[论文解读] Experimental Investigation on Tensile Strength of Jacquard Knitted Fabrics

Raluca Brad, Milena Dinu|arXiv (Cornell University)|Oct 25, 2015

Textile materials and evaluations参考文献 12被引用 3

一句话总结

本研究通过在V床针织机上使用100% PAN纱线，实验评估了三种双色罗纹结构提花针织物——背条提花、斜纹背提花和双层3×3罗纹——的抗拉强度和伸长率。双层织物表现出最高的抗拉强度和最佳的机械性能，其次为斜纹背提花和背条提花；由于罗纹沉降针 loop 的对齐，斜纹背提花结构在倾斜方向上表现出更优的断裂抗力。

ABSTRACT

An objective approach to select the best fabric for technical and home textiles consists in mechanical properties evaluation. The goal of this study is to analyze the behavior of knitted fabrics undergoing stretch stress. In this respect, three types of 2 colors Rib structure (backstripes jacquard, twillback jacquard and double-layered 3x3 rib fabric) have been presented and tested for tensile strength and elongation on three directions. First, the elasticity and the behavior of knitted Rib fabrics were described The fabrics were knitted using 100% PAN yarns with Nm 1/15x2 on a E5 CMS 330 Stoll V-bed knitting machine, and have been tested using INSTROM 5587 Tensile Testing Machine in respect of standards conditions. After a relaxation period, 15 specimens were prepared, being disposed at 0°, 45° and 90° angles to the wale direction on the flat knitted panel. The tensile strength and the elongation values were recorded and mean values were computed. After strength and tensile elongation testing for 3 types of rib based knitted fabrics, one can see that the double layer knit presents the best mechanical behavior, followed by birds-eyebacking 2 colors Jacquard and then back striped Jacquard. For tensile stress in bias direction, the twillbacking Jacquard has a good breakage resistance value due to the higher number of rib sinker loops in structure that are positioned on the same direction with the tensile force. The twillbacking Jacquard structure could be considered as an alternative for the base material for decorative and home textile products.

研究动机与目标

• 评估针织提花织物在抗拉应力下的机械行为。
• 比较三种双色罗纹结构针织物（背条提花、斜纹背提花和双层3×3罗纹）的抗拉强度和伸长率。
• 基于机械性能，确定最适合技术纺织品和家用纺织品应用的织物结构。
• 分析相对于针距方向，在0°、45°和90°方向上的机械性能方向依赖性。

提出的方法

• 使用100% PAN纱线（Nm 1/15x2）在E5 CMS 330 Stoll V床针织机上编织织物。
• 采用INSTRON 5587机器在标准条件下进行抗拉测试。
• 在平针织物板上，以相对于针距方向0°、45°和90°的角度制备了十五个试样。
• 记录抗拉强度和伸长率数值，并为每种织物类型和取向计算平均值。
• 研究重点分析了结构差异，特别是罗纹沉降针 loop 的排列方式，以解释机械行为。
• 通过分析结果，按机械性能对织物进行排序，并识别在特定受力方向下的结构优势。

实验结果

研究问题

• RQ1 双层3×3罗纹针织物的抗拉强度与其它双色提花结构相比如何？
• RQ2 罗纹沉降针 loop 的取向对抗拉载荷下斜纹背提花织物的抗拉性能有何影响？
• RQ3 哪种针织物结构在45°倾斜方向上表现出最高的抗断裂能力？
• RQ4 针织物的机械性能如何随相对于针距方向的取向而变化？
• RQ5 哪些结构特征导致双层针织物具有更优的抗拉强度？

主要发现

• 双层3×3罗纹织物在所有测试织物中表现出最高的抗拉强度。
• 由于罗纹沉降针 loop 与拉力方向对齐，斜纹背提花结构在45°倾斜方向上表现出最佳的断裂抗力。
• 背条提花织物在三种织物类型中表现出最低的抗拉强度和伸长率。
• 抗拉强度显著受取向影响，相对于针距方向，0°和90°方向的数值最高。
• 双层结构通过增强交织作用和载荷分布，提供了更优的机械性能。
• 由于其在倾斜方向上优异的抗力，斜纹背提花结构是装饰品和家用纺织品应用的可行替代方案。