книги из ГПНТБ / Склянников В.П. Оптимизация строения и механических свойств тканей из химических волокон

Зависимость работы разрыва от коэффициента уплотненности переплетения вискозных тканей по основе может быть характери­

от коэффициента уплотненности переплетения характеризуется на­

Полуцикловые разрывные характеристики готовых вискозных тканей различных переплетений (по утку)

90

В табл. 19 приведены полуцикловые разрывные характеристики готовых вискозных тканей при их растяжении по утку.

Из табл. 19 и рис. 30 следует, что полуцикловые разрывные характеристики вискозных тканей по утку под влиянием коэффи­ циента уплотненности переплетения изменяются в меньшей сте­ пени, чем по основе: абсолютная разрывная нагрузка изменяется на 6,5%, разрывное удлинение — на 30%, коэффициент использо­ вания прочности пряжи в ткани — на 42%.

Зависимость коэффициента использования прочности утка в ткани, абсолютной работы разрыва и относительной работы раз­

рыва от коэффициента уплотненности переплетения соответствует ,

■18

■/в

■ 14

. 12

характеру изменений разрывной нагрузки (см. рис. 30). Отмечен­ ные зависимости могут быть описаны уравнением:

Рассмотренное показывает, что максимальных значений Рр, /Си, и ге достигают при С= 0,87-^0,92, т. е. при большей уплотнен­ ности ткани, чем по основе. Коэффициент использования прочности

91

утка в ткани выше единицы и в среднем больше, чем па основе. Коэффициенты прочности пряжи, извлеченной из ткани, Киз по утку заметно ниже, чем коэффициенты прочности пряжи: в ткани /Си-

Сопоставление полуцикловых разрывных характеристик вискоз­ ных тканей по основе и утку с данными изучения строения тканей (см. главу 2) показывает высокую степень согласования этих дан­ ных. Это особенно касается избыточной длины и площади попереч­ ного сечения нитей в тканях.

На рис. 31 показана зависимость от избыточной длины основы и утка. в готовых-вискозных тканях разрывной нагрузки пряжи в тканях Рѵ и разрывной нагрузки пряжи, извлеченной из тканей. Указанная зависимость может быть описана следующими уравне­

избыточной длины пряжи характеризуются наличием некоторого максимума, причем максимум Рр достигается при избыточной

длине, равной приблизительно 3,5%, а для Рр. „3 положение мак­ симума имеет сдвиг в сторону большего значения Ь„зс„ что явля­ ется следствием определенных изменений в уплотненности пряжи после извлечения ее из ткани. Указанные изменения являются не­ значительными, и общий характер зависимости сохраняется.

Рассмотренное доказывает, что изменения полуцикловых раз­ рывных характеристик вискозных тканей под влиянием переплете­ ния связаны главным образом с изменениями свойств пряжи, ко­ торые обусловлены изменениями степени деформации пряжи — ее изогнутости и площади поперечного сечения.

Ткани из полиэфирного волокна. Установлено, что коэффици­ ент полноты диаграммы разрыва полиэфирных тканей выше, чем вискозных, и составляет 0,565 ± 0,012. Вид переплетения изменяет координаты кривой, тип которой при этом не изменяется. В табл. 21 приведены полуцикловые разрывные характеристики полиэфирных тканей различных переплетений.

Коэффициенты наполнения тканей, указанных в табл. 21, из­ меняются в пределах от 63% (рогожка 4/4) до 126% (полотняное переплетение), соответственно варианты 16 и 1.

Из данных табл. 21 и рис. 32 видна зависимость разрывной на­ грузки по основе и разрывного удлинения от коэффициента уплот­ ненности переплетения. Зависимость Рр полиэфирных тканей от

92

Зависимость коэффициента использования прочности основы в полиэфирных тканях от коэффициента уплотненности переплете­ ния может быть описана уравнением (при С = 0,24-М):

Наличие практически полного диапазона изменений коэффи­ циента уплотненности переплетения полиэфирных тканей указы­

при этом единицу. Увличение коэффициента уплотненности пере­ плетения свыше 0,7 ведет к резкому падению коэффициента ис­

93

ткани. Наблюдаемые явления тесно связаны с изменением избы­ точной длины и площади поперечного сечения пряжи в ткани и являются следствием главным образом одновременного развития двух процессов, противоречиво влияющих на прочность ткани и нитей в ней: уплотнения и увеличения степени напряженности.

Экспериментальные данные об изменении разрывной нагрузки тканей из вискозного и полиэфирного волокон под влиянием пере­ плетения подтверждают теоретический анализ, основанный на ис­ пользовании положений флуктуационной теории прочности поли­ меров.

Формула для расчета разрывного удлинения по основе для полиэфирных тканей в зависимости от коэффициента уплотнен­ ности переплетения может быть представлена в следующем виде

при С= 0,24-М:

казана на рис. 33, откуда видно, что абсолютная работа разрыва при увеличении коэффициента С увеличивается, имея два макси­ мума, один из которых соответствует максимуму разрывной на-

.грузки, а другой—-максимуму разрывного удлинения. Общий характер изменения относительной работы разрыва близок к из­ менению ее абсолютного значения, однако второй максимум (по удлинению) выражен слабо, что объясняется большей массой единицы площади тканей, имеющих высокие ■значения коэффи­ циента уплотненности переплетения.

Зависимость абсолютной и относительной работы-разрыва по­ лиэфирных тканей от коэффициента уплотненности переплетения может быть описана следующими уравнениями (при С = 0,24-М):

Относительные отклонения данных, рассчитанных по формулам (162) и (163), от экспериментальных составляют: средние — 3,1-і-3,4%, предельные — 6,64-8,3%.

94

В табл. 22 приведены полуцикловые разрывные характеристики полиэфирных тканей при растяжении их по утку.

Т а б л и ц а 22

Полуцикловые разрывные характеристики по утку полиэфирных тканей различных переплетений

По данным табл. 22 на рис. 34 показана зависимость разрыв­ ной нагрузки и разрывного удлинения от коэффициента уплотнен­ ности переплетения. Установлено, что зависимость разрывной на­ грузки и коэффициента использования прочности пряжи по утку в полиэфирной ткани от коэффициента уплотненности переплете­

4,2%, предельные 11,5%; при расчетах по формуле (165): средние 1,54%,, предельные 4,7%.

Положение максимума разрывной нагрузки по утку смещено по сравнению с положением этого показателя по основе в сто­ рону большого значения коэффициента уплотненности переплете­ ния. Значение коэффициента использования прочности пряжи по

95

Из рис. 34 видно, что изменение удлинения полиэфирных тка­ ней по утку происходит под влиянием коэффициента уплотнен­ ности переплетения в значительно меньших размерах, чем по ос­ нове. Вследствие этого, как показано на рис. 35, зависимость аб­ солютной и относительной работы разрыва от коэффициента С

определяется характером изменения разрывном нагрузки и описы­ вается уравнением:

При расчетах по уравнению (166) абсолютной работы разрыва коэффициенты составляют (при С= 0,244-1,00): я = 205,341, 6 = = 0,2641, k = —0,1168; при определении относительной работы раз­ рыва: а = 425,22, 6 = 0,3378, £=-^-0,341.

Относительные отклонения данных, рассчитанных по формуле (166), от экспериментальных составляют: средние 5,94—6,1%, пре­ дельные 14,7— 15,7%,.

Рассмотрение полуцикловых разрывных характеристик тканей из полиэфирных волокон подтвердило данные, полученные при изу­ чении тканей из вискозных волокон. Важнейшим для дальнейших исследований является вопрос о наличии максимумов разрывной нагрузки и работы разрыва, что свидетельствует о противоречи­ вости влияния на эти характеристики коэффициента уплотненности переплетения. Представляют интерес данные, свидетельствующие о различном положении указанных максимумов для тканей из раз­ личных волокон и при деформации по основе и по утку. Коэффи­ циент уплотненности переплетения, при котором достигается мак­ симальная разрывная нагрузка, может быть назван критическим (для данной плотности по основе и по утку).

Полученные экспериментальные данные позволяют найти опти­ мальные значения коэффициентов уплотненности переплетения по

96

критериям разрывной нагрузки, разрывного удлинения или ра­ боты разрыва.

Получена возможность определения границ, в которых воз­ можны изменения коэффициента уплотненности переплетения с сохранением заданного уровня полуцнкловых разрывных харак­ теристик. В пределах этих границ возможна разработка серии ви­ дов переплетений, соответствующих указанным условиям.

Изменение переплетений (при постоянной заправочной плот­ ности) без учета найденных зависимостей не может обеспечить правильности их выбора для создания тканей с максимальными или заданными (оптимальными) полуцикловыми разрывными ха­ рактеристиками.

Влияние плотности и соотношения плотностей

Полуцикловые разрывные характеристики готовых вискозных тканей различной плотности при деформации по основе приве­ дены в табл. 23.

97

Данные табл. 23 анализировались в направлении выяснения влияния плотности по утку при постоянной плотности по основе и в направлении влияния соотношения плотностей при постоянной сумме плотностей по основе и утку. Установлено, что с повыше­ нием плотности по утку разрывная нагрузка, по основе уменьша­ ется, имея тенденцию к образованию некоторого максимума. Раз­ рывное удлинение по основе при увеличении плотности по утку возрастает.

Между коэффициентами использования прочности пряжи в ткани и разрывной нагрузки пряжи, извлеченной из ткани, имеется тесная зависимость. При увеличении плотности по утку коэффициент использования прочности основы в тканях полотня­ ного переплетения уменьшается, а в тканях переплетений сарже­ вого и рогожка изменяется, показывая достаточно выраженный максимум. Рассмотренное подтверждает противоречивость влия­ ния уплотнения на полуцикловые разрывные характеристики тка­ ней. При увеличенииплотности по утку наряду с уплотнением основы увеличивается ее напряженность, что подтверждается уве­ личением избыточной длины и коэффициента концентрации дефор­ мации. Указанное происходит вследствие уменьшения длины волн основы и сопровождается уменьшением высоты волн и пониже­ нием порядка фазы строения ткани.

Показано, что с увеличением плотности по утку абсолютная работа возрастает, а относительная уменьшается вследствие про­ исходящего при этом увеличения массы единицы площади ткани.

При увеличении отношения Ру. разрывная нагрузка по основе

Ро

уменьшается, что связано с уменьшением плотности по нитям этой системы; изменение удлинения зависит от вида переплетения и связано с одновременным изменением высот волн и их числа на единицу длины нити. Ткани полотняного переплетения показывают

Ру

повышение удлинения при увеличении ——, а у тканей с перепле­

тением рогожка и саржа наблюдается при этом снижение удли-

р

нения по основе. При увеличении отношения —— высота волны

Р О

основы уменьшается, а число изгибов на единицу длины возрас­ тает. Это оказывает противоположное влияние на удлинение тка­ ней различных переплетений (с различным числом полей связи).

С изменением отношения плотностей коэффициенты использо­ вания прочности основы изменяются незначительно, имея некото-

грузкой пряжи, извлеченной из ткани, и расчетной разрывной на­ грузкой пряжи в ткани имеется тесная связь, причем первый из. названных показателей всегда ниже второго, что связано с умень­ шением плотности упаковки волокон в пряже после извлечения ее из ткани.

Коэффициент использования прочности пряжи по основе явля-

98

•ется наиболее низким в тканях полотняного переплетения и наибо­ лее высоким в тканях с коэффициентом уплотненности, близким к критическому значению. Указанное подтверждает данные, из­ ложенные в главе 3, для тканей с постоянными значениями плот­ ностей.

Изучение' зависимости абсолютной и относительной работы раз­ рыва от отношения плотностей показывает, что эти характеристики

тики готовых вискозных тканей различной плотности при дефор­

Из табл. 24 следует, что разрывная нагрузка тканей по утку при увеличении плотности по этой системе увеличивается по за­ кону прямой. Отмеченное увеличение связано с ростом числа нитей утка на единицу длины и повышением использования прочности утка в тканях. Наиболее высокий коэффициент использования

99