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負泊松比功能(néng)性針織物的開(kāi)發(fā)路年與應用
發(fā)布日期:2016-12-02 浏覽次數:2170

材料的泊松比定義為垂直于載荷方向(xiàng)的應變與載荷方哥章向(xiàng)的應變之比的負值,用公式表示為v=-εy事黃/εx,其中,εy表示載荷方向(xiàng)的應變,εx表示垂直于載荷方向(遠有xiàng)的應變。通俗來講,負泊松比材料在一個方向(xi那報àng)受到(dào)拉伸時(shí),長睡垂直于該方向(xiàng)變寬;在一個方向(xiàng)受到(dào)壓縮呢友時(shí),垂直于該方向(xiàng)變窄,故又稱為拉脹材料。

通常大多數材料的泊松比值都(dō謝看u)為正,約為1/3,而橡膠類材料為1 /2,件會即這(zhè)些材料在拉伸時(shí)橫向(xiàng)錢東發(fā)生收縮。而負泊松比效應(NPR),是指受拉伸時(shí)材料在是報彈性範圍内橫向(xiàng)膨脹,船匠受壓縮時(shí)橫向(xiàng)反而發(fā)訊什生收縮。這(zhè)種(zhǒng)現象在熱力學(xué)上是可能(néng樹會)的,但通常材料中并沒(méi)有普遍觀察到(dào)負泊松了姐比效應的存在。近年來發(fā)現的一些特殊結構的材料具有負泊松比效應,由于其獨年和特的性能(néng)而倍受材料科學大短(xué)家和物理學(xué)家們的重視,利用紡織技術開(k章視āi)發(fā)NPR材料的研究和應用也越來越引起(q視銀ǐ)關注。

目前,設計生産負泊松比紡織材料有兩(liǎng)如都種(zhǒng)方法。第一種(zhǒng)方法是將(jiāng)具有增玩在大效果即具有負泊松比效應的紗線編織成(c國冷héng)織物。另一種(zhǒng)方法是使用傳紙理統纖維編織成(chéng)具有增大效果的織物結構。針織物由于其訊嗎自身結構的靈活性而利于開(kāi)發(fā)負泊松比織物公跳,負泊松比織物在經(jīng)編和緯編領域都(dōu)藍筆有所發(fā)展,尤其是在經(jīng)編間隔織相廠物和橫編織物方向(xiàng)。

負泊松比二維經(jīng)編織物:采用高彈性紗線襯入常子玩規經(jīng)編六角網眼,下機後(hòu劇了)高彈性紗線自然回縮,帶動原六角網眼收縮,形成(chéng媽少)内凹形的六角網眼。對(duì)其施加縱向(xiàng)拉伸力時(筆友shí),彈性紗作用下收縮後(hòu)的内凹六角網眼就錢門(jiù)會(huì)展開(kāi),呈現拉脹效道少應。

負泊松比三維經(jīng)編織物:通過(guò)對(duì)織林我物組織的設計和後(hòu)整理措施,使六角網眼發(fā)生有序在綠的左右歪斜,在充分收縮的前提下進(jìn)行定形整理,使其習店變形更加穩定,持續性更久。在受到(dào)拉伸時(shí著知),與常規狀态下的六角網眼經(jīng)道錢編間隔織物就(jiù)呈現出截然相反的變形。目前已研究出的經(jī這車ng)編間隔織物不僅在織物平面(miàn)内具有拉脹性廠分能(néng),在織物厚度方向(xiàng)同樣(y資土àng)具備該性能(néng),與常規間隔織物相比理熱,它還(hái)具有更好(hǎo)的球面(店兵miàn)貼合性。


負泊松比二維緯編(橫編)織物:坐一可利用電腦橫機良好(hǎo)的成(chén動通g)形性,沿著(zhe)橫列方向(xiàng)些黑連續編織單獨的矩形單元,并使它們時花在頂點處相互連接,第一橫列和最水家後(hòu)一橫列均使用高強彈性橡膠紗,使用彈性橡膠紗連接矩形單元可下章有效增強結構受拉伸後(hòu)的回複性能(néng)。其模型結構你器在兩(liǎng)個主方向(xiàng)上均具有負請為泊松比性能(néng),而在生産出的實際妹北織物中隻有在橫向(xiàng)受到(dào民議)拉伸時(shí)才具有負泊松比性能(nén時刀g)。

負泊松比三維緯編(橫編)織物:折疊結構的針織物可以通過(guò)正反線圈的結志長合而獲得。正反線圈鋸齒形排列形成(chéng)的織物會(hu冷年ì)發(fā)生皺折收縮形成(chéng)鮮明的三維立體效果,折海好疊展開(kāi)後(hòu)結構變大,展現出負泊松比效應。織物越彎折,其曲朋海折紋路越密集,負泊松比效應越明唱國顯。後(hòu)來又提出了正反線圈矩形排列形成(chéng)的織物和校鄉正反線圈在水平和豎直方向(xiàng)拿個上條形排列形成(chéng)的織物。


負泊松比針織物的應用主要有以下幾個方面(miàn)。

1. 防護用紡織品

由于負泊松比材料具有良好(h水她ǎo)的能(néng)量吸收性和形技來狀貼合性,它可适用于防護服裝和裝備,如賽車、賽馬、滑冰等危險性較高愛放的運動中,可減少沖擊力對(duì)人體造成(chéng)的傷害。是就護具一般都(dōu)用于手肘、膝蓋等人體易受傷部位,而目前多由透樂男氣性較差的泡沫制成(chéng)。三維負還技泊松比織物透氣性優良,受彎曲時(shí)可呈現圓拱形,與人體手美飛肘和膝蓋的形狀更易貼合,提高了人體舒适性和活動自由度秒資。同樣(yàng),該種(zhǒng)織物還(hái)畫吃可用于防震手套、防彈背心等領域。


2. 特定需求用紡織品

童裝、孕婦裝、女性文胸等尤其需要織物的負泊松比性們司能(néng)。負泊松比織物易于在橫向(xiàng)些樂和縱向(xiàng)同時(shí)延伸,使訊空得合身的衣服可供小孩穿較長(ch也業áng)時(shí)間,避免頻繁購買的同時(shí)吃體也保證合身性。孕婦裝的腰腹部采用負泊松比織物可自然地形成(音員chéng)貼合腹部形狀的圓拱形,同時(shí)不會(huì花場)産生太大壓力。同樣(yàng),負泊松比間隔織物可生産無需過(g又做uò)多裁剪的女性文胸,其球面(照麗miàn)貼合性優于傳統織物,透氣透濕性也優于傳統海綿。

3. 醫用紡織品

在生物醫學(xué)領域,負泊松比織物還(hái)可用于脊筆件柱内固定器、人造成(chéng)形瓣膜、人造血管、食管内支架等費去。與傳統的人造血管不同,管狀負泊松比織中學物制成(chéng)的人造血管在收到(dào)拉伸時(愛務shí)直徑可變大,很大程度上緩也空解由于動脈硬化、血栓等疾病對(duì)人體造成(ché上師ng)的危險。另外,負泊松比織物還(hái)可制作醫用智下請能(néng)繃帶,在繃帶内攜帶不同功能(né可數ng)的藥劑,可根據傷口腫脹的程度釋放出相對(d務街uì)應的藥物,輔助傷口愈合。

4. 複合材料增強結構

將(jiāng)負泊松比織物作為複合材料增強體,議子如用于制造夾芯闆,可大大提高其安全性。用于防爆窗簾,的爸可在受到(dào)爆炸發(fā)散呢能出的沖擊波時(shí)有效捕捉随之而來的各種(zhǒng)碎們雨片。由于其良好(hǎo)的球面(miàn)貼合性,該種(z廠冷hǒng)材料在用于頭盔中,在一定程度上緩解沖擊力,盡量減小腦得對(duì)頭部的傷害。

5. 車用紡織品

將(jiāng)負泊松比織物用于汽車安全帶,當人體在匠火慣性條件下向(xiàng)前傾樂動倒時(shí),一般的安全帶在受到(dào市樹)拉伸時(shí)會(huì)變窄,而負泊松離國比材料的安全帶會(huì)整體擴展,從而減弱沖擊壓力集中對(duì)湖還人體造成(chéng)的傷害。另外,這(zhè)報哥種(zhǒng)材料還(hái)可用于煙民兒童座椅面(miàn)料,目前村黑兒童座椅中多采用海綿面(mià銀店n)料,倘若采用負泊松比材料作為兒童座椅面(mi中很àn)料以及兒童安全帶,不僅可以提高其舒适度,而且在安全性方面(miàn)視照也有很大提升。

6. 其他應用領域

在其他領域方面(miàn),孔隙結構的負泊松比材料,如内凹蜂窩狀器暗材料,在受到(dào)拉伸時(shí)孔隙會(huì)在雙向(xiàng鐘湖)都(dōu)展開(kāi),可用于過(guò)濾器中;另外,由于也行其體積模量較低,它可用于傳感器中還說,如水聽器等。在航空領域,它還(hái)可以用于航天器發(fā)動機的風小校扇葉片、熱防護材料、飛機前錐部分、翼段等。負泊松比材料制成(機黃chéng)的緊固件比常規材料更易于安裝插入,其徑向白朋(xiàng)尺寸在一定公差内可比孔大,安裝時(shí)受到(dà不自o)軸向(xiàng)壓力使其直徑也變小,從而便于安吧電裝。安裝好(hǎo)後(hòu)去除軸向(xi空日àng)壓力,在軸向(xiàng)延伸的黃懂同時(shí)發(fā)生徑向(xiàng)延伸,從而可以防止緊固件的滑移做場。

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