- •1. Общие методы изучения
- •1.1. Порядок проведения работ
- •1.2. Основные правила
- •1.3. Климатические условия
- •1.4. Обработка и анализ результатов испытаний
- •2. Строение волокон и нитей
- •2.1. Изучение строения волокон методами световой микроскопии
- •2.2. Изучение строения пряжи
- •2.3. Электронная микроскопия текстильных волокон
- •2.4. Рентгеноструктурный анализ волокон
- •2.5. Исследование структуры волокон методами инфракрасной спектроскопии
- •2.6. Определение зрелости волокон хлопка
- •2.8. Определение крутки и укрутки нитей
- •2.9. Определение ворсистости пряжи
- •2.10. Определение извитости текстильных волокон и элементарных нитей
- •2.11. Определение чистоты волокон
- •2.12. Определение чистоты нитей
- •3. Геометрические свойства волокон и нитей
- •3.1. Определение длины промером отдельных волокон
- •3.2. Определение длины волокон рассортировкой штапеля на группы
- •3.3. Определение линейной плотности волокон и нитей
- •3.4. Измерение поперечника волокон
- •3.6. Определение уровня неровноты
- •3.7. Спектральный анализ неровноты
- •4. Механические свойства волокон и нитей
- •4.1. Определение характеристик механических свойств волокон при растяжении до разрыва
- •4.1.1. Определение прочности хлопка разрывом пучка (штапелька) волокон
- •4.2. Определение гибкости и прочности чесаного льна
- •4.2. Определение полуцикловых характеристик механических свойств нитей при растяжении
- •4.2.1. Испытание нитей на разрыв мотками (пасмами)
- •4.2.2. Определение полуцикловых характеристик при разрыве одиночных нитей
- •4.2.3. Определение полуцикловых характеристик нитей с записью диаграммы растяжения
- •4.3. Определение компонентов деформации нитей при растяжении
- •4.4. Определение усталостных характеристик нитей при многократном растяжении
- •4.5. Определение выносливости волокон и нитей при многократном изгибе
- •4.6. Определение жесткости нитей при кручении
- •4.7. Определение характеристик трения текстильных волокон по плоскости
- •4.8.1. Определение характеристик трения одиночных волокон по цилиндрической поверхности
- •4.8.2. Определение характеристик трения нитей по методу в. Крумме
- •4.8.3. Определение характеристик трения нитей с применением прибора «т-метр»
- •4.9. Определение долговечности нитей при самоистирании
- •5. Физические свойства волокон и нитей
- •5.1. Определение влажности текстильных материалов
- •5.1.1. Определение влажности материалов на сушильных (кондиционных) аппаратах
- •5.1.2. Определение влажности на электровлагомерах
- •5.2. Определение двойного лучепреломления текстильных волокон
- •5.3. Определение электрического сопротивления нитей
- •5.4. Определение диэлектрической проницаемости и тангенса угла потерь нитей (волокон)
- •6. Ассортимент и оценка качества волокон и нитей
- •6.1. Волокна хлопка и хлопчатобумажная пряжа
- •6.2. Лубяные волокна и нити
- •6.3. Шерстяные волокна и пряжа
- •6.4. Шелк
- •6.5. Химические волокна и нити
- •7. Строение текстильных полотен
- •7.1. Определение массы, размерных и структурных характеристик ткани
- •7.3. Определение размерных
- •7.4. Исследование зависимости толщины трикотажного полотна от давления
- •8. Механические свойства текстильных полотен
- •8.2. Определение прочности ткани на раздирание
- •8.3. Определение разрывной нагрузки и растяжимости текстильных полотен при продавливании шариком
- •8.7. Определение выносливости тканей к многократному изгибу
- •8.8. Определение несминаемости текстильных полотен
- •8.9. Определение тангенциального сопротивления ткани
- •8.10. Определение стойкости ткани
- •9. Физические свойства текстильных полотен
- •9.2. Определение воздухопроницаемости текстильных полотен
- •9.3. Определение водопроницаемости и водоупорности полотен
- •9.4. Определение паропроницаемости текстильных полотен
- •9.5. Определение пылепроницаемости и пылеемкости текстильных полотен
- •9.6. Определение теплозащитных свойств текстильных полотен
- •9.7. Определение огнестойкости текстильных полотен
- •9.9. Определение разнооттеночности, белизны и блеска текстильных материалов
- •10. Изменение строения и свойств текстильных полотен в процессе переработки и использования
- •10.1. Определение изменения линейных размеров тканей после стирки и замачивания
- •10.2. Определение пиллингуемости текстильных полотен
- •10.3. Определение стойкости текстильных полотен к истиранию
- •10.4. Определение стойкости текстильных материалов к действию светопогоды
- •11. Ассортимент текстильных полотен
- •11.1 Ассортимент тканей
- •11.1.1. Хлопчатобумажные ткани
- •11.1.2. Льняные ткани
- •11.1.3. Шерстяные ткани
- •11.1.4. Шелковые ткани
- •11.2. Оценка сортности тканей
- •11.3. Ассортимент трикотажных полотен
- •11.4. Ассортимент нетканых полотен
- •1.1. Порядок проведения работ 4
8.3. Определение разрывной нагрузки и растяжимости текстильных полотен при продавливании шариком
Цель работы. Изучение прибора и методики определения полуцикловых характеристик текстильных полотен при продавливании шариком.
Задание. Определить разрывную нагрузку и растяжимость трикотажного полотна при продавливании шариком.
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
При определении механических свойств текстильных полотен, особенно трикотажных, широко пользуются характеристиками, получаемыми при продавливании пробы шариком, — разрывной нагрузкой и растяжимостью. Разрывной нагрузкой называется усилие, разрушающее материал при продавливании его шариком. Растяжимость полотна при продавливании характеризуется увеличением площади поверхности пробного кружка.
Увеличение площади поверхности трикотажного полотна (%) при продавливании шариком рассчитывают по формуле
ΔS= 13,7f-87,5,
где f--стрела прогиба, отмечаемая на шкале удлинений в момент разрушения пробного кружка.
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ
Испытание полотна на продавливание производят на разрывных машинах для ткани, но верхние и нижние тиски заменяют специальным прибором или насадкой.
Станина прибора (рис. 8.6, а) состоит из двух соединенных рам. Верхнюю раму / закрепляют в верхних тисках. На колодке 7 рамы установлен винт 6, на верхний конец которого надевают шарик 2 диаметром 20 мм. В нижних тисках разрывной машины закрепляют нижнюю раму 8, в ко-лрдке 4 которой имеется замочное гнездо 5 для кольцеобразного зажима 3.
Зажим состоит из нижнего замочного кольца 9 (рис. 8.6,6), верхнего кольца 10 и зажимного кольца //.
Подготовленные кружки укладывают в нижнее замочное кольцо 9 и накрывают верхним кольцом 10. Затем в гнезде 12 ключом 13 завертывают зажимное кольцо, а зажим вставляют в замочное гнездо и поворачивают на некоторый угол, чтобы зажим не выскочил из гнезда.
Перед испытанием проверяют нулевое положение стрелок грузовой шкалы и шкалы удлинений, скорость нижнего зажима, положение шарика относительно испытуемого образца трикотажа. Скорость движения кольцеобразного зажима для трикотажных полотен согласно ГОСТ 8847—85 принимают равной 60 мм/мин, если стрела прогиба/ не превышает 13 мм. При/ = 13... ...17 мм скорость увеличивают до 100 мм/мин, а при / > 17 мм — до 140 мм/мин.
Рис. 8.6. Приспособление для испытания текстильных полотен на продавливание:
а — схема приспособления; б — вспомогательные приспособления
Перед началом испытаний шарик должен касаться образца. Для этого в гнездо вставляют контрольную пластинку, устанавливают винт 6 с шариком так, чтобы он касался пластинки. Затем винт закрепляют, а пластинку удаляют. В момент разрыва полотна останавливают нижнюю раму и отмечают величину удлинения при разрыве. Зная величину удлинения или стрелу прогиба, вычисляют увеличение площади поверхности полотна при продавлива-нии.
При работе с прибором необходимо строго следить, чтобы между колодками 4 и 7 рам оставался промежуток. В противном случае рамка прибора будет растягиваться и разрывная машина может выйти из строя.
По ГОСТ 8847—75 для определения разрывной нагрузки и растяжимости трикотажного полотна необходимо испытать 10 пробных кружков. Учитывая ознакомительный характер работы, число пробных кружков может быть сокращено (по указанию преподавателя).
УКАЗАНИЯ ПО ОТЧЕТУ
Отчет должен содержать: методику определения разрывных характеристик трикотажа при продавливании шариком; результаты испытаний и сравнения полученных показателей с нормативными (формы 8.4—8.6).
Форма 8.4
Вид полотна, артикул |
Линейная плотность нити, текс |
Переплетение |
Плотность (число столбиков или рядов на 50 мм) |
Поверхностная плотность, г/м3 |
|
|
|||
Пг |
Пв |
|
|
||||||
Условня испытания Скорость нижнего зажима, мм/мин Температура воздуха, "С Относительная влажность. %
|
|
||||||||
Разрывная нагрузка, Н фактическая средняя норма
Растяжимость, % стрела прогиба f ΔS норма |
|||||||||
8.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЛАКСАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕКСТИЛЬНЫХ ПОЛОТЕН ПРИ РАСТЯЖЕНИИ
Цель работы. Изучение прибора и методики определения релаксационных характеристик текстильных полотен при растяжении.
Задание. 1. Изучить релаксационные характеристики полотен при растяжении, методику их определения и аппаратуру.
2. Определить составные части деформации элементарных проб полотен при растяжении, доли их от полной деформации и релаксацию усилия.
3. Рассчитать с использованием ЭВМ параметры уравнения релаксации усилия и деформации пробы при растяжении.
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
Изучение релаксационных характеристик текстильных полотен при растяжении очень важно для оценки их формоустойчивости. Испытания полотен на релаксацию получают все более широкое распространение, особенно в исследовательских работах. Ниже приведены формулы для расчета наиболее известных дискретных релаксационных характеристик — составных частей деформации и доли их от полной деформации: полная деформация (%)
ε = (L1-L0)/L0.100;
быстрообратимая деформация (%)
ε1 = (L1-L2)/L0.100;
медленнообратимая деформация (%)
ε2 = (L2 -L3)/L0 • 100;
остаточная деформация (%)
ε3 = (L3 - L0)/L0 • 100;
доля быстрообратимой деформации
Δε1 = ε1/ε;
доля медленнообратимой деформации
Δε2 = ε2/ε
доля остаточной деформации Д
ε3 = ε3/ε,
где L1 — длина полоски при последнем замере под нагрузкой; L0— первоначальная (зажимная) длина пробной полоски; L2 — длина полоски сразу (от 1 до 2 с) после снятия нагрузки; L3 — длина полоски при последнем замере деформации после снятия нагрузки (при отдыхе).
Доли составных частей деформации свидетельствуют о соотношении релаксационных процессов деформации, происходящих при растяжении пробных образцов текстильных полотен. Они удобны для сравнения одноцикловых характеристик полотен.
Рис. 8.7. Кривые релаксации усилий (а) и деформации (б)
Очень важны также характеристики релаксации напряжения, так как они обусловливают структурные изменения, которые происходят в образце полотна при быстром растяжении его на заданную величину деформации и удержании в этом состоянии в течение определенного времени 1Н. На кривой релаксации усилий (рис. 8.7, а) можно выделить следующие дискретные точки: ро— уровень усилия в конце растяжения образца до заданной величины деформации; Р\ — уровень усилия после быстрой релаксации; Р2 — уровень усилия после 1—2 ч релаксации. Тогда доля быстрых процессов релаксации усилий составит
ΔР1=(Р0-Р1)/Р0, (8.15)
медленных процессов релаксации—•
ΔР2 = (Р1-Р2)/Р0. (8.16)
Кроме того, определяют падение усилия (напряжения) при постоянной заданной деформации
К = Р0/Р2. (8.17)
Помимо указанных характеристик, пользуясь, например, уравнением типа функций Кольрауша
Р(t) = P0ехр(-сtn) + P ∞, (8.18)
где с = τ-п,
рассчитывают константы Р0, Р ∞, с, т, п, характеризующие релаксационные свойства текстильных материалов. Расчет этих характеристик целесообразно производить с использованием ЭВМ.
Аналогично могут быть рассчитаны постоянные е0, 8с», с, п, т уравнения
ε(t)=εоехр(-ctn) + ε ∞, (8.19)
характеризующие релаксацию деформации текстильных полотен (рис. 8.7,6).
При определении постоянных уравнений (8.18) или (8.19) проводят следующие преобразования. В уравнении (8.18) Рсо переносят в левую часть и делят на Р0. Тогда
(8.20)
где Р∞ = РH— Pо, Pн — усилие к началу релаксации; ΔРi = РH — Р(ti). Выбор ti осуществляется в определенном порядке: t1 — произвольное, но t2 = at1 и tз = at2 = а2t1 при этом t3 не должно перекрывать время наблюдений за релаксацией усилия (или деформации); а — произвольная величина
Прологарифмировав выражение (8.20) при разных значениях и поделив их, получим
;
(8.21)
.
(8.22)
Так как правые части уравнений (6.21) и (8.22) равны, то, приравняв левые части, получим
(8.23)
(8.24)
Методом последовательного приближения, изменяя Р0, добиваются того, чтобы разница А между числами уравнения (8.23) была близка к нулю (практически достаточно иметь А = 0,001). Определив Р0, находят Р∞ == Рн — Pо Из уравнений (8.21) и (8.22) определяют n:
'
а из уравнения (8.20) — с и τ:
Для определения релаксационных характеристик текстильных полотен при растяжении применяют релаксометры УР-2 и типа «стойки».
Релаксометр УР-2М (разработан А. И. Кобляковым и А. И. Новиковым) [8.4]. Элементарную пробу 2 (рис. 8,8) помещают в зажимы / и 3. Нижний зажим 3 жестко соединен со штоком 22 и гибкой связью 4 через блок 5 — с противовесом 6, уравновешивающим шток с зажимом. На противовесе устанавливают груз постоянной статической нагрузки (Рс) на элементарную пробу при отдыхе после разгрузки.
Верхний зажим 1 соединен с силоизмерителем 30 пружинного типа. На пружину наклеивают тензодатчики сопротивления (на рисунке не показаны), которые составляют пару плеч мостовой схемы, и подключают ко входу тензометрического усилителя. Осциллографом или самописцем записывают изменения усилий во времени. Прогиб пружины одновременно фиксируется индикатором 32, соединенным с пружиной стержнем 31.
Для отсчета деформации пробы применены шкалы 21 и 7. Растяжение пробы осуществляется двумя приводами: один привод предусмотрен для растяжения пробы при постоянном заданном удлинении, а другой — при постоянной нагрузке.
Рис. 8.9. Схема релаксометра типа «стойки»:
а — при постоянной нагрузке; б — при постоянном заданном удлинении
Рис. 8.8. Схема релаксометра УР-2М
Растяжение элементарной пробы до заданной величины деформации производится приводом, состоящим из электродвигателя 12, муфты 13, редуктора 14, винтовой передачи 11, вин та 10, ролика 9 и каретки 29. При включении электродвигателя и муфт 13, 15 начинает вращаться винт 10, под воздействием которого каретка перемещается вниз до крайнего положения, после чего муфта 15 отключает винт 10 от передачи И, и каретка остается в крайнем положении согласно программе опыта.
Жесткое соединение каретки со штоком 22 осуществляется шариковым замком. Шарики 26 за счет пружин 23 обеспечивают постоянный контакт конусной втулки 27 каретки и штока 22. При закрытом замке каретка, опускаясь, перемещает шток 22. При разгрузке пробы шток 22 расклинивается с конусной втулкой 27. Расклинивание производится поворотом переключателя 8, жестко связанного со втулкой 24, на торце которой имеются выступы 25. При повороте переключателя выступы вдавливают шарики 26 и шток 22 расклинивается. Исходное положение каретки устанавливают подъемом ее до заданной отметки на шкале 21. Чтобы каретка не поднялась после выключения винта 10, предусмотрен второй шариковый замок 28.
Растяжение образца при постоянной нагрузке осуществляется включением электродвигателя с полым ротором 18, от которого через шестеренчатую передачу 17, шкив 16, гибкую связь, державку 19 и замок 20 движение передается штоку 22 с нижним зажимом 3. Электродвигатель с полым ротором используют как нагружатель: вращающийся момент электромагнитногополя статора изменяется пропорционально напряжению. Момент на валу и усилия на элементарную пробу регулируются автотрансформатором (на рисунке не показан), а контроль за внешним усилием осуществляется индикатором 30. Разгрузка образца производится снятием электрического напряжения в цепи электродвигателя и выключением замка 20.
Испытания при заданной нагрузке проводят при выключенных шариках 26 замка каретки 29, а испытания при заданном постоянном удлинении — при выключенном замке 20.
На приборе одновременно можно испытывать пять элементарных проб с зажимной длиной до 200 мм, шириной до 50 мм и толщиной до 5 мм. Максимальная величина заданной нагрузки на пробу .Рз = 150 Н, заданного удлинения Ь3 = 150 мм. Перед испытаниями проверяют режим записи процесса деформации (если предусматривается включение записывающего устройства) и устанавливают зажимную длину.
Для индивидуальной разгрузки пробы поворачивают переключатель 8, в результате чего отжимаются пружины 23 шариков 26. За изменением деформации пробы в процессе релаксации следят по шкале 7.
При испытании целесообразно также наблюдать релаксацию усилий по показаниям индикатора 32 или самописца, если тен-зодатчики на пружине нижнего зажима 3 включены в электрическую схему самописца.
Релаксометр типа «стойки» для испытаний при постоянной нагрузке. Пробные полоски 3 (рис. 8.9,6) закрепляют в зажимах 2 и 4. Верхние зажимы закреплены на планке /. К нижним зажимам подвешивают грузы 5, растягивающие полоски. Деформация пробных полосок при действии нагрузки регистрируется показанием нониуса нижнего зажима на вертикальной шкале с точностью 0,1 мм, а после снятия нагрузки — наложением линейки.
Релаксометр типа «стойки» для испытаний при постоянном удлинении. Зажимы 2 и 5 (рис. 8.9,6) закрепляют на неподвижной 1 и подвижной 4 планках. Перемещение нижней планки с зажимами осуществляется путем вращения винта 8 штурвалом-колесом 7.
При растяжении элементарной пробы 3 величина перемещения фиксируется линейкой 6. При разгрузке проба 3 освобождается из нижнего зажима 5 и деформация фиксируется также линейкой (между отметками на элементарной пробе),
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ
Одноцикловые характеристики текстильных полотен определяют на релаксо-метрах при следующих параметрах:
Зажимная длина, мм
для тканей и нетканых полотен 200
для трикотажа 100
Ширина пробной полоски, мм
для тканей 25
» других полотен 50
Постоянное минимальное натяжение для
пеза кручивающихся трикотажных полотен, %
от разрывной нагрузки 0,05
Статическое натяжение Равно массе проб-ной полоски
Постоянная нагрузка, % от разрывной
для тканей 10—25
» трикотажных полотен 5
» нетканых полотен 10
Постоянное удлинение, % от разрывного удлине- 25
ния
Время действия нагрузки, мин 60
Время отдыха после разгрузки, мин
для тканей и трикотажа 120
» нетканых полотен 20
Время от разгрузки до первого отсчета, с 2—5
Число
пробных полосок
При проведении учебно-исследовательской работы необходимо соблюдать рекомендуемые параметры испытаний. Расчет постоянных уравнений релаксации усилия (деформации) проводится на ЭВМ согласно алгоритмам (рис. 8.10). При проведении работы ознакомительного характера параметры испытаний по усмотрению преподавателя могут быть изменены.
УКАЗАНИЯ ПО ОТЧЕТУ
Отчет должен содержать: методику определения составных частей деформации образца полотна; алгоритм расчета; условия испытаний; результаты испытания и расчетов (формы 8.7—8.9).
Форма 8.7
Вид образца
Условия испытаний
Зажимная длина, мм
Заданные нагрузка или удлинение
Время нагружения и отдыха
Форма 8.8
|
Время релаксации усилия, мин |
Время релаксации деформации, мин |
||||||||||||
Значение |
|
|
||||||||||||
релаксации |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фактическое Расчетное |
0 |
0,08 |
1 |
8 |
20 |
30 |
64 |
0 |
0,08 |
1 |
8 |
20 |
30 |
64 |
Форма 8.9
Полная деформация ε, % |
Составные части деформации, % |
Доли составных частей деформации |
Релаксация усилия |
||||||
ε1 |
ε2 |
εз |
Δε1, |
Δε2 |
Δε3 |
Р0 |
P1 |
Р2 |
|
8.5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСТАЛОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕКСТИЛЬНЫХ ПОЛОТЕН ПРИ МНОГОКРАТНОМ РАСТЯЖЕНИИ
Цель работы. Изучение аппаратуры и методики испытаний текстильных полотен на многократное растяжение.
Задание. 1. Изучить усталостные характеристики полотен при многократном растяжении, методику испытаний и аппаратуру.
2. Провести испытания полотен на многократное растяжение и определить циклическую остаточную деформацию.
3. Рассчитать с использованием ЭВМ параметры уравнения релаксации циклической остаточной деформации полотен после прекращения многократного деформирования.
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ
При многократном растяжении в текстильных полотнах развиваются усталостные процессы, результатом которых являются изменение структуры и свойств материала, его изнашивание, ухудшение формоустойчивости полотен, их разрушение. Поэтому определение усталостных характеристик текстильных полотен имеет очень важное значение: оно позволит лучше использовать свойства полотен, прогнозировать их надежность.
В настоящее время аппаратура для испытаний текстильных полотен на многократное растяжение серийно не выпускается, имеются лишь макеты и образцы приборов, разработанные в учебных институтах и НИИ.
При испытании текстильных полотен на многократное растяжение определяют следующие характеристики:
остаточную циклическую деформацию ε o. ц — остаточную деформацию полотна, накопившуюся за определенное число циклов растяжения (обычно несколько тысяч);
выносливость nр — число циклов растяжения, которое выдерживает материал до разрушения;
долговечность tр (с, ч)—время от начала деформирования до разрушения образца:
tр = nр/ω; tр = nр/(3600ω), где ω — частота, Гц;
предел выносливости εв — максимальную заданную деформацию, при которой элементарные пробы полотна выдерживают, не разрушаясь, очень большое число циклов растяжения.
Кроме того, учитывая релаксационный характер накопления остаточной циклической деформации, целесообразно определять:
быстрообратимую циклическую деформацию (%)
εц1 = (lо.ц-l ц 1)/l о.ц* 100;
медленнообратимую циклическую деформацию (%)
εц2 = (lц1-lц2)/lо.ц*100;
заторможенную циклическую деформацию (%)
ец3 =/Ц2/^о.ц • ЮО;
доли быстрообратимой ΔεЦ1, медленнообратимой ΔεЦ2 и заторможенной Δεцз циклической деформации:
Δεц1 == εц1/εо. ц ; Δεц2 = εц2/ε0. ц; Δεцз = εцз/εо ц.
Релаксация остаточной циклической деформации описывается уравнением ец(t)=е0ехр — t1п + ε ∞ (где с = τ-n), постоянные ео, е ∞, с, п, τ которого также являются характеристиками усталости (расчет постоянных и алгоритмы аналогичны описанным на 250—255).
Испытания проводят на пульсаторе ПД-5М, который представляет собой опытный образец прибора, изготовленного опытным заводом при ЦНИХБИ на основе ряда конструктивных усовершенствований прибора ПРД-5, разработанного в МТИ [8.4].
Прибор позволяет проводить испытания на многократное растяжение и релаксацию деформации одновременно 5 элементарных проб полотен толщиной 0,1—5 мм. Прибор имеет высокую чувствительность (порог нечувствительности грузовой шкалы ^0,1 Н, предельная погрешность деформации 0,02 мм), что важно для изучения релаксации остаточной циклической дефор-мянии Испытания пповолят ппи следующих папаметпах:
Заданная циклическая нагрузка, Н 39,2—490 (с шагом 9,8 Н) Заданная циклическая стрела прогиба, мм 1 — 15 (с шагом 1 мм)
Максимальная величина остаточной стрелы прогиба, мм До 40
Статическая нагрузка на элементарную пробу (для выбора остаточной 0,098 циклической деформации), Н |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Вес набора грузов-колец для установления нагрузки, 0,1 — 0,5 (с шагом 0,1 Н) Н Частота многократного деформирования, циклов в минуту 50; 100 Диаметр сменных полусфер для деформирования проб, мм 15; 30; 50; 70
Прибор (рис. 8.11) имеет узлы зажима для элементарной пробы /, замки 6, установленные в направляющих 7, устройство нагружения 5 со сменными грузами 4, устройство балансировки <§ с грузами 9, толкатели 2 полусферической формы, установленные на штоках 3, которые опираются на траверсу 10, взаимодействующую с механизмом настройки амплитуды 11. Последний кинематически связан с кулачком 15 распределительного вала 16, несущего на себе также кулачок 20 и обеспечивающего управление замком 6 с помощью рычага 21 и штанги 22. Прибор имеет также червячный привод 17, кинематически связанный через сменную пару шестерен 18 и 19 с распределительным валом 16, шкалу заданной циклической деформации 13, шкалу остаточной деформации 23, узел счетчика 14 и счетчики числа циклов деформирования (на рисунке не показаны). Деформирование элементарных проб осуществляется толкателем 2 со штоком 3, который приводится в действие перемещением траверсы 10, при закрытом шариковом замке. После выхода толкателя на максимальную амплитуду (заданную стрелу прогиба) начинаются разгрузка и отдых проб. При этом шариковый замок размыкает силовую втулку, что обеспечивает ныбор остаточной циклической деформации.
Рис. 8.11. Схема прибора ПД-5М
В шариковом замке имеется втулка со скосом, которая, поворачиваясь, выталкивает шарики из зацепления с силовой втулкой. Поворот осуществляется штангой 22, перемещающейся от рычага 21, движение которому передается кулачком 20. При работе в режиме постоянной заданной стрелы прогиба амплитуду устанавливают с помощью механиз ма настройки амплитуды //. Значение амплитуды заданной циклической нагрузки регистрируется на шкале 13. При этом на устройстве нагружения 5 устанавливают максимальную нагрузку с помощью сменных грузов 4. В режиме работы с постоянной циклической нагрузкой заданную циклическую нагрузку устанавливают с помощью грузов 4 на устройстве нагружения 5.
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РЛБОТЫ
Перед началом испытаний устанавливают заданную циклическую стрелу прогиба — вращением рукоятки 12 (см. рис. 8.11) до нужной отметки на шкале 13; частоту деформирования — сменой шестерен 18 и 19; заданное число циклов деформирования. Последний процесс автоматизирован и осуществляется следующим образом. Нажимая на ручку счетчиков циклов (на рисунке не показано), поворачивают ее против часовой стрелки. Не отпуская ручки, на общем счетчике 14 устанавливают заданное число циклов деформирования нажатием кнопки этого счетчика. После этого ручку счетчиков циклов отпускают и вновь поворачивают ее против часовой стрелки, но без нажатия. Затем проверяют необходимый диаметр толкателя 2. Заправка элементарных проб в зажим производится следующим образом. Пробу диаметром 100 мм укладывают между зажимными кольцами зажима, помещают в стакан и закручивают прижимной гайкой. После этого зажим с пробой помещают в специальное гнездо, ключом затягивают прижимную гайку, устанавливают па силовую втулку и закрепляют ее ввинчиванием накидной гайки. Па зажимы укладывают груз статического натяжения, включают прибор и по шкале 23 снимают показания остаточной циклической деформации. Наблюдения за релаксацией циклической деформации проводят по шкале остаточной циклической деформации после выключения прибора.
УКАЗАНИЯ ПО ОТЧЕТУ
Отчет должен содержать: схему прибора и методику определения усталостных характеристик; условия испытаний; результаты испытания и расчетов (формы 8.10—8.12).
Форма 8.10 Вид образца Условия испытаний Диаметр полусферы Заданная стрела прогиба Частота деформирования Заданное число деформирования Время отдыха после деформирования Форма 8.11
Форма 8.12
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ
Жесткость полотен по методу консоли определяют на гибкомере ПТ-2. Испытуемую пробную полоску 1 (рис. 8.12) симметрично помещают лицевой стороной вверх на горизонтальную опорную площадку 3 и закрепляют гру-зсм 2 шириной 2 см. При включении тумблера 8 механизм 7 плавно и равномерно опускает подвижные боковые полочки опорной площадки, сообщая деформацию изгиба пробной полоске. С момента отделения от площадки полоска прогибается под действием собственной массы. После полного опускания боковых полочек указатель прогиба 5 перемещают вверх винтом 6, отме-чан по шкале 4 прогиб / обеих сторон полоски с погрешностью до 1 мм. По стандартной методике от точечной пробы вырезают по 5 продольных и поперечных полосок размером 160X30 мм. За окончательный абсолютный прогиб принимают среднее арифметическое результатов 10 измерений раздельно по продольному и поперечному направлениям полосок, подсчитанное с точностью до 0,1 см. Затем, пользуясь формулами (8.25) — (8.27), рассчиты-иают жесткость и результаты записывают в таблицу (форма 8.13). Драпируемость полотен в продольном и поперечном направлении определяют методом ЦНИИшелка на приборе, схема которого приведена'па рис. 8.13. Единичную пробу полотна размером 400 X 200 мм размечают по точкам /, 2, 3, 4, а затем подвешивают к стойке, накалывая ее по намеченным точкам на иглу 7 так, чтобы получились три складки (центральная должна быть обращена к экспериментатору). Чтобы складки на игле не разошлись, пробу зажимают между пробками 5 и б. В подвешенном состоянии пробу оставляют на 30 мин. По истечении этого времени масштабной линейкой замеряют расстояние А между углами нижнего края. Коэффициент драпируе-мостп определяют по формуле (8.28). Результаты заносят в таблицу (форма 8.14). Драпируемость полотен одновременно в разных направлениях определяют дисковым методом. Схема заправки пробы при этом методе и проекции проб на бумаге показаны па рис. 8.14.
Рис. 8.12. Схема гпбкомера ПТ-2 для определения жесткости полотен при изгибе
Рис. 8.13. Определение драпируемости по методу ЦНИИшелка
Элементарную пробу 1, вырезанную в форме круга диаметром О, равным 200 мм, накалывают по центру на острие стержня, выступающее над столиком 3 диаметром с1, и закрепляют диском 2. Края пробы свободно свисают со столика, не касаясь плоскости 4. Сверху столик с пробой освещают параллельным пучком света, в результате чего на бумаге 6, помещенной под подставку 5, образуется проекция пробы.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис. 8.14. Схема заправки пробы и проекции тканей с различной степенью драпируемости
Через 3 мин проба принимает постоянную, присущую ей форму, проекцию которой очерчивают на бумаге. Одновременно отмечают направление осевых линий пробы. Драпируемость полотен оценивают по формулам (8.29) и (8.30). Площади 5 и 5Д определяют с помощью планиметра либо по массе бумаги, вырезанной по контуру зарисовок проекций недрапированной (т) и драпированной (гад) проб.
УКАЗАНИЯ ПО ОТЧЕТУ
Отчет должен содержать: определение основных терминов; схемы приборов и методики определения жесткости при изгибе и драпируемости полотен; условия испытаний; результаты первичных измерений и расчетов (формы 8.13;— 8.15).
Фор м а 8.13
Вид полотна
|
Масса m, г |
Прогиб |
Жесткость E1, мкН-см- |
Коэффициент жесткости KЕ1 |
||||
|
f СМ |
fо,СМ |
||||||
Ф о п м я 8.14 |
||||||||
Вид полотна |
Направление испытания |
Размер A, мм |
Коэффициент драпируемости К, % |
|||||
Форма 8.15
Вид полотна |
Площадь пробы, мм2 (масса бумаги, г) |
Максимальный размер проекции пробы, мм |
Коэффициент драпируемости Кд. % |
'Соотношение Xо |
||||
|
S (m) |
Sд («д) |
В |
А |
|
|
||
