Билет №14

1. Полуцикловые разрывные характеристики тканей, методы их определения, используемые приборы.

Полуцикловые разрывные характеристики используют для оценки предельных механических возможностей текстильных материалов, они хорошо характеризуют структуру изучаемых материалов.

При растяжении текстильных полотен до разрыва можно определять полуцикловые разрывные характеристики – разрывную нагрузку, удлинение при разрыве, работу разрыва.

Разрывная нагрузка Р_Р, Н – наибольшее усилие, выдерживаемое пробной полоской до разрыва. Для сравнения разрывной нагрузки текстильных полотен разной массы пользуются удельной разрывной нагрузкой Р_о (кН·м/кг), рассчитываемой по формуле

_{, (7.1)}

где М₁ – поверхностная плотность пробной полоски, г/м²; b_р – рабочая ширина пробной полоски, мм. Ро=Рр/Т

Разрывное напряжение, Па = Н/см²

_,

где Р_о – относительная разрывная нагрузка; γ – плотность вещества нитей.

Удлинение при разрыве ε_Р, % – приращение длины растягиваемой пробной полоски к моменту разрыва

_,

где L_K – конечная длина пробной полоски (к моменту разрыва); L₀ – начальная (зажимная) длина пробной полоски; l_р – абсолютное удлинение при разрыве.

Абсолютная работа разрыва R_р (Дж) - работа, со­вершаемая внешними силами при растяжении пробной полоски до разрыва:

_,

где η – коэффициент полноты диаграммы растяжения

_,

где S_ф – фактическая интегральная площадь S_obc под кривой растяжения; S – интегральная площадь прямоугольника с координа­тами Р_Р и l_р (S_oabc); М_ф, М – масса бумаги площадью соответственно S_ф и S, мг.

Для определения разрывных характеристик текстильных полотен применяют :

1) Разрывные машины с маятниковым силоизмерителем. РМ-3, РМ-30

Нить зажимается подвижным зажимом, который опускается вниз с заданной скоростью. При перемещении нижнего зажима нить тянет за собой верхний зажим, который с помощью металлической ленты соединен сектором. При перемещении сектора стрелка с грузом перемещается влево до того момента, пока сила перемещения не будет равна разрывной нагрузке. В момент разрыва стрелка фиксируется и с помощью шкалы определяется разрывная нагрузка. Разрывное удлинение с помощью стрелки фиксируется на шкале.

2) Разрывная машина с наклонной плоскостью (Устер)

Образец закрепляется в неподвижном зажиме, а подвижный зажим через металлическую ленту соединен с тележкой. При включении машины платформа под действием червячной передачи наклоняется, при этом возрастает усилие на образец. Особенностью данной машины является то, что здесь осуществляется автоматическая подача образцов нити с помощью транспортера и заправочной головки. Значение разрывной нагрузки и удлинение записывается на диаграммной бумаге и строится диаграмма распределения.

3) Разрывная машина с тензометрическим преобразователем (Инстрон)

Образец закрепляется неподвижным зажимом соединенным тензометрическим блоком, который установлен на жесткой перекладине. Нижний зажим закреплен на перемещающейся перекладине, перемещение которой осуществляется с помощью валов, приводимых в движение с помощью системы шестеренок и двигателя. При включении машины сигнал от тензометрического блока поступает на усилитель, преобразователь, показывающий и регистрирующий приборы.

Методы испытаний:

Методы испытаний на растяжение разделяются на одноосное и двухосное, при динамическом и статическом растяжении, продавливание мембраной и шариком, метод испытания на раздирание.

Одноосное растяжение является наиболее распространенным видом испытаний для определения полуцикловых разрывных характеристик нитей, тканей, трикотажа и нетканных материалов.

Показатели полуцикловых характеристик определяют на приборах, которые условно можно разделить на три группы:

- приборы, в которых соблюдается закон постоянства скорости движения нижнего зажима, сообщающего растяжение. К ним относятся разрывные машины с различными силоизмерителями ( наиболее распространены маятниковые разрывные машины). В зависимости

от скорости движения эти приборы делят на медленно действующие и быстро действующие. Первые называют статическими, вторые динамическими (ударными);

- приборы второй группы в которых соблюдается закон постоянства скорости возрастания усилий, к ним относятся весовые и приборы с наклонной плоскостью. Машины данного типа, в основном, используются для волокон и нитей, они являются более совершенными по

сравнению с первой группой, но такой вид деформации редко встречается в условиях переработки и эксплуатации;

- приборы третьей группы, являются наиболее распространенными в мире, в них в качестве силоизмерителей используются различные электрические датчики (емкостные, индукционные и т.д.).

Для прямоугольных образцов наиболее часто встречаются следующие методы:

- "Стрип-метод" - образец зажимается по всей ширине и имеет строго определенную В- ширину и L- длину. Для обычных испытаний тканей различного волокнистого состава В=25 см ,L= 50см. Для арбитражных испытаний для всех тканей, L=200мм , В= 50мм, а для шерстяных тканей L= 100 мм, а В=50 мм. Трикотаж и нетканные материалы имеют длину пробы L= 100 мм, а ширину В= 50 мм. Этот метод является стандартным в России и ряде зарубежных стран.

- "Грэб-метод" . Образец вырезают без специального сохранения его размеров, так чтобы зажим по ширине занимал часть образца. Этот метод является стандартным. как и первый в США

- "Метод двойной лопаточки” . Образец имеет прямоугольную форму, но в зажимах закреплен особо. Применим для трикотажа, т.к. позволяет получить более равномерное распределение усилий по длине образца.

- "Метод образцов сшитых в кольцо”.Зажимы имеют форму валиков. Этот метод применяется для толстых изделий, которые трудно закрепляются в обыкновенных зажимах, и сильно растяжимых.

На разрывной машине регистрируют максимальную нагрузку, которая проявляется при раздирании участка ткани определенной длины, в зависимости от способа испытания. Существует значительное число различных методов, из которых в России стандартным является метод прямоугольного образца с одним продольным разрезом.

При испытании образца с двумя продольными направлениями надреза (язычковый метод) происходит раздирание в двух точках и усилие удваивается.

Метод "гвоздя". На заостренный стержень накалывают середину пробы, а сам стержень располагается в нижнем зажиме, который состоит из двух пластин с отверстием для него.

Двухосное растяжение изделий представляет из себя одновременное деформирование в двух перпендикулярных друг к другу направлениях, которое может осуществляться в плоскости образца или перпендикулярно его поверхности.

При двухосном растяжении в плоскости пробы возможны два способа испытаний:

- деформирование образцов в двух взаимноперпендикулярных направлениях с одинаковой скоростью;

- предварительное деформирование на заданную величину в одном направлении и постепенно возрастающая деформация в другом.

Образцы могут быть в виде крестообразной формы, прямоугольной и круглой. Для трикотажа, чаще всего, используют методы продавливания шариком или мембраной, обеспечивающими деформирование перпендикулярное поверхности образцов.