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

Рис. 24. Сводные диаграммы изменения относительного удли­ нения при разруше­ нии еР в зависимо­ сти от степени двухосности испытании и направления растяже­

ния образцов:

О

ш

і

Рис. 25. Сводные диаграммы изме­ нения коэффици­ ента удлинения А в зависимости от степени двухоспости испытаний и направления растя­

жения образцов:

локнисто-сетчатого материала при нагружении находится под действием двух составляющих напряжений — нормальной, стре­ мящейся растянуть этот элемент до разрушения, и касательной, стремящейся повернуть его так, чтобы уменьшить угол между направлением элемента и направлением приложения нагрузки.

Увеличение степени двухосиости до симметричного растяже­ ния уменьшает касательные напряжения до нуля и резко огра­ ничивает возможность ориентации элементов волокон, что сни­ жает удлинение образца волокнисто-сетчатого материала в не­ сколько раз. С другой стороны, увеличение степени двухосиости

86

п

испытаний почти не влияет на прочность исследуемых материа­ лов, так как при любом виде растяжения на элемент структуры проектируется только та нагрузка, которая действует в направ­ лении элемента и в конце концов доводит его до .разрушения.

Показатель степени уравнения e= A Q n. Сравнение значений показателя степени я приводит к выводу, что общих закономер­ ностей, характерных для всех исследуемых материалов при из­

87

Это выражение дает возможность выяснить характер коэф­ фициента поперечного сокращения, т. е. определить, является ли он постоянной величиной или переменной, связанной с больши­ ми деформациями и свойствами материалов. Если коэффициент поперечного сокращения не является постоянной величиной, то­ гда необходимо ввести понятие функции поперечного сокраще­ ния.

РЕЗУЛЬТАТЫ ДВУХОСНОГО СТЕСНЕННОГО РАСТЯЖЕНИЯ

ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

На рисунках, помещенных на с. 90—98, представлены ре­ зультаты испытаний материалов при двухосном стесненном рас­ тяжении. Методика измерения и расчета удельных нагрузок (или напряжений) дана на с. 34—36. На каждом рисунке пред­ ставлено несколько кривых.

Цифрой 1 обозначена удельная растягивающая нагрузка в функции от первого главного удлинения, т. е. это те же самые кривые стесненного растяжения, имеющиеся на рис. 21. Цифрой 2 обозначена стесняющая нагрузка также в функции от первого главного удлинения q2=f{&i).

Так сделано потому, что при стесненном растяжении второе главное удлинение е2 практически равно нулю, а первая и вто­ рая главные удельные нагрузки определяются по показаниям разрывной машины и ограничителя поперечного сокращения при деформировании образца в одном продольном (первом главном)

как функция поперечного сокращения ц, обозначенная цифрой.?-

8»

Для пленки поливинилхлорида удельные растягивающие на-

трузки заменены напряжениями.

Анализ результатов испытаний поливинилхлорида показал (рис. 28), что этот материал по механическим свойствам отно­ сится к той категории полимеров, у которой ярко выражена «хо-

.лодная вытяжка» [104]. При малых деформациях они ведут се­ бя как обычные твердые тела, когда же нагрузка достигает оп­ ределенного предела (предела вынужденной эластичности), шейка резко сужается и постепенно распространяется на всю

.длину образца. Нагрузка при этом падает, но остается постоян-

.ной до тех пор, пока шейка не распространится на всю длину

5 Ш 15 SO 05 £,,% 0 5 б,

■ образца. При стесненном растяжении поливинилхлорид разру­ шался раі/ыне, чем при одноосном растяжении. Разрушение про­ исходило по местам концентрации напряжений в зажимах огра­ ничителей поперечной деформации, однако «холодная вытяжка» выражена достаточно хорошо. Необходимо отметить, что кривые (72=/(в1) повторяют характерные особенности кривых 0 і=/(еі) всех испытанных образцов. Таким образом, можно ожидать, что функциональная зависимость между о2 и Оі должна быть про­ стой. Зная, что коэффициент Пуассона для полимеров (из усло­ вия постоянства объема при деформировании) равен 0,5, зави­ симость между напряжениями должна выражаться уравнением

обработке результатов испытаний получен коэффициент Пуассо­ на ц = 0,352, т. е. 02=0,3520]. Это необходимо проверить даль­ нейшими исследованиями.

Стесненное растяжение тканей (рис. 29—31) показывает

•еще более сложную зависимость между главными растягиваю­

:90

щими усилиями, выраженными через удельные нагрузки <72 и q1. Образцы тканей, растягиваемые по основе, по утку и по диаго­ нали, ведут себя одинаково. Поперечная стесняющая нагрузка

Рис. 29. Кривые, полученные при стесненном растяже­ нии трехслойной кирзы по основе (а), по утку (б), по диагонали (в):

/ — главная растягивающая удельная нагрузка 4і=/(£і); 2 — главная стесняющая удельная нагрузка <7г“ Г(бі); ^ — функция поперечного сокращения ?2=/(?і)

сначала интенсивно растет, затем начинает постепенно уменьшаться. Поперечная стесняющая нагрузка до во всех трех случа-

91

Рис. 30. Кривые, полученные при стесненном растяже­

жить, что это связано с выпрямлением нитей и уплотнением их в точках касания [131].

Для объяснения поведения тканей рассмотрим стесненное растяжение ткани полотняного переплетения (рис. 32). Конечно, трехслойная и двухслойная кирза имеет более сложное перепле­ тение, чем полотняное (рис. 32, а), поэтому можно предполо­ жить, что особенности поведения тканей при стесненном растя­ жении. благодаря большему числу нитей и их большей изогнуто­ сти в сложном переплетении должны проявиться в большей сте­ пени.

находятся в свободном состоянии. Они связаны между собой си-

92

ог , ЮН/см ( кгс/см)

Рис. 31. Кривые, полученные при стесненном растяжении тик-саржи по основе (а), по утку (б), по диагонали (в):

лами трения, возникающими от переплетения нитей. Приклады­ ваемая нагрузка qi (рис. 32, в) выпрямляет нити. Нити, перпен­ дикулярные выпрямляющимся, будут при этом изгибаться, пере­ давая часть нагрузки на ограничители поперечного сокраще­ ния. В это время наблюдается значительный рост q2. При даль­ нейшем растяжении образца нити полностью выпрямляются в направлении действия нагрузки qj и уже не могут увеличивать реакцию на поперечные ограничители так интенсивно, как это было в начале нагружения. Рост q2 замедляется. Последующее

93