книги из ГПНТБ / Зыбин А.Ю. Двухосное растяжение материалов для верха обуви

Рис. 32. Схемы структуры трехслоііной кирзы (а) и стеснен­ ного растяжения ткани полотняного переплетения до нагру­ жения (б), в начале нагружения (е) и в конце нагру­ жения (г)

растяжение (рис. 32, г) идет в основном только за счет вытяги­ вания и проскальзывания волокон, образующих нить, в направ­ лении приложения q\, и поэтому поперечная (стесняющая) на­ грузка стремится к постоянной величине.

Описанная выше картина поведения тканей при стесненном растяжении особенно хорошо иллюстрируется графиком дефор­ мации трехслойной кирзы по утку (см. рис. 29, б). Уток этой ткани выпрямлен в большей степени, чем основа. При разрыв­ ном удлинении порядка 12% на нити основы передается почти постоянная реакция за счет полностью выпрямленных нитей ут­ ка. Как видно по кривой 3 рис. 29, б, перед разрушением ткани <7o-»-const, следовательно, коэффициент поперечного сокращения теряет свой смысл. Также ведет себя трехслойиая кирза и при растяжении по основе, но нити основы в иедеформированном состоянии более изогнуты, чем нити утка, поэтому под нагруз­ кой они больше выпрямляются и передают большую часть глав­ ного растягивающего усилия на ограничители поперечной де­

же по экспоненте стремится к некоторому пределу.

Стесненное растяжение трехслойной кирзы по диагонали по­ казывает, что, не считая некоторого отставания стесняющей на­ грузки от растягивающей, очевидно, связанного с выборкой за-

94

о, г ,ЮН/см (кгс/см)

цг, ЮН/см (кгс/см)

3

о

^ о

0

0 о О / 1о

О<

а-8

Рис. 33. Кривые, полученные при стесненном растяжении трикотажа вдоль столбиков (а), поперек столбиков (б), под углом 45° к направлению столбиков (е):

сокращения <2—/<<7і>

зора между нитями, поперечное усилие q2 в начале растяженияпочти равно <7ь а затем q 2 начинает несколько уменьшаться, осо­ бенно перед разрушением. Это так и должно быть. Упрощенно можно представить, что по диагонали растягивается элементар­ ная ячейка ткани, т. е. квадрат. Главное усилие <71 через грани квадрата полностью передается на ограничители поперечной де­ формации, поэтому q2^q\. В дальнейшем квадрат деформирует--

95-

q1 2 ,W H /см (пгс/см)

Рис. 34. Кривые, полученные при стесненном растяжении синтетической кожи вдоль ленты (а), поперек ленты (б) и под углом 45° к направлению длины ленты (в):

/ — главная растягивающая удельная нагрузка <7i=f(e0; 2 — главная стесняющая удельная нагрузка q?=Hsi); 3 — функция поперечного со­ кращения 92= ?(?і)

ся в ромб, и <7г несколько уменьшается за счет уменьшения угла пересечения нитей в вершине ромба.

Конечно, это очень упрощенные схемы, поясняющие поведе­ ние тканей при стесненном растяжении, но они показывают, что такой вид деформации должен быть в дальнейшем внимательно изучен.

Довольно неожиданными оказались результаты испытания трикотажа. Стесненное растяжение трикотажа вдоль петельных

96

.У — функция поперечного сокращения <7г=7(<7і)

столбиков, вдоль петельного ряда и под углом к ним дали раз­

чие от ткани трикотаж имеет более сложное переплетение. Вза­ имодействие между нитями трикотажа более равномерно, чем у тканей, поэтому связь между q2 и <7і оказалась прямой и оди­ наковой для всех испытываемых направлений.

Стесненное растяжение синтетической кожи и шевро дало результаты более близкие к результатам растяжения тканей, чем трикотажа (рис. 34 и 35).

выростка, вырубленных из разных участков одной кожи (по че­ тыре образца в продольном и поперечном направлениях).

«выпрямляются» в логарифмических координатах, поэтому их можно описать уравнением (9).

Показатели степени соответствующих кривых растягивающих и стесняющих нагрузок равны между собой, что определяет пря­ молинейную зависимость между qz и q\ (рис. 36, а—б). Следо­ вательно функция поперечного сокращения при стесненном рас­ тяжении кожи выражается'постоянным коэффициентом, значения которого колеблются от 0,2 до 0,6 в зависимости от места образ-

98

Поделив второе выражение на первое, имеем:

Значения р, по выражению (29) хорошо согласуются с вели­ чинами коэффициента функции поперечного сокращения, рас­ считанными по экспериментальным данным (см. табл. 14). Ста­ тистическая обработка результатов испытания подтвердила прямолинейность связи между q2 и q\. Значения ц колебались от 0,15 до 0,47. Связать эти значения коэффициентов с топогра­

меньше — от 0,21 до 0,37. Можно отметить, что стесненное рас­ тяжение юфти в поперечном направлении дало среднее значение коэффициента функции поперечного сокращения 0,27, а в про­ дольном — 0,30. Такая разница хотя и соответствует данным по выростку, но не позволяет делать какие-либо выводы.

Г Л А В А VII

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ, СВЯЗАННЫЕ С ДВУХОСНЫМИ ИСПЫТАНИЯМИ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

ВТОРОЕ РАСТЯЖЕНИЕ

В предыдущих главах показано, что материалы для верха обуви при различных видах растяжения существенно меняют показатели механических свойств. Естественно возникает вопрос: если одни и те же материалы при различных видах растяжения ведут себя по-разному, то будут ли меняться показатели механи­ ческих свойств после деформирования материалов различными способами? Это важно знать, так как многочисленными исследо­ ваниями показано, что различные части заготовки верха обуви при формовании деформируются по-разному.

В работе Ю . П . Зыбина приводятся результаты эксперимен­ тов по изменению механических свойств кож и тканей после од­ ноосного растяжения [111]. Из каждого материала отбиралось по 10 групп образцов, размеры которых были больше стандарт­ ных. Часть групп увлажняли до различной степени влажности и затем подвергали предварительному одноосному растяжению на

100

различную величину. Все группы образцов, кроме контрольной, выдерживали в растянутом состоянии до полного высыхания. За это время размеры увлажненных и неувлажггенных (воздушносухих) образцов изменялись. Такой режим как бы имитировал процесс формования обуви.

Затем из образцов в направлении приложения нагрузки вы­ рубали стандартные образцы, которые и разрывали на динамо­ метре. Кривые «удлинение—нагрузка» впоследствии проанали­ зированы в работе А. Ю . Зыбина [79]. В этой работе отмечается, что предварительное растяжение (одноосное) материалов раз­ личной влажности существенно изменило свойства как кож, так и тканей. Показано, что кривые хорошо «выпрямляются» в лога­ рифмических координатах, поэтому могут быть выражены урав­ нением e = A Q ". Анализируя изменения параметров этого урав­ нения для кож и тканей, можно сделать вывод, что деформация кож при растяжении подчиняется тем же законам, что и дефор­ мация тканей. Но так как ткани имеют сетчатую структуру, определяющую характер ее деформации, по аналогии утвержда­ ется, что и грубая сетчатая структура кожи в той же мере, как и структура тканей, влияет на характер ее поведения при рас­ тяжении.

Теперь, когда разработаны приборы, создающие различные виды растяжения, можно проводить широкие сравнительные ис­ пытания волокнисто-сетчатых материалов. Методика построения эксперимента должна оставаться такой же, как и в работе Ю . П. Зыбина [111], — имитация процесса формования обуви, а затем разрыв стандартных полосок, вырубленных из предварительно растянутых образцов. Это даст обширные данные для изуче­ ния обувных материалов, так как «форма кривых в диаграммах разрыва при правильном проведении испытаний находится в полной зависимости от внутренних свойств испытуемых образцов

сколько стандартных для одноосных испытаний. Максимальные размеры такого образца 90X15 мм, рабочая зона ■— 50X10 мм (рис. 37, а), поэтому размер образца для двухосного стесненного’ несимметричного растяжения выбрали равным 224X140 мм (рис. 37, б). Эти размеры образца позволяют вырубить из него семь стандартных образцов вдоль направления главного растяги­ вающего усилия и семь поперек. Кроме того, после растяжения и выдержки образца из него можно вырезать два образца для второго двухосного симметричного растяжения. Диаметр образца для прибора В3030 равен 85 мм (рис. 37, в), поэтому на образ­ це размером 224X140 мм эти два круга уместятся в середине, в зоне однородного деформированного состояния.

101

Дисковые образцы для двухосного симметричного растяже­ ния выбраны так, чтобы из них после первого растяжения, вы­ держки, снятия нагрузки и стабилизации можно было бы выру­ бить тоже по семь стандартных или один образец для второго двухосного симметричного растяжения (рис. 37, г). Диаметр образца получился равным 175 мм. Зона однородного растяже­ ния равна 100 мм.

Ширина образца для одноосного растяжения (рис. 37, д) кратна 224, поэтому его размеры 140X22 мм. На образцах при­ близительно такого размера (25 мм) производят испытания не­ которых видов текстильных материалов. Для выдержки такого образца в деформированном состоянии разработана специаль­ ная рамка (номер чертежа В3022), которую вставляют в губки разрывной машины. После нагружения деформированное со т ш - иие образца фиксируют гайкой, а рамку снимают с разрывной машины.

102

На рис. 37, е показан широкий образец для одноосного испы­ тания. Как было отмечено выше (см. с. 27), сшивая его в коль­ цо и растягивая с одновременным поворотом вокруг осей прибо­ ра, получаем одноосное растяжение. Из образца можно выре­ зать несколько узких образцов в поперечном направлении или два образца для второго двухосного симметричного растяже­ ния. Поэтому его размеры взяты равными размерам образца для стесненного растяжения. Образцы можно вырезать одним реза­ ком.

Первое растяжение трикотажа, тканей, испытываемых по диагонали, особенно при растяжении в пределах 60% от раз­ рушающего удлинения, настолько разрыхляет структуру мате­ риалов, что из них трудно вырубить стандартные полоски и за­ править в губки разрывной машины. Для облегчения этой зада­ чи из плотной бумаги вырубают стандартные полоски, а затем наклеивают на требуемые места деформированного образца. Клей наносят на лопаточки образцов. Затем по наклеенным бу­ мажным моделям вырубают образцы. Бумажный слой не дает возможности образцам деформироваться при заправке в губки машины. Перед началом испытаний бумагу надрезают, не по­ вреждая образец материала.

На рис. 38 показаны кривые изменения механических свойств чепрачной части выростка (а), двухслойной кирзы (б), испыты­ ваемой по диагонали, и синтетической кожи (в) после второго растяжения. Как видно, механические свойства этих материалов значительно меняются после их первого деформирования на 60% от удлинения при разрушении и выдержки их в таком состоя­ нии в течение суток.

Рис. 38. Кривые изменения механических свойств листовых материалов, под­ вергнутых предварительному растяжению с различной степенью двухосности:

а — в ы р о с т к а ; б — к и р зы д в у х с л о й н о й п о д и а г о н а л и ; в — си н т е т и ч е ск о й к о ж и

103