquebalanced Singles Knitting Yarns Spun by Unconventional Systems. 1. Cotton Rotor Spun Yarn. Textile Research Journal 1997; 67(10): 739–746.
• 4. Chapman BM. Model for Crease Recovery of Fabrics. Textile Research Journal 1974; 44(7): 531–538.
• 5. Hu J, Shi F. Wrinkle Recovery Angle of Woven Fabrics. Textile Asia 1999; 30(4): 68-70.
• 6. Manich AM, Decastellar MD. Elastic Recovery and Inverse Relaxation of Polyester Staple Fiber Rotor Spun Yarns. Textile Research Journal 1992; 62(4): 196–199.
• 7. Nachane RP, Hussain GFS, Iyer KRK. Inverse Relaxation Stress Recovery in Cotton Fibers and Yarn. Textile Research Journal 1982; 52(7): 483–484.
• 8. Nachane RP, Hussain GFS, Patel GS, Iyer KRK. Inverse Relaxation in Spun Yarns. J. Appl. Polym. Sci. 1986; 31(4): 1101–1110.
• 9. Fancey KS. A Mechanical Model for Creep, Recovery and Stress Relaxation in Polymeric Materials. J. Mater. Sci. 2005; 40(18): 4827–4831.
• 10. Kothari VK, Rajkhowa R, Gupta VB. Stress Relaxation and Inverse Stress Relaxation in Silk Fibers. J. Appl. Polym. Sci. 2001; 82(5): 1147–1154.
• 11. Nachane RP, Sundaram V. Analysis of Relaxation Phenomena in Textile Fibers. 2. Inverse Relaxation. Journal of the Textile Institute 1995; 86(1): 20–32 .
• 12. Nachane RP, Sundaram V. Analysis of Relaxation Phenomena in Textile Fibers. 1. Stress–Relaxation. Journal of the Textile Institute 1995; 86(1): 10–19.
• 13. Liu HL, Yu WD, Jin HB. Modeling the Stress– Relaxation Behavior of Wool Fibers. J. Appl. Polym. Sci. 2008; 110(4): 2078–2084.
• 14. Gupta VB, Rao DR. Stress–Relaxation Studies on Wool Fibers. J. Appl. Polym. Sci. 1992; 45(2): 253–263.
• 15. Asma El Oudiani, Ben Sghaier, Slah M’sahli, Yassin Chaabouni and Faouzi Sakli. Elastic Recovery and Viscoelastic Behavior of Agave americana L. Fibers. Text Res J 2009; 79: 166-178.
• 16. Fancey KS. A Mechanical Model for Creep, Recovery and Stress Relaxation in Polymeric Materials. J Mater Sci 2005; 40(18): 4827–4831.
• 17. Vangheluwe L. Relaxation and Inverse Relaxation of Yarns After Dynamic Loading. Text Res J 1993; 63(9): 552–556.
• 18. Chen Lingyan Wang, Ni Yu, Jianyong, Cheng Longdi. Stress relaxation of bamboo pulp yarns with different structures (in Chinese). Journal of Xi’an Polytechnic University 2010; 24; 1: 1-4.
• 19. Manich AM, Maillo J, Cayuela D, Gacen J, de Castellar MD, Ussman M. Effect of the Air-jet and the Falsetwist Texturing Processes on the Stress–Relaxation of Polyamide 6.6 Yarns. J Appl Polym Sci 2007; 105(5): 2482–2487.
• 20. Manich AM, Marino PN, De Castellar MD, Saldivia M, Sauri RM. Viscoelastic Modeling of Natural and Synthetic Textile Yarns. J Appl Polym Sci 2000; 76(14): 2062–2067.
• 21. Zou ZY. Study of the Stress Relaxation Property of Vortex Spun Yarn in Comparison with Air-jet Spun Yarn and Ring Spun Yarn. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2012; 20; 1(90): 28-32.
• 22. Liu H, Tao XM, Choi KF, Xu BG. Analysis of the Relaxation Modulus of Spun Yarns. Text Res J 2010; 80(5): 403–410.
• 23. Masaru Matsuo, Tomoko Yamada, Noriko Ito. Stress Relaxation Behavior of Knitted Fabrics under Uniaxial and Strip Biaxial Excitation as Estimated by Corresponding Principle between Elastic and Visco-Elastic Bodies. Textile Research Journal 2006; 76: 465-477.
• 24. Demidov AV, Makarov AG, Stalevich AM. A version of modeling of nonlinearhereditary viscoelasticity of polymer materials. Mechanics of Solids 2009; 44; 1: 122-130.
• 25. Serwatka A, Bruniaux P, Frydrych I. New Approach to Modeling the Stress-Strain Curve of Linear Textile Products. Part 1–Theoretical Considerations. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2006; 14, 1(55): 30-35.
• 26. Serwatka A, Bruniaux P, Frydrych I. Modeling the Stress-strain Curve of Textile Products. Part 2 – Simulation of Real Stress-strain Curves. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2007; 15, 3(62): 60–62.