UHMWPE纖維繩索的紡織工藝和力學性能研究.pdf

1、摘要超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纖維是繼芳綸、碳纖維之后的第三大高性能纖維，具有高強度、高模量、抗沖擊、耐酸堿腐蝕、耐磨損、低密度等優(yōu)點，在軍事工業(yè)、航空領域、民用領域均有不可替代的作用，繩索是UHMWPE纖維的最大應用領域之一。目前國內對UHMWPE纖維繩索的相關研究還較少，主要對UHMWPE纖維擰絞繩的力學性能進行了研究，對編織繩的研究很少，并且缺乏深入和系統(tǒng)的研究，為此本文對UHMWPE編織繩進行了系統(tǒng)的研究和分析。首先，對繩

2、索、UHMWPE纖維以及UHMWPE纖維繩索的特點、發(fā)展應用情況進行了介紹，然后對不同細度的UHMWPE纖維復絲材料拉伸性能、蠕變性能進行實驗測試和數學模型的理論分析。表明UHMWPE纖維是目前用于繩索編織的最優(yōu)材料，具有質量輕、高強度、高模量、低伸長的特性。其次，對UHMWPE繩索結構進行設計并簡單介紹了編織工藝過程。發(fā)現加捻捻度越低，繩索的強度越高，所以應盡可能的采用低捻度或無捻度纖維減少纖維用量及拉伸強度的損失，捻度在1525捻／

3、m為宜。通過對原料復絲和繩索結構參數的關系進行理論研究，得到每股的復絲根數N與繩索直徑的關系方程：N=D262(COSOr／(d281么)，這為繩索的實際生產提供了理論公式，大大減少了繩索設計過程中的人力和時間，具有重要的實際意義。最后，探討繩索工藝參數對繩索力學性能的影響，經實驗測試及理論分析表明繩索的斷裂強力隨節(jié)距的增大而增大，但當節(jié)距增大到一定數值后，繩索的強力逐漸趨向與某一定值；繩索的強力與繩索的結構和直徑有關，通過對節(jié)距和直徑

4、比值與強力關系研究，發(fā)現繩索的節(jié)距與直徑的比值大于12時，繩索強力最佳，這對于實際生產中繩索的結構優(yōu)化具有重要的意義和作用，可以很好的指導實踐；繩索經過1000次的疲勞拉伸后的強力都高于疲勞前的強力，繩索斷裂強力的提高率甚至達到107％。關鍵詞：UHIdWPE纖維；繩索；編織工藝；結構參數；力學性能certainvalueThetensilestrengthofropeiSatitbestwhentheratioofpitchanddi

5、ameterisgreaterthanorequalto12SoresearchingithasveryimportanttheoreticalsignificanceandpracticalvalueThecreepresistanceofropeanalysisdetectedgettingtheCreepcurvefittingequation，Wefoundthatthecreepofropemainlycausedbyordi