Study of the effect of temperature and relaxation time on the force‐strain characteristics of textile yarns upon tensile loading

• Published in: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 2022-04, Vol.53 (4), p.402-412
• Main Authors: Krmela, J., Krmelová, V., Dubec, A., Skalková, P., Gavendová, M.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Cords; Elastizität; Elastomers; Mechanical properties; Polyamid 6.6; polyamide 6.6; Polyamide resins; relaxation; Relaxation time; Strain; Stress relaxation; Temperatur; temperature; Temperature effects; tensile test; Tensile tests; Textile yarn; Textilgarn; Time measurement; Yarn; Yarns; Zugversuch
• ISSN: 0933-5137; 1521-4052
• DOI: 10.1002/mawe.202100333

The textile materials can be used in many technical applications in various fields, such as automotive. Depending on the application areas, the textile or fiber‐based materials have to meet certain predetermined requirements. Textile yarns can be used as reinforcing cords in composites in which an elastomeric matrix is used. The basic mechanical tensile test at standard temperature does not provide all the information required for obtaining the material parameters. The tests are also necessary to be performed at reduced temperatures, depending on the following application. Furthermore, it is necessary to consider stress relaxation in specific tests for the practical use. In this work, there is the experimental investigation of the effect of the selected temperatures (20 °C and 120 °C) and the relaxation times (60 s and 120 s) on the mechanical properties of the selected textile yarns from polyamide 6.6 under the uniaxial tensile tests. The results reveal that the relaxation time for the first 20 seconds is interesting because there is a significant decrease in the force while holding the strain. A final method is proposed, and it can be used for any other applications, and it guarantees the repeatability of measurements in the relatively fast measured time. Translation Textile Werkstoffe können in vielen technischen Anwendungen in unterschiedlichen Bereichen, wie beispielsweise der Automobilindustrie, eingesetzt werden. Je nach Anwendungsbereich müssen die textilen oder faserbasierten Werkstoffe bestimmte vorgegebene Anforderungen erfüllen. Textilgarne können als Verstärkungskorde in Verbundwerkstoffen verwendet werden, in denen eine Elastomermatrix verwendet wird. Der grundlegende mechanische Zugversuch bei Normaltemperatur liefert nicht alle Informationen zur Ermittlung der Werkstoffparameter. Abhängig von der nachfolgenden Anwendung müssen die Prüfungen auch bei reduzierten Temperaturen durchgeführt werden. Darüber hinaus ist es notwendig, die Spannungsrelaxation in spezifischen Tests für den praktischen Einsatz zu berücksichtigen. In dieser Arbeit geht es um die experimentelle Untersuchung des Einflusses der gewählten Temperaturen (20 °C und 120 °C) sowie der Relaxationszeit (60 s und 120 s) auf die mechanischen Eigenschaften der ausgewählten Textilgarne aus Polyamid 6.6 unter uniaxialen Zugbelastung. Die Ergebnisse zeigen, dass die Relaxationszeit für die ersten 20 s interessant ist, da die Kraft beim Halten der Dehnung deutlich abnimmt. Es wird eine