一、概述

衣服在经过一段时间的穿用后，由于磨擦使纱线变细，织物内局部纱线受力断裂而形成裂缝。用作军服、蓬帆、降落伞、吊床等的织物，在使用中更易受到集中负荷的作用，使制品局部损坏而破裂；织物被物体勾住，或者织物的局部被握持，在外力作用下以致织物被撕成两半。织物受到的这样集中负荷作用下被撕开的现象，通常称为撕裂。织物的抗撕裂强度是纺织品的一项重要指标。测定这项指标使用的仪器称之为织物撕裂度测定仪。国外称之为爱尔门道夫 (Elmendorf)式织物撕裂度测定仪。织物撕裂仪可用于各种织物的撕裂强度测定。织物撕裂仪是所有纺织生产加工企业，以及纺织相关的检测机构必须使用的检测仪器。为保证仪器的准确性，必须进行周期检定。在现今国内，最普遍使用的检定方法是使用专用检定砝码代替试样撕裂。这种方法均适用于各种不同形状摆锤的机械或数字式织物撕裂仪。

 

摆锤式织物撕裂仪又称为埃尔门道夫式撕裂仪，是比较经典的传统仪器。它通过测量摆锤势能的减少量，折算为撕裂试样所用的功，按试样原始长度计算出平均撕裂力。由于它结构简单，使用方便，测试数据稳定等诸多优点，至今仍在纺织、造纸、包装等许多行业大量使用。随着现代材料科学、电子技术的发展试样性能发生了很大的变化，撕裂仪已向大量程、电子化、和自动化发展，外观、量程、功能都有很大的改变。过去常见的撕裂仪小量程多为0～ 16N(或1500gf)，大量程为～64N(或6000gf)；现在最小量程有0～2N，最大量程有0～ 300N。过去都是机械式仪器，随着电子技术的发展，撕裂仪已经电子化；并且出现了通过测量摆锤动能的减少量，计算平均撕裂力的仪器。大量程的仪器可以自动扬起摆锤；有的仪器可以自动校准零点；有的可以自动判断仪器与水平位置的差异，不必调整水平也可以准确测试；也有的可以自动测量摆锤的实际转动惯量等等。

 

从物理学的角度讲，摆锤式撕裂仪实质上是一个复摆(物理摆)。过去有很多地方或者我们习惯上称为“落锤式撕裂仪”，我认为还是称“摆锤式撕裂仪”更确切；并且可以区别于基于自由落体的落锤仪器，避免混淆。摆锤式撕裂仪实际测定的是试样被撕裂时的撕裂功，整个测试过程基于功能转换原理：通过测定撕裂试样前后摆锤减少的能量得到撕裂功，再根据撕裂原始长度去计算试样的平均撕裂力。它可以有几种渠道去实现。其一：测定摆的势能的衰减量，即测定摆工作前后重心的高度差得到摆势能的衰减量来计算撕裂力；其二：测定摆动能的衰减量，即测定在某一点撕裂试样前后摆角速度的变化计算出动能的衰减量来计算撕裂力。该文将基于测定摆势能衰减量的方法称为势能法；将基于测定摆动能衰减量的方法称为动能法。

 

二、计算原理
 

 

采用落锤式撕裂仪测出的撕裂强力是以撕裂试样时所消耗的功折算而来,可以说是织物撕裂的平均强力。撕裂试样的过程中所消耗的功是摆锤的势能转化而来的。摆锤在工作前后消耗的势能可分为两部分:撕裂试样的过程中所消耗的功和该过程中所有其他阻力所消耗的功。撕裂试样所消耗的功为平均撕裂力与做功行程的乘积;阻力所消耗功为这些阻力矩与摆的回转角度的乘积。如图,实线为初始状态,虚线为工作结束时的位置。作用原理的公式为：

 

mg ( h1 - h2 ) = FS +Mα

 

或m gΔh = FS +Mα (1)

 

式中: m—摆锤质量, kg

 

g—重力加速度，m / s

Δh—摆锤重心工作前后的高度差，m

 

F—试样平均撕裂力，N

 

S—撕裂试样力的做功行程，m

 

M—阻力矩，N·m

 

α—摆锤转角

对于α0 设计为固定值的电子式撕裂仪,与机械式一样,设计有阻力距调节装置,改变阻力矩以校准各量程零位。由于制造、锈蚀或使用中磨损等原因,阻力调节装置在不同的转角时其阻力并不均匀。有的仪器为了提高测量精度,减小随机性仪器误差,便设计为试验前实测并记忆α0 , 采用这种方法可以避免该不均匀性,这种仪器便没有阻力距调节装置。这种电子式撕裂仪,每次试验前要校验零位, 作不加试样的空白试验,记忆此时的α0 , 仪器按该数据计算撕裂力。有的仪器在记忆α0 时同时记忆β, 可以减小底板水平调节误差带来的影响,能够更好地保证测试精度,这种仪器试验前可以不必校准水平。

仪器推荐：YG033A型落锤式织物撕裂仪