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

звеньев, образующих грунт полотна, они имеют большую тол­ щину. Нити этих элементарных звеньев по сравнению с нитями звеньев, образующих грунт полотна, при растяжении должны больше деформироваться и скорее достигать критической нагрузки.

Для полотен с элементарными звеньями разной формы, напри­ мер трико-производные трико или трико-уток, расчетными будут: при растяжении по длине — звенья переплетения трико, а при ра­ стяжении по ширине — звенья переплетения сукно или уток.

Относительное разрывное удлинение элементарной ячейки по­ лотна равно:

при растяжении по длине

при растяжении по ширине

где В0и Л0 — высота петельного ряда и петельный шаг исходного недеформированного образца, мм;

Втах и Лmax — высота петельного ряда и петельный шаг к моменту разрыва образца, мм.

Т а б л и ц а V I1-6

Величины Вщах и Лmax могут быть рассчитаны исходя из длины нити в элементарном звене (петле) растянутого трикотажа.

Как показали исследования структуры образцов трикотажных полотен в силовом поле методами световой микроскопии, форма отдельных участков элементарных звеньев (петель) перед разры­ вом оказывается в большинстве случаев близкой к четверти эллипса или к полуэллипсу. Тогда длина нити в петле к мо­ менту разрыва

'стков, прини­

рине участки элементарных звеньев аб и вд также принимаются

dp= 0,0357 У ТЬ~ 1,

а условный

dy = 0,0357 V Т у - \

где Т — линейная плотность нити, текс; б — объемная масса нити, г/см3;

Y — плотность нити, г/см3.

Для подсчета числа диаметров в полуосях предлагается исполь­

где rfy — диаметр нитей утка; rfr — диаметр нитей грунта.

Величины аг и m оказываются различными для разных полотен: для полотен вариантов 1—3 (см. табл. VI1-7)

— ^ р . г “ Ь ^ р . П ~ Ь 2 ( r f y . р - f - r f y . п ) ,

тп r f p . р —I- 0 , 5 r f y . п - j— r f y . r , m r r f p . n - [ - r f y . n 0 , 5 d y . r

для полотен варианта 4 аг=0, /п=0, ^у=0

для полотен варианта 5

2 ( r f p , р - { - r f p . п Ч " d y . р - f - r f y . п ) ,

т п — 2 d p . п - j - d p р - f - 0 , 5 d y п - f - r f y . r .

Разрывное удлинение трикотажных полотен зависит также от разрывного удлинения нитей и его изменения в зависимости от деформации изгиба и зажимной длины.

Учитывая это, длину нити в петле к моменту разрыва можно найти как

Если определить разрывное удлинение еп.о нитей при испытании петлей и при зажимной длине 5 мм, то коэффициенты ф и К могут

А. С. Далидовичем [1] даны расчетные формулы разрывной нагрузки для трикотажных полотен ряда главных и комбиниро­ ванных переплетений. В основу расчета разрывной нагрузки три­ котажа положено суммарное сопротивление участков петель по сечению образца.

Разрывная нагрузка полоски трикотажа шириной ар = 50 мм

Рр~Р рП П ,

где Рр — средняя разрывная нагрузка нити, Н; іі— число участков нитей (в петлях);

Я— плотность трикотажа (по горизонтали при расчете проч­ ности по длине или по вертикали при расчете прочности

по ширине).

Аналогично рассчитывалась разрывная нагрузка трикотажных полотен при продавливании шариком А. С. Далидовичем [1],

С.И. Гусевой [121], А. С. Болдыревым, С. В. Беневоленским и

И.Г. Данилевским [85].

Однако экспериментальные исследования показали, что расчет­ ные величины разрывной нагрузки значительно отличаются от фактических. Поэтому Л. М. Агапов [131], А. С. Далидович [1] вводят в расчет степень ориентации отдельных участков, а А. Векаши [132] добавляет еще поправку на разрыв петель при малой зажимной длине. Эти поправки полностью не устранили расхож­ дения расчетных и экспериментальных величин разрывной на­ грузки трикотажных полотен, а лишь несколько их уменьшили. В формулах не учитываются изменения структуры трикотажа при разрыве, связанные с роспуском петель, который может начаться при разрушении хотя бы одной из петель. Кроме того, степень ориентации участков нитей в петле берется для начального (до растяжения) состояния, а не к моменту разрыва.

А. Векаши [132] и В. Журеком [133] даны модели взаимо­ связи параметров структуры с разрывными характеристиками три­ котажных полотен при продавливании мембраной. Совпадение расчетных величин разрывной нагрузки с экспериментальными оказалось вполне удовлетворительным.

Имеется много случаев, когда исследователи ограничиваются выявлением лишь качественной или корреляционной связи между величинами разрывной нагрузки, параметрами структуры три­ котажа и механическими свойствами нитей. Автором предлагается модельный метод расчета трикотажного полотна комбинированных переплетений в условиях одноосного растяжения.

Разрывная нагрузка полоски трикотажного полотна в условиях одноосного растяжения

где Рэі — разрывная нагрузка элементарной ячейки трикотажа (петельного столбика или петельного ряда), сопротив­ ляющейся растягивающим усилиям, Н;

г) — коэффициент неоднородности разрыва элементарных ячеек, зависящий от способа испытания, формы, разме­ ров рабочей ширины и зажимной длины пробной по­ лоски;

т— число элементарных ячеек в рабочей ширине пробной полоски

где П — плотность трикотажа (по горизонтали, если определяется при растяжении вдоль петельных столбиков, или по вер­ тикали, если образец растягивается вдоль петельных рядов);

ар— рабочая ширина пробной полоски, мм.

Особенностью структуры трикотажных полотен является то, что при разрушении какого-либо звена элементарной ячейки, как правило, наблюдается разрушение всей ячейки вследствие ее рос­ пуска.

Разрушение даже одной ячейки приводит к перегрузке осталь­ ных элементарных ячеек и в конечном счете к разрыву пробной полоски. Процесс разрушения может быть ускорен роспуском со­ седних элементарных ячеек по линии петельного ряда или стол­ бика. Учитывая эти особенности разрушения полоски трикотаж­ ного полотна, при растяжении за расчетную величину разрывной (критической Рк) нагрузки элементарной ячейки принимается уси­

Расчет разрывной нагрузки трикотажного полотна по критиче­ скому усилию более удобен, чем по критическому напряжению.

Расчет критического напряжения весьма сложен, так как пло­ щадь сечения — величина переменная, зависящая от многих фак­ торов, таких как степень ориентации участков элементарного звена, сжимаемость и неравномерность нити по толщине и др.

При растяжении системы усилием, равным т Рк, в нитях эле­ ментарной ячейки возникают усилия реакции Ри Рг ■.. Рп• Из ус­ ловия равновесия сил для элементарной ячейки получаем

кнаправлению силового поля.

Вслучае, когда усилие в одной или нескольких нитях системы достигает разрывного (Рі = Рр'), возникает перегрузка остальных нитей системы и появляются условия для роспуска элементарной ячейки трикотажа и ее разрушения.

Учитывая, что разрушение системы может произойти при ми­ нимальных значениях разрывной нагрузки, а также принимая во внимание влияние на разрывную нагрузку таких факторов, как очень малая длина элементарного участка нити в системе трико­ тажа по сравнению с зажимной длиной, при которой определяют разрывную нагрузку нити, и возможная потеря прочности нити от усилий, возникающих вследствие деформации изгиба нити, вели­

от зажимной длины ее при испытании;

À— коэффициент, учитывающий потерю прочности от изгиба нити.

При испытаниях нитей определяют обычно не среднее квадра­ тическое отклонение, а коэффициент неровноты Яр. Коэффициент вариации

0 * = 0 ,0 1 2 5 Р р Я р .

Подставляя значения в формулу (ѴІІ-38), получаем:

Р ; = ( Р р - 0 , 0 3 7 5 Р рЯ р ) # ,

или

В случае системы с различными значениями разрывной на­

грузки Рр в расчет берут минимальную величину. Коэффициенты ф и X определяют экспериментально путем разрыва нитей при малой зажимной длине (до 5 мм) и разрывом петлей. Возможны также испытания нитей петлей при малой зажимной длине. Тогда коэффициенты ф и X могут быть заменены одним коэффициентом <р