编织技术中的力学原理
【原创】澳洲梁博士
现代人类的历史，可以追溯到许多许多年前的非洲丛林，被称为智人(Homo sapiens) 的人类，便是我们现代人的共同祖先。
从五至十万年前的非洲，到至今散布于全球各地，天智聪慧和勇敢的智人，创造和发明了人类赖以生存的许多实用的东西，通过编织而成的各种生产或生活的用具，包括座垫，草席，篮子，筐子，和其它容器，甚至编织艺术品，即是人类最先的原创产品，编织技术当然也是早期人类的重大发明。
编织生活器具的方法，即是用草，树枝和竹子等具有纤维结构，富有弹性的条状物，纵横交错，将纵向的枝条压在横向的枝条上，然后又插入下面，或将横向的压在纵向的上面然后插入下面，就这样将枝条纵横交错，相互挤压，最终手工编织形成具有一定形状的生活用品，而且具有一定的机械强度而不易散架。
或许有人会进一步追问，这个编织而成的用品，为什么具有一定的机械强度而不易散架呢？这里其实包含了弯曲变形的力学原理。
纵向和横向的枝条在编织过程中，需要用手施加外力，将纵向或横向的枝条强致发生弯曲变形，这个被弯曲的枝条就会在垂直方向的技条上，产生一个由弯曲力所引起的挤压力F，其大小与枝条的刚性或弹性模量(E)和枝条形状系数(I)有关，也与弯曲变形量挠度或织物厚度(d)成正比，与两边枝条间的距离(L)则成三次方反比关系，即：
F=48EId/L³
这个由枝条弯曲变形后所生成的纵横技条相互挤压力，在数值上等于摩擦力中的正应力N。

当编织物受到外力的影响，特别是与纵横方向呈45度角的剪切应力的作用下，编织物很可能会随之产生变形位移，但这个变形会受到枝条挤压所形成的摩擦力所抗拒而不易发生变形，而这个摩擦力f的大小可以表达成：
f=μ×N=μ×F=48μEId/L³
正是由于技条间相互挤压而造成的摩擦阻力f，可以在一定程度上阻止由外力所引起的编织物的形变，这就是编织物具有一定机械强度，从而具有实用价值的理论基础。
显然，如果枝条的刚性E大，枝条间的间距L小，枝条弯曲程度d/L大，枝条间的摩擦系数μ大，则最终的摩擦力f也就越大；如果编织的密集程度大，纵横交错的节点多，相互叠加后的摩擦力总和也就越大，其编织物就越不易变形，其外在宏观的机械强度自然也越大。

这种看似简单，但无意中存在着科学原理的古老编织技术，代代相传，至今还在我们的日常生活用品，纺织成衣业，甚至在碳纤维复合材料等高科技领域中得到广泛的应用。
©️澳洲梁博士2022年9月30日