книги из ГПНТБ / Кобляков А.И. Структура и механические свойства трикотажа
.pdf\ |
|
л |
'* S Ъ |
{ |
/ 7 ^ \ |
||
|
?/ |
|
|
|
^ 4 |
■--:. |
>бѵ |
|
'Ч |
||
|
*'\,y' |
\s |
|
l |
/ |
|
|
î |
|
|
|
А.И. КОБЛЯКОВ
СТ Р У К Т У РА
ИМЕХАНИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА
ТРИКОТАЖА
/
МОСКВА
«ЛЕГКАЯ ИНДУСТРИЯ»
1973
6П9.26
К55
УДК 677.661.017.36
Рецензент канд. техн. наук Джермакян Ю. Т.
Кобляков А. И.
К.55 Структура и механические свойства трикотажа. М., «Легкая индустрия», 1973.
240с.
Вмонографии изложены особенности структуры трикотажа и его механических свойств при растяжении. Подробно рассмотрены современ ные методы определения механических свойств трикотажа, особенно при однократном растяжении. Описана основная аппаратура для испытаний
трикотажных и других текстильных полотен. Большое внимание уделено вопросу взаимосвязи характеристик механических свойств трикотажа с параметрами структуры.
Монография предназначена для научных и инженерно-технических работников трикотажной промышленности.
3163—005 |
6П9.26 |
61-73 |
|
036(01)—73 |
|
© Издательство «Легкая индустрия», 1973 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Среди товаров народного потребления все большее место занимают трикотажные изделия. Товары трикотажного производства пользуются широким спросом населения. Поэтому объем их выпуска с каждым годом непрерывно увеличи вается. Согласно Директивам XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народ ного хозяйства СССР на 1971—1975 годы произ водство трикотажных изделий должно вырасти в 1,5 раза по сравнению с предыдущей пяти леткой. Одновременно должны повыситься тре бования к качеству изделий.
Проблема повышения качества трикотажных изделий сложна. Решение ее зависит от многих факторов и в первую очередь от технического прогресса производства, повышения культуры технологических процессов, качества сырья, структуры трикотажных полотен.
Качество материалов проявляется через их свойства. Поэтому для повышения качества три котажных изделий необходимо глубокое изуче ние свойств трикотажа. Среди свойств трико тажных полотен важнейшими являются механи ческие, так как они определяют способность изделий сохранять и восстанавливать свои раз меры и форму после внешних силовых воздей ствий, и их долговечность.
Актуальность изучения механических свойств трикотажа особенно возросла в связи с прибли жением ассортимента трикотажных изделий к ассортименту типично тканых изделий. Из трикотажа изготовляют мужские и женские ко стюмы, пальто, платье и другие изделия, к ко торым предъявляются повышенные требования в отношении формоустойчивости и безусадочности, связанные с особенностями деформации трикотажных полотен.
Теоретической и практической разработкой вопросов структуры и механических свойств
трикотажа занимается большое число ученых в нашей стране и за рубежом. Значительны за слуги в этой области проф. А. С. Далидовича, проф. И. И. Шалова и их учеников. Ими соз даны основы теории вязания и проектирования трикотажных изделий, которыми широко поль зуются при разработке новых структур трико тажных полотен, технических условий и стан дартов. Большие работы по созданию новых технологических процессов и структур полотен проводятся в научно-исследовательских инсти тутах и лабораториях фабрик.
Однако недостаточное знание закономерно стей, касающихся изменения параметров струк туры трикотажа в разных режимах деформиро вания, взаимосвязи механических свойств поло тен со свойствами нитей, а также отсутствие необходимых методов и аппаратуры для испы таний не дают возможности усовершенствовать и контролировать ход технологического про цесса таким образом, чтобы заметно повысить качество трикотажных полотен. В этом направ лении проведен ряд интересных исследований проф. И. И. Шаловым и другими учеными на шей страны и зарубежными. Но в целом работ по совершенствованию существующих и созда нию новых методов и приборов для оценки ка чества сырья и изделий еще мало.
Структура трикотажных полотен отличается многообразием форм структурных элементов и их свойств. Также многообразны и характери стики физико-механических свойств трикотажа. Поэтому в данной монографии рассматрива ются только структура и механические свойства трикотажа при действии растягивающих усилий.
Г Л А В А I
ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ ТРИКОТАЖА
1. ЭЛЕМЕНТ И ЭЛЕМЕНТАРНОЕ ЗВЕНО
Структура любых материалов, в том числе и трикотажа, опре деляется размерами и формой элементов, из которых они состоят, их взаимным расположением и связями друг с другом.
Как известно, в зависимости от способа вязания различают поперечновязаный (кулирный) и основовязаный, одинарный (однофонтурный) и двойной (двухфонтурный) трикотаж. В попереч новязаном трикотаже нити (одна или несколько), последовательно изгибаясь, образуют петельный ряд. В основовязаном трикотаже нить может образовать чаще всего одну (в киперном трикотаже —
две) |
петлю в ряду, а весь петельный ряд образуется системой ни |
|
тей |
(основой), |
прокладываемых одновременно на все иглы. |
За элемент |
структуры трикотажа обычно принимают петлю. |
|
Но |
петля есть |
одна из форм, которую принимает отрезок нити |
в процессе вязания. Форма отрезка нити может быть не только пе тельной, но и просто криволинейной и даже прямолинейной. В связи с этим предлагаем за элемент макроструктуры трико тажа* принять нить.
Часть элемента (нити), повторяющуюся многократно в виде петель или отрезков (криволинейных или прямолинейных), назо вем э л е м е н т а р н ы м з в е н о м .
Особенности структуры трикотажа заключаются в наличии тех или иных элементарных звеньев, их форме, взаимном расположе нии и связях как элементарных звеньев, так и элементов в целом.
Форма элементарных звеньев многообразна и, как показала практика трикотажного производства, оказывает большое влияние на структуру и свойства трикотажа. Чтобы лучше и быстрее изу чить взаимосвязь между формой элементарного звена и свойст вами трикотажа, целесообразно элементарные звенья классифи цировать. Ниже (рис. 1-1) приведена классификация элементар ных звеньев по их форме.
Элементарные звенья по характеру их пространственного рас положения разделены на три к л а с с а .
К первому классу отнесены элементарные звенья прямолиней ные и изогнутые лишь в одной плоскости (уточные нити, наброски и т. п.). Элементы такой формы включают в структуру для соеди нения других элементов или элементарных звеньев, для увеличе ния жесткости трикотажа при растяжении, для образования на чеса и т. д.
* В дальнейшем для краткости именуется структурой трикотажа.
û-ocmoô nemnu ; П-протяжка ; ПС-петельный столбик
Рис. 1-1. Классификация элементарных
Во второй класс объединены элементарные звенья в виде слож ных пространственных спиралей — петли с пересечением соедини тельных протяжек (по принятой в трикотажном производстве тер минологии— закрытые петли). Элементарные звенья этого класса образуют грунт структуры трикотажа.
В третий класс входят элементарные звенья также сложной пространственной формы, но без пересечения соединительных про тяжек (открытые петли). Элементарные звенья этого класса, так же как и предыдущего, составляют грунт трикотажа и разные узоры.
Элементарные звенья в зависимости от наличия в их форме то чек перегиба разделены на п о д к л а с с ы . Различают: элементар ные звенья прямолинейной формы (бесконечный уток) и криволи нейной формы без перегибов — первый подкласс, с одной точкой перегиба — второй подкласс и двумя точками перегиба — третий подкласс.
По признаку перекрутки соединительных протяжек выделены три г р у п п ы элементарных звеньев: без перекрутки протяжек — первая, с перекруткой одной соединительной протяжки — вторая, с перекруткой двух соединительных протяжек — третья. Элемен тарные звенья без перекрутки соединительных протяжек обычно получаются при вязании трикотажа на однофонтурных (одинар ных) машинах. Такой формы элементарные звенья можно полу чить и при вязании на двухфонтурных машинах, но с одной вы ключенной фонтурой (игольницей). Трикотаж из петель с одной или двумя перекрученными протяжками формируется на двухфон турных машинах и значительно отличается от трикотажа из пе тель с неперекрученными протяжками как по строению, так и по свойствам. Например, только в результате поворота перекручен ных соединительных протяжек деформация такого трикотажа по сравнению с трикотажем из петель с неперекрученными протяж ками увеличивается в 1,5—2,0 раза.
По признаку взаимного расположения остова петли и соедини тельных протяжек элементарные звенья разделены на четыре п о д г р у п п ы . К первой подгруппе отнесены элементарные звенья, имеющие форму петель с протяжками, направленными вдоль ос това петли (известны под наименованием цепочка), ко второй — петли, протяжки которых перпендикулярны направлению большой оси остова (О І.2Я), к третьей — петли, большая ось остова кото рых перпендикулярна касательной только одной входящей или выходящей протяжке (0_L1FI), к четвертой — петли, большая ось остова которых не перпендикулярна ни одной из касательных про тяжек (ОЛ^П).
Элементарные звенья второй подгруппы образуются при вяза нии трикотажа в основном на поперечновязальных машинах. На основовязальных машинах элементарные звенья такого вида получаются лишь при вязании трикотажа переплетением атлас. Элементарные звенья третьей подгруппы встречаются в рисунча тых полотнах (киперных, сплит-трикотаже и др.). Элементарные звенья четвертой подгруппы (с односторонними протяжками) яв ляются преобладающей формой элементов основовязаного три котажа.
Р я д — градация классификации, уточняющая положение от дельных частей элементарного звена. Остов петли элементарного звена первого ряда ориентирован в направлении петельных стол биков (ОЦЯС), второго ряда — не ориентирован (0 % П С ). Ориен тация остова петли может быть естественной и искусственной. В изогнутой нити силы реакции направлены в сторону выпукло сти. При неравномерной кривизне отдельных участков остова и протяжек от изгибающих моментов остов петли поворачива ется относительно протяжек, пока не наступает равновесное со стояние. В силу этого остов петли наклоняется по отношению к на правлению протяжек. При одинаковой величине и противополож ном направлении кривизны протяжек остов петли располагается по нормали к касательной плоскости протяжек, а нормали могут совпадать с направлением петельных столбиков. Такая ориента ция остова петли принимается за естественную.
При различной кривизне соединительных протяжек и одинако вом ее направлении продольную ориентацию остова петли можно получить применением двух элементов с противоположно направ ленными протяжками или выпрямлением остова петли простей шими элементарными звеньями, например уточными нитями. Та кая ориентация остова петли названа искусственной. Наклонная форма остова петель может быть не только естественной, но и ис кусственной, получаемой, например, при переносе петель с одной иглы на другую (в процессе вязания) и т. д.
На рис. 1-1 показаны некоторые виды* элементарных звеньев, отличающихся разной протяженностью отдельных частей (остова
* Цифровой код вида означает: первая цифра — класс элементарного звена, вторая — подкласс, третья — группу, четвертая — подгруппу, пятая — ряд и по следняя — конкретную разновидность.
петли и соединительных протяжек). Например, звено вида 221411 отличается от звена вида 221412 длиной одной из соединительных протяжек. Высота h2 элементарного звена вида 110022 больше высоты hi элементарного звена вида 110021 (h2 — h\ + B). Разница в протяженности элементарных звеньев по ширине фш (по длине фд) может быть равной 2—3 и более петельным шагам (высотам петельного ряда). Такие виды элементарных звеньев широко ис пользуются при вязании трикотажа жаккардовых, прессовых и других рисунчатых переплетений.
Вследствие сложности формы и разнообразия конформаций элементарных звеньев до сих пор не дано их точное математиче ское описание.
Раскрытию связи между структурой и свойствами трикотажа при отсутствии достаточно точного математического описания фор мы элементарных звеньев и устойчивости этой формы при различ ных механических воздействиях может помочь анализ формы эле ментарных звеньев в переплетении и факторов, влияющих на ее устойчивость.
Форма элементарного звена зависит от жесткости нити к изги бу и кручению, а также от размеров отдельных частей звена, т. е. степени кривизны и кручения. Естественно ожидать, что, напри мер, с увеличением жесткости элемента и повышением кривизны и кручения устойчивость формы к внешним силовым воздействиям должна повыситься. Учитывая, что нормальное давление всегда направлено в сторону выпуклости, по характеру изменения кривиз ны и кручения нити в элементарном звене можно определить ха рактер распределения и направления нормального давления, изги бающих и крутящих моментов и дать прогноз изменений размеров и формы элементарного звена при внешних силовых воздействиях. Примеры такого прогнозирования приведены ниже.
2. ПЕРЕПЛЕТЕНИЕ ТРИКОТАЖА
Переплетение трикотажа определяет взаимосвязь, количество и виды элементарных звеньев структуры и порядок их соединения в петельные ряды и столбики.
Способы соединения элементарных звеньев в трикотаже могут быть различные: последовательный — начало с концом в одном ряду; соединение в смежных рядах — начало в предыдущем ряду, а конец в последующем; смешанный (комбинированный) — соеди нение двух-трех элементарных звеньев по первому способу, а за тем по второму и т. д.
Соединения элементарных звеньев перечисленными способами могут быть произведены в соседних петельных столбиках, а также через один-два и более столбиков. Иногда при соединении элемен тарных звеньев пропускается несколько петельных рядов. Первый способ соединения обычно применяется при вязании поперечно вязаного, второй и третий — основовязаного трикотажа.
Переплетение характеризуется раппортом, т. е. наименьшим числом петельных рядов (раппорт по длине) или петельных стол-