棉纤维集合体压缩力传递规律分析与研究

为获得棉纤维集合体的轴侧向压缩力传递规律,利用万能试验机压缩方筒内的棉纤维集合体,用7路压力传感系统时时采集棉纤维集合体上、中、下6个层位的轴向压力及侧向1个位置的压力,分析棉纤维集合体轴侧向压力之间的关系。结果表明:棉纤维集合体内部的压力自上而下递减,侧向压力远低于轴向压力。相邻两传感器压差曲线可分为排空、内部调整、弹塑性变形3个阶段。第1和第3阶段压差与应变变化规律极强,存在较佳的线性关系。棉纤维集合体的相对密度与其轴侧向压力的相关性较好,相关系数均大于0.9。棉纤维集合体的轴侧压力比值K与其相对密度呈线性函数关系,相关系数达0.957 9。     

抽拔作用下棉纤维集合体压力与摩擦力的变化规律

为了研究棉纤维集合体的力学性能,利用万能试验机抽拔亚克力圆筒内夹持态的棉纤维集合体,薄膜压力传感器采集棉纤维集合体的轴向压力,万能试验机传感器采集棉纤维集合体与圆筒的摩擦力,分析棉纤维集合体的压力与摩擦力的变化规律。结果表明:棉纤维集合体内部压力分布不均匀,棉纤维集合体摩擦力使其轴向压力发生波动形成压差。棉纤维集合体相对密度与轴向压差、摩擦力均存在极佳的相关性。棉纤维集合体的相对密度是决定其内部压力和摩擦力的重要指标。     

压缩和回弹及极板放置对棉纤维电阻测试的影响

利用自制的纤维压缩装置研究棉纤维集合体电阻测试过程中压缩和回弹以及极板放置方式对测试数据的影响,为提高棉纤维回潮率和电阻测试的准确性和重现性提供参考。通过实验发现:测试时棉纤维集合体的电阻与体积密度近似成反比关系;纤维体积密度较大时,纤维集合体的密度可以通过压缩和压缩后回弹2个过程得到,在相同体积密度条件下,压缩过程的体积电阻率小于回弹过程的体积电阻率;棉纤维集合体沿压缩方向的体积电阻率与沿垂直压缩方向的体积电阻率之间存在一定的差异,随着体积密度的增加,二者的差异有一定增加。在10 V测试电压下,沿垂直压缩方向的体积电阻率相对较小。体积密度比较大时有利于棉纤维的电阻测试。棉纤维集合体在压缩过程中测试才能获得准确和稳定的数值。     

基于三维编织模型的棉纤维集合体压缩过程有限元建模与仿真

为分析棉纤维集合体在压缩过程中纤维受力情况来提高棉花压缩打包的质量,结合三维编织复合材料的细观几何建模思想,将具有相同圆形截面的棉纤维束按照三维四向编织复合材料的纤维分布进行排列,构建新的棉纤维集合体模型。将该模型应用于棉纤维集合体压缩过程分析,研究了棉纤维集合体压应力与相对密度的变化关系及棉纤维应力变化情况,分析了回潮率对棉纤维集合体压应力的影响。结果表明：随回潮率的升高,棉纤维集合体应力呈现先降低后升高的趋势,当回潮率位于8.8%～12.3%之间时,棉纤维应力最小;仿真结果与试验结果相符,说明该棉纤维集合体模型具有合理性。     

棉纤维集合体压缩性能研究

探讨棉纤维集合体压缩量、体积质量与压缩力的关系。介绍了纤维集合体压缩性能理论,以南疆手摘棉纤维集合体为原料,在不同棉纤维集合体添加量、加载次数、加载速度和种类的条件下,测试了棉纤维集合体压缩量和体积质量与压缩力的关系。结果表明:棉纤维集合体压缩量增加压缩力上升,棉纤维集合体体积质量与压缩力呈显著线性关系。单因素对比试验发现,棉纤维集合体添加量、加载速度、加载次数和种类对压缩力有显著影响。认为:棉纤维集合体压缩性能研究可对棉纤维集合体的生产加工、制品包装环节生产实践提供理论指导。     

棉纤维集合体摩擦力测定与分析

为了研究棉纤维集合体的摩擦性能,利用万能试验机提拉亚克力圆筒内的棉纤维集合体,获得棉纤维集合体与亚克力圆筒之间的摩擦力变化规律。结果表明,棉纤维集合体的摩擦存在显著的黏滑现象。随着棉纤维集合体相对密度增大,摩擦力增加,相对静摩擦因数先增后降,其黏滑性下降。随着加载速度的增加,棉纤维集合体静态摩擦阶段曲线基本一致,棉纤维集合体的动态摩擦阶段曲线由较规律的波动转变为不规则波动,且动态摩擦力的波动幅度上下限逐渐减弱。棉纤维集合体的摩擦力、摩擦因数的变化规律与Stribeck曲线相吻合。     

基于X射线断层扫描的纤维集合体结构研究

研究棉纤维集合体受压后的微观结构变化。采用X射线计算机断层扫描技术,从堆砌密度、孔隙结构和分形维数3个方面,对棉纤维集合体压缩前后的微观结构及其变化规律进行了系统的研究和表征。结果表明:随机任意排列的棉纤维集合体在压缩过程中,堆砌密度增大,且沿受力方向略有波动;压缩后总孔隙率降低,但闭孔隙率和闭孔半径增大;压缩后棉纤维集合体的分形维数增大。认为:分形维数是描述复杂结构的有效手段,纤维集合体分形维数与堆砌密度之间存在高度的线性相关性。     

基于有限元方法的平房仓中小麦堆的密度分布研究

选定剑桥修正模型作为小麦堆的应力与应变关系本构方程,使用有限元方法计算平房仓中小麦堆的应变分布值,由应变值计算出平房仓中小麦堆的密度分布值。结果表明：小麦储藏在平房仓中,其堆密度分布是不均匀的。在同一含水率下,小麦平均层密度随着粮层深度的增加而增加,增加率随粮层深度的增加而减小;在同一粮层下,小麦的堆密度随距仓壁的距离减小而减小,在粮仓的拐角处小麦堆密度达到该层的最小值,当粮层深度越深,小麦堆层密度分布越不均匀;平房仓内小麦的平均堆密度随着含水率的增加而减小,平均堆密度相对于无压缩密度的增加率随含水率增加而增大;由剑桥修正模型计算出的数据拟合了平房仓中小麦平均层密度与粮层深度、含水率之间的关系方程。实仓验证得到：该模型计算的平房仓中小麦的重量与实仓内账面小麦重量的误差小于1.64%。     

棉纤维集合体电流弛豫的影响因素

为测试棉纤维电导性能和回潮率,利用自制散纤维压缩装置以及LabVIEW的电流测试系统,研究了体积密度、电压、相对湿度以及温度对棉散纤维集合体电流驰豫的影响。通过实验发现：随着体积密度的增加,棉纤维集合体电流从峰值到稳定所需时间增加;随着测试电压的升高,纤维电流从峰值到稳定所需时间缩短;随着相对湿度的增加,纤维电流从峰值到稳定的时间缩短;随着温度的升高,纤维电流从峰值到稳定所需时间缩短。为了快速准确地获得纤维电导,测试时间需要根据棉纤维的集合状态,所施加的电压,空气温湿度而定。     

木棉/低熔点纤维成絮复合浮力材料的研发

木棉纤维集合体作为浮力材料具有许多优点。但如长时间使用或在存放条件下会由于纤维间的滑移而被压缩，影响浮力性能。文章通过试验分析指出利用低熔点纤维把木棉固结成絮，不仅可改善木棉纤维集合体的浮力，且比木棉，三维卷曲中空涤纶混配集合体具有更好的耐压缩性能，能提供更大的浮力倍数。     

基于ANSYS CFX的棉纤维马克隆值的建模与仿真

为探究棉纤维马克隆值与棉纤维质量关系紊乱的原因,取棉纤维的平均直径和成熟度为自变量,推导棉纤维气流仪工作的原理方程。选择6种棉样进行实验,通过测量棉纤维在等压差、等密度情况下的入口流量和马克隆值,采用中段称重法和显微镜法分别测量棉纤维的线密度和成熟度,将该值与利用公式计算的流量值进行比较分析。结果表明,等压差下通过气流入口的流量值与棉纤维成熟度和直径乘积的平方大致成正比。仿照棉纤维的结构,根据直径和成熟度构造棉纤维透气性模型,利用ANSYS CFX仿真软件进行仿真。仿真结果与实验值的最大相对误差为7.92%,证明了该模型的有效性,为修正棉纤维的Kozeny-Carman常数,进一步提高计算准确率提供参考。     

水刺工艺对竹浆纤维原纤化性能的影响

为了解水刺加工过程中加工工艺对竹浆纤维原纤化性能的影响,实验采用3种不同线密度的竹浆纤维,在水压、水刺头数量、水刺距离、生产速度等工艺改变的情况下,通过测定竹浆纤维产品的原纤化指数,研究加工工艺和竹浆纤维原纤化的关系。实验结果表明：随着纤维线密度的增加,纤维的原纤化程度增加;在线密度相同的条件下,随着水刺压力的增加,纤维原纤化呈上升趋势;随着水刺距离和生产速度的增加,产品的原纤化呈下降趋势;水刺头的数量对竹纤维的原纤化影响不是很明显。     

Oil Spill Cleanup by Hydrophobic Natural Fibers

This article evaluates and compares on oil wetting and sorption performance of three natural fiber assemblies made by kapok, cattail and cotton fibers in application of absorbing vegetable oil. The three fibers were naturally hydrophobic and oleophilic. The water stood on the fibers’ surfaces with the contact angles between 120° and 145°, while oil droplet disappeared quickly from the fibers’ surfaces within several seconds. When applied as the oil sorbents, it was found that the three fiber assemblies showed quick oil uptake. Among them, kapok fiber assembly showed exceptionally high oil sorption and retention capacity. The presence of big hollow lumens which contributed to 77 % of the fiber’s volume was the important reason for this. Cattail fiber was bamboo-shaped. The fiber was short (3–11 mm). However, the formation of numerous of bamboo-liked lumens between neighboring fibers in cattail fiber assembly contributed to it quick oil sorption and excellent oil retention capacity, despite of relatively low oil absorbency. Although faster oil spreading comparing to kapok fibers, cotton fibers showed much lower oil absorbency and retention capacity, due to its collapsed lumens which considerably reduced its available pores for oil sorption.     

Two‐way prediction of cotton yarn properties and fiber properties using multivariate multiple regression

This paper explains the feasibility of two‐way prediction by developing direct models relating fiber to yarn and reverse models relating yarn to fiber using multivariate methods simultaneously. These models evaluate the dependencies of cotton yarn properties on fiber properties and vice versa with minimum random errors and maximum accuracy. To this end, cotton fiber properties were measured from rovings carefully untwisted. An HVI system and an evenness tester of premier were used to measure the various properties. The samples of cotton yarns (108 samples) produced yarn counts ranging from 16 to 32 Ne with optimum twist factor. In this study, effective variables were selected by multivariate statistical test (m‐test). Then, multivariate analysis of variance (MANOVA) was used for evaluating the significance of obtained models. Next, the optimal separate equations were determined through multivariate multiple regression. After solving the linear equation system, a reverse model was achieved. By selecting fiber properties and machine factors as appropriate variables, the relative importance of these factors was also investigated. The results showed that the obtained equations were significant at the significance level α = 0.01.     

聚酯/聚酰胺及其棉混纺织物的染色性能

通过测试聚酯/聚酰胺织物（以下简称改性聚酯）的沸水收缩率,改性聚酯/棉(65/35)混纺织物的最佳前处理条件,改性聚酯织物常压染色和改性聚酯/棉织物分散/活性染料一浴一步法染色的K/S、色牢度,对新型改性聚酯及其棉混纺织物的染色性能进行了研究。实验结果表明：染前热定型后,改性聚酯及其棉混纺织物的经向、纬向收缩率都低于5%;改性聚酯/棉织物的前处理优化工艺条件为：双氧水4g/L、精炼剂3g/L 、NaOH4g/L;改性聚酯织物可以常压染色;改性聚酯/棉分散/活性染料一浴一步碱性染色匀染性良好,染色样品的熨烫、日晒、干摩擦牢度都达到4级及以上。     

紫外线辐照对棉纤维结构与性能的影响

为了探究UV辐照对棉纤维结构与性能的影响,详细分析了棉织物经不同时间的功率密度为100w/cm的UV照射后,棉织物的表面形态、聚合度、力学性能、热稳定性、白度的变化。结果表明：辐照时间的增加会使棉纤维结构与性能的损伤增大,当辐照时间达到30s,棉纤维的表面被刻蚀,表面粗糙度增加;在初始裂解阶段棉纤维的失重率略微增加,棉纤维最大失重速率温度下降8℃,热稳定性有所下降;棉织物白度下降7%,织物泛黄;棉纤维素大分子中共价键C―C、C―O断裂,棉织物的经向断裂强力下降约21%,纬向断裂强力下降约10%;棉纤维聚合度从692下降到140。随着辐照时间的进一步增大,棉纤维结构与性能的损伤程度增加会更大。