книги из ГПНТБ / Кобляков А.И. Структура и механические свойства трикотажа

где Ае, = е„—е.

Полученное выражение подобно выражению (Ѵ-74). Поэтому последовательность нахождения параметров уравнения остается такой же, как и параметров в период растяжения. По аналогии с выражением (Ѵ-80) вспомогательной для расчета параметра ео является взаимосвязь

Методом последовательных приближений, добиваясь равенства обеих частей уравнения (Ѵ-86), находим параметр воПромежут­ ки замеров выбираем по аналогии с выбором их при режиме на­ грузки. При этом

Расчетные величины деформации трикотажа при разном режиме информации о ее релаксации

Сравнивая расчетные величины деформации трикотажа при ее релаксации с экспериментальными, находим, что их совпадение зависит от режима выбранных отметок времени (табл. Ѵ-4).

Для периода нагрузки более или менее удовлетворительное сов­ падение расчетных и экспериментальных величин деформации на­ блюдается почти при всех выбранных режимах отметок дефор­ мации. Исключение составляет режим отметок деформации при времени ti = 20, 50, 125 мин, когда отклонения в начальный период релаксации достигают 16,4—6,2%.

Для периода отдыха удовлетворительное совпадение (в преде­ лах ошибок выборки) расчетных и экспериментальных величин имеется лишь при отметках деформации на 1, 8 и 64-й минутах. С приближением отметок к началу или концу релаксационного процесса, разница экспериментальных и расчетных величин дефор­ мации изменяется. В Первом случае разница этих величин умень­ шается в начале процесса и увеличивается в конце, во втором, наоборот, разница значительна в начале процесса и незначи­ тельна в конце.

Совпадение расчетных величин с экспериментальными будет тем больше, чем полнее выбранный интервал отметок охватывает процесс релаксации. Для описания релаксационных процессов де­ формации многих видов трикотажных полотен наилучшее совпа­ дение расчетных и экспериментальных величин получено при от­ метках деформации на 1, 8 и 64-й минутах. Такой режим отметок деформации дает вполне удовлетворительное совпадение экстра­ полированных величин деформации с экспериментальными как

в начальной стадии процессов релаксации (до 5 с), так и при дли­ тельном их развитии (до 5 суток). Но это справедливо при усло­ вии, что

I е 1 -е 2 I ^ I е 2 -е 8 I•

В противном случае должны быть выбраны отметки в других интервалах времени.

Таким образом, модель и способ расчета дают возможность рассчитать деформацию трикотажа за любое время развития ре­ лаксационных процессов, в том числе и за время, не доступное для непосредственного наблюдения. Кроме того, сокращается время активного эксперимента, упрощабтся техника его проведе­ ния, так как отпадает, например, необходимость замера деформа­ ций в периоды ^<1 мин и за длительное время.

5. И С С Л Е Д О В А Н И Е М А Т Е М А Т И Ч Е С К О Й М О Д Е Л И , О П И С Ы В А Е М О Й У Р А В ­ Н Е Н И Е М С Д Р О Б Н Ы М И П О К А З А Т Е Л Я М И С Т Е П Е Н И В Р Е М Е Н И

Параметры модели при разном режиме отметок деформации

Режим отметок при определении равновесной деформации ока­ зывает влияние также на величины параметров математической модели (табл. Ѵ-5). Например, величина равновесной деформации образца хлопчатобумажного полотна переплетения гладь в зави-

Рис. Ѵ-11. Графики изменений полной дефор­ мации трикотажного полотна, ее исчезающей части и констант уравнения с дробным пока­ зателем степени времени в зависимости от на-

, V

пряжения в долях от разрывного (а = — ^

Параметры модели при разных механических свойствах нитей

Анализ результатов испытаний (табл. Ѵ-6) показывает, что равновесная деформация в периоде нагрузки оказывается близкой к величине полной деформации, за исключением деформации об­ разца трикотажного полотна из хлопко-лавсановой пряжи. Вели­ чина равновесной деформации этого образца значительно превы­ шает (почти на 50%) величину полной деформации

Константы т и п для образцов трикотажа разного волокнис­ того состава не имеют рангового совпадения и значительно (на порядок и более) отличаются друг от друга. Например, максималь­ ное значение константы т получено при испытании образца кап­ ронового трикотажа, а константы п — образца хлопчатобумаж­

ного трикотажа.

При изменении волокнистого состава нитей не обнаруживается четко выраженной закономерности также и для остальных пара­

метров модели.

Различен ранговый порядок образцов при определении пара­ метров Ь, с, %и Ѳ.

Чтобы определить возможности применения новых характерис­ тик, необходимо накопление данных по использованию данной ма­ тематической модели для оценки механических свойств трикотажа.

Г Л A B А V I

ОСОБЕННОСТИ ДЕФОРМАЦИИ ТРИКОТАЖА ПРИ МНОГОКРАТНОМ РАСТЯЖЕНИИ

1.МНОГОКРАТНОЕ РАСТЯЖЕНИЕ ТРИКОТАЖА

Впрактику испытаний текстильных материалов по определению их механических свойств все шире входят методы многократного растяжения. При многократном растяжении постепенно расшаты­ вается структура материала, проявляются усталостные явления.

Под термином усталость принято понимать результат утомле­ ния материала, происходящего при определенных внешних воздей­ ствиях за конечный промежуток времени.

Утомлением текстильных материалов обычно называют про­ цесс изменения их структуры и свойств вследствие многократного деформирования. Утомление является видом изнашивания, проте­ кающего без существенной потери массы.

Стойкость трикотажа к утомлению для многих видов изделий, особенно для верхних, является важнейшей эксплуатационной ха­ рактеристикой, так как с ней связывают формоустойчивость трико­ тажа, или его способность восстанавливать первоначальную форму после прекращения внешних воздействий. При этом роль износа от истирания отодвигается на второй план. Например, по данным [81], за два года эксплуатации изделий из высокообъемных тексту­

рированных нитей мэлан не установлено случаев образования дыр на изделиях вследствие их истирания. В то же время наличие ос­ таточной деформации для ряда трикотажных полотен приводит к уменьшению их износостойкости к истиранию и тем большему, чем больше величина остаточной деформации [82—83].

Первые работы по исследованию усталости текстильных поло­ тен в нашей стране относятся к 30-м годам. Б. П. Поздняковым получены кривые усталости, характеризующие зависимость числа циклов нагружения до разрушения (выносливость) ткани от ве­ личины растягивающих усилий, подобные кривым усталости Ве­ лера. Испытания были проведены на разрывной машине.

Однако такой метод исследований, как показали работы В. И. Тепнина [84], И. Г. Данилевского и С. В. Беневоленского [85], П. И. Новодережкина [86] и других, для испытаний трикотажа не пригоден. Вследствие особенностей структуры трикотажных по­ лотен их усталостные характеристики выявляются очень медленно, и чтобы получить более надежные показатели, необходимо про­ вести сотни и тысячи повторных натяжений, что на разрывной машине сделать практически невозможно. Кроме того, при ограни­ ченном числе (10—20) циклов растяжения отсутствует характер­ ный признак усталости трикотажа, постепенное расшатывание структуры и по существу происходит однократное растяжение, ос­ ложненное несколькими разгрузками.

К сожалению, эти глубокие замечания видных материаловедовтрикотажников некоторыми исследователями не учитываются даже в наше время, когда испытания проводятся на разрывных маши­ нах при 10—20 циклах растяжения или на релаксометрах типа стойки.

В начале 30-х годов В. И. Тепнин создает прибор и разраба­ тывает методику испытаний трикотажа на многократное растяже­ ние [84]. Основной идеей методики было приближение условий испытаний к условиям эксплуатации изделий из трикотажа, т. е. создание лабораторной модели усталости. Исходя из этого были подобраны рабочие размеры образца и орудия (соответственно размерам согнутого локтя и колена), режим циклического растя­ жения— п= 55 циклов в минуту (соответственно средней скорости человека при ходьбе) и другие параметры.

В. И. Тепниным в качестве задаваемого и поддерживаемого параметра для всех видов трикотажных полотен были взяты: по­ стоянная величина стрелы прогиба и постоянная величина работы растяжения образца.

Однако в процессе исследования В. И. Тепнин пришел к вы­ воду, что при постоянной величине стрелы прогиба результаты ис­ пытаний не являются объективными. Это происходит потому, что образцы трикотажных полотен разной растяжимости оказываются при испытаниях в различных условиях. Чем больше растяжим ма­ териал при одной и той же величине стрелы прогиба, тем меньше его сопротивление растягивающим усилиям. Вследствие этого при большой стреле прогиба образцы трикотажных полотен с малой