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纤维集合体,是指纺织纤维在各种纺织加工条件下形成的纱线、织物或非织造布总称。它伴随着人类文明的出现而产生(如原始人类使用的纤维毡)并伴随人类的存在而永远发展。在各种纤维集合体中,纤维间的摩擦和抱合是纤维集合体保持结构稳定的重要因素。纤维集合体力学研究在外力场下,由纤维变形和纤维间位移导致的纤维集合体变形及破坏。
柔性纤维集合体,其力学性能可以追溯到欧洲文艺复兴时期的Leonardo da Vinci和Galileo,将其上升到理论高度则是欧拉(Euler)和伯努利(Bernoulli)家族关于柔性细杆力学理论的研究,为这些理论数学美感所吸引,随后的研究者将发现的椭圆积分及各种弹性理论在由柔性纤维纱线组成的纺织材料中找到了它们更直接的应用。
查阅Todhunter, Pearson 的"A history of the theory of elasticity and of the strength of materials from Galileo to Lord Kelvin"这两本书文献索引,可以发现许多类似纺织材料类,例如:细线、绳索、杆、金属丝、螺旋弹簧等(strings, cords, bars, rods, wires, threads, helical springs)方面的研究文献,其代表内容成为今天纺织材料力学研究基础。1900年左右Peirce、Haas 和 Gegauffe 等开始研究如上所列纺织材料结构力学,1920年又开始研究织物及力学性能,这些工作是现代纺织材料结构力学的重要奠基石。系统研究纺织材料结构力学始于1945年二战结束前后一段时间,纺织材料结构力学自此开始成为一个分支学科,军用纺织产品高性能要求则促使这门学科诞生。纤维增强复合材料兴起与研究为纺织材料结构力学带来新问题,引入新内容。
纺织材料结构力学从结构出发,借用数学、力学手段,分析研究结构与力学表征指标间关系。由柔性纤维可以组成许多结构不同的纺织材料这种纤维集合体,数学、力学的发展又使研究这些结构的力学特性手段多样化,向更能反映实际结构、更高精度方向发展。因此新型纺织材料的出现和数学、力学方法的发展会使纺织材料结构力学研究不断更新。
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