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

Удельная нагрузка q на 1 см периметра дискового образца при двухосном симметричном растяжении определялась по ме­ тодике, описанной на с. 42—48,

ла. Кривые, полученные при автоматической записи результатов испытаний, перестраивают в выбранном масштабе.

На графике, записанном на миллиметровую бумагу, факти­

1 см периметра образца. Следовательно, необходимо по нагруз­ ке, развиваемой динамометром, рассчитать удельную нагрузку, а по высоте подъема пуансона — относительное удлинение.

Рис. 20. Пример обработки кривой двухосного симметричного растя­ жения выростка

Разберем на примере порядок обработки кривых. На рис. 20,а показана кривая двухосного симметричного растяжения образца выростка диаметром 175 мм на приборе В3018. На кривой от­ четливо виден горизонтальный отрезок до высоты подъема пуан-

62

сона, приблизительно равной 7 мм, что связано с распрямлени­ ем материала и выборкой люфта в деталях прибора (для прибо­ ра В3030 этот отрезок равен 2—4 мм).

Отметим на кривой произвольные точки (графа 1 табл. 10),

материала определяем условный периметр и записываем его в графу 4 табл. 10.

После деления нагрузки Q на соответствующее значение М получаем величины интенсивности нагрузок для выбранных то­ чек кривой (графа 5 табл. 10). Зная толщину материала (на­ пример, 1,2 мм) и учитывая площадь поперечного сечения, мож­ но рассчитать напряжение (графа 6 табл. 10 ).

Относительное удлинение е определяют по высоте подъема пуансона (см. табл. 7 или рис. 17). Полученные данные записы­ вают в графу 7 табл. 10. Теперь по данным граф 5, 7 или, если требуется, 6, 7 можно построить кривую растяжения в новых координатах (рис. 20, б). Необходимо учесть, что удлинение образцов волокнисто-сетчатых материалов при одноосном растя­ жении всегда больше удлинения при других видах растяжения, поэтому масштаб шкалы удлинений выбирают по данным одно­ осного растяжения. Особенно это видно из испытаний тканей по диагонали и трикотажа вдоль петельного ряда.

Таким образом, для каждого вида растяжения и для опреде­ ленного направления образцов получается серия кривых, кото­ рые затем статистически обрабатываются: рассчитывается кор­ реляционное отношение кривых тр средняя ошибка тц, оценка достоверности г|/тч.

63

>64

66

68

Если требуется определить параметры уравнения s = A Q n, то средние арифметические значения точек кривых, по которым рассчитывали корреляционное отношение, можно нанести на бу­ магу с логарифмическими координатами (рис. 20, ß) и соеди­ нить их прямой линией. Тангенс угла наклона этой прямой даст значение показателя степени, а величина е при q = 10 кгс — ко­ эффициент удлинения А.

На рис. 20, б показана кривая, полученная по данным приме­ ра, приведенного в табл. 10. Уравнение кривой имеет вид

ные нагрузки при разрушении образцов, рассчитанные как сред­ ние арифметические из общего числа образцов в серии.

Г Л А В А V

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ! АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ ВОЛОКНИСТО-СЕТЧАТЫХ МАТЕРИАЛОВ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ПРИ ГРАФИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ

Большое число кривых, полученных при различных видах растяжения и нагружаемых в определенных направлениях (до семи кривых для одного материала), требует введения единых условных обозначений (табл. 12).

Все исследуемые материалы при одноосном и двухосном стесненном растяжении испытывались минимально в двух на­ правлениях: одно из них обозначалось знаком «||» (параллель­ но), второе — знаком «_І_» (перпендикулярно).

Для образцов тканей, трикотажа и синтетической кожи, вы­ рубленных по диагонали, принят знак «<£». Такие образцы выру­ бали под углом 45° к одному из основных направлений. Для кож параллельным считалось направление вдоль хребта; для рулон­ ных материалов (синтетической кожи и пленки поливинилхло­ рида) — вдоль длины ленты; для тканей — вдоль основы; для трикотажа — вдоль петельных столбиков.

При двухосном, симметричном растяжении удлинение образ­ цов в разных направлениях одинаково, поэтому направление растяжения, по существу, теряет свое значение. Такое растяже­ ние действительно симметрично, и для обозначения направления может быть введен знак «#», обозначающий равнопараллельно.

69

Таблица условных обозначений

Действительно, материал на приборах деформируется равномер­ но, а параллельные линии всегда остаются параллельными.

В табл. 12 дамы характеристики главных удлинений в зави­ симости от вида растяжения; при этом, обозначая первое глав­ ное удлинение, сделано допущение. Фактически, если взять за главное направление геометрический фактор материала (напри­ мер, направление основы), то при испытании материала поперек этого направления главные удлинения поменяются местами, т. е. es будет больше еь Однако в теории упругости и сопротивления материалов за первое главное направление принимают всегда большее по абсолютной величине удлинение; что и было сделано.

Для выделения различных механических характеристик на диаграммах «удлинение—нагрузка» в зависимости от вида рас­ тяжения выбраны обозначения, показанные в табл. 12: одноосное растяжение — пунктирная линия; двухосное стесненное (несим­ метричное) растяжение — штрихпунктирная; двухосное симмет­ ричное растяжение — сплошная.

Для анализа результатов испытания по сводным диаграммам (их построение см. на с. 80—82) введено еще одно обозначение, наглядно показывающее и направление растяжения образца и степень двухосности его испытания.

70

ХАРАКТЕР РАЗРУШЕНИЯ ИССЛЕДОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Испытания материалов при различных видах растяжения позволили сделать выводы о характере разрушения образцов. Известно [2], что поликристаллические материалы разрушаются

восновном путем отрыва и среза. Отрыв является результатом действия растягивающих напряжений или удлинений, срез — ка­ сательных напряжений. Однако при испытаниях высокоэласти­ ческих матбриалов разрушение представляет собой сочетание местных отрывов и срезов по плоскостям легчайшего сопротив­ ления [104].

Результаты испытания материалов показали, что характер разрушения сильно зависит от степени двухосности испытаний, а также от анизотропии свойств этих материалов.

Наиболее интересен характер разрушения текстильных мате­ риалов. В табл. 13 показаны схемы разрушения текстильных материалов, испытанных в трех направлениях при трех видах растяжения. При одноосном растяжении образцов, вырубленных

вразных направлениях, уже замечается некоторое различие в характере разрушения.

Вели в образце одного направления происходил прямой от­

рыв, т. е. разрушение по линии, перпендикулярной приложен­ ной нагрузке, то в образце другого направления — ступенча­ тый отрыв, т. е. разрушение начиналось у одного края образца, но не развивалось дальше, а возникало с другой стороны об­ разца и шло навстречу. По диагонали образец разрушается по одному из направлений под углом 45° к оси растяжения (такое разрушение характеризуется как срез).

Стесненное растяжение образцов еще более подчеркнуло от­ меченный выше характер разрушения. Достаточные размеры об­ разца, наличие стесняющего усилия наглядно показали ступен­ чатый отрыв только в одном из направлений вырубания образ­ цов, которое соответствует направлению ступенчатого отрыва, и образцов, испытываемых одноосно. Ступени такого отрыва мож­ но спроектировать на одну линию — она показана тонкой лини­ ей на некоторых рисунках (табл. 13). Проекция представляет собой сплошную линию, следовательно, образцы разрушались

полностью.

Можно отметить еще одну деталь. Если характер разрушения образцов тик-саржи явно различен (ступенчатый отрыв в одном направлении и прямой отрыв в другом), то в тканях сложных переплетений и трикотаже разрушение и в перпендикулярном направлении имеет ступенчатый характер. Это показывает, что свойства материалов сложных переплетений, растягиваемых в перпендикулярных направлениях, выравниваются.

Стесненное растяжение текстильных материалов по диагона­ ли также выявило некоторые закономерности. Образцы разру-

71