Лекція № 11
Тема: Властивості матеріалів при вигині
Загальна уява про вигин.
Методи випробувань.
Властивості конкретних матеріалів при вигині.
Для більшості взуттєвих матеріалів характерна висока гнучкість , тобто здатність працювати на вигині. Вона забезпечує незначним зусиллям вигину. Здатність вигинатись багатократно без пошкоджень. Гнучкість характеризується радіусом кривизни. При кривизні великого радіуса вигин це практично розтяг. При малому радіусі кривизни вигин – це розтягування з одного боку та стиснення з іншого , між ними нейтральна площина. Чим товстіший матеріал тим сильніше його розтягування з одного боку і стиснення з іншого при тому ж радіусу кривизни:
а – товщина матеріалу.
l – початкова довжина ділянки, що вигинається.
–
довжина розтягу зовнішнього
шару.
– відносна деформація.
Наведена формула підтверджується експериментально.
При вигині підошви товщиною 15 мм, при радіусі пучка 30 мм деформація становить.
При вигині тонких матеріалів на кривизну з радіусом рівним товщині видовження становить 30%, а при вдвічі меншій 50%. Якщо внутрішній радіус прямує до 0 r = 0.
Деформація зовнішнього шару прямує до 100%.
Матеріал в такому випадку не руйнується оскільки практично витягується сусідня зона.
Експериментально встановлено, що нейтральна площина знаходиться не на осі симетрії поперечного перерізу зразків, її положення залежить від властивостей шкіри. Зокрема різні величини розтягування в різний шар при багатоцикловому деформуванні можуть призводити до розшаровування матеріалу (відставання сосочкового шару від сідчуватого). Наслідком є поява такого дефекту, як віддушистість та відменшинність , при малих радіусах кривизни міцність зв’язану між шарами дуже знижується навіть при незначній кількості циклів випробувань.
Підциклова характеристика вигину матеріалів при вигині. Жорсткість – це здатність опиратися зміні форми під дією зовнішніх сил.
Метод балки
Метод балки застосовується
для даних 1 і 2 класу. Фіксується стріла
прогину 
при заданому навантаженні або змінюючи
навантаження стрілу прогину доводять
до певної величини:
E – умовний модуль пружності.
а – ширина матеріалу
в – товщина матеріалу.
За цією умовою можна знайти умовний модуль пружності, як характеристику матеріалу. Метод балки визначає жорсткість картону на спеціальному пристосуванні до розривних машин.
Консольний вигин
ctg
Метод консольного вигину застосовується в текстильному матеріалознавстві.
Д =0,99
q – вага
-
довжина частини, що зміщується.
Визначення стійкості
Стійкість – опір прогину смужки матеріалу згорнутого в кільце. Використовується для матеріалів не великої жорсткості, спосіб імітує орналіптпчну оцінку стійкості матеріалу в області союзки при натисканні на неї пальцем руки.
Використовують прилад ТЖУ – 12 М. Жорсткість характерна навантаженням необхідним для прогину стандартної смужки матеріалу згорнутої в кільце на одну третину його діаметра.
Для всіх матеріалів взуття характерний повторний вигин, тому вони і піддаються таким випробуванням:
Здатність матеріалу працювати на вигину визначається числом циклів випробувань до появи тріщин.
Для матеріалів першого класу використовують спеціальні машини, що дозволяють створити малі радіуси та визначити здатність матеріалу працювати протягом певного часу.
Іноді критерії якості, це число вигинів до руйнування, але оскільки воно як правило дуже велике то проводять випробування протягом заданого часу з обмеженою кількістю циклів, а потім встановлюють зниження межі міцності при розтягуванні.
Приладів для цього є дуже багато, найчастіше застосовують:
Для оцінки стійкості шкіри до багаторазового вигину ИПК-2М, стійкість оцінюють балами за кількістю та видом утворення тріщин та складом;
Прилад «Союзка», оцінюють утворення складки.
Прилади для випробування штучних шкір:
МИРЦ;
МИРП;
МИДП.