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

элементарные звенья имеют односторонние протяжки и неориен­ тированный остов петли (образец 4). Характер течения релакса­ ционных процессов деформации у полотен комбинированных пере­ плетений (образцы 1, 2) почти такой же, как и у других основовя­ заных полотен, но уровень деформации намного ниже.

Рис. Ш-12. График кинетики релаксации полотен переплетения

петли обычно рекомендуется применять при сравнении свойств по­ лотен из нитей разной толщины.

Характер течения релаксационных процессов деформации в об­ разцах трикотажных полотен переплетения трико-трико при рас­ тяжении по ширине в зависимости от модуля петли представлен на графике (рис. Ш-12), а конечные уровни деформации тех же образцов при растяжении по длине— в табл. III-6.

Данные испытаний свидетельствуют о том, что модуль петли оказывает существенное влияние на релаксационные процессы деформации исследуемого трикотажного полотна при растяжении по ширине. Чем больше модуль петли, тем выше уровень дефор­ мации и больше доля замедленных процессов в общем спектре обратных релаксационных процессов. При этом, как и в ранее рас­ смотренных примерах, изменения скорости течения релаксационных процессов деформации происходят в начальной стадии их разви­ тия (до 1 мин). На последующих стадиях существенной разницы в течении процессов релаксации деформации образцов с разным модулем петли не обнаруживается (см. рис. Ш-12).

усилия всегда меньше их разрывных значений, т. е. Р (о )< Р р (ор). Характеристики механических свойств материалов, получаемые при таких испытаниях, именуются одноцикловыми. Характеристи­ ки, получаемые в результате многократного осуществления ряда полных циклов, относятся к многоцикловым, а характеристики, получаемые при осуществлении части испытательного цикла (при нагружении без разгрузки или с ней, но без последующего отдыха), называются полуцикловыми.

Характеристиками, наиболее часто используемыми для оценки механических свойств текстильных материалов при одноцикловых испытаниях являются полная деформация и ее составные части.

Экспериментальное определение составных частей деформации трикотажа в нашей стране начали проводить в 30-х годах. На раз­ витие одноцикловых исследований трикотажа большое влияние оказали такие крупные материаловеды, как Л. Г. Разуваев, Н. М. Чиликин, П. Ф. Ерченко, Ф. Ф. Бобров и др. Еще в начале века эти ученые пришли к выводу, что старые методы определения прочности тканей, заключающиеся в нахождении, разрывающего, усилия, удлинения при разрыве, разрывной длины и т. п., явля­ ются несовершенными. Воздействия на ткань при указанных ис­ пытаниях не соответствуют тем условиям, при. которых происхо­ дит эксплуатация ткани; гораздо большее значение имеют неболь­ шие напряжения, которым ткань длительно подвергается во время носки.

В качестве одноцикловых характеристик механических свойств тканей H. М. Чиликин [53], например, предложил вычислять долю упругой деформации от общей или полной деформации. На раз­ рывной машине с прибором для записи диаграмм в осях на­ грузка-удлинение при записи процессов нагружения и разгрузки им было получено значение доли упругой деформации.

По аналогии с испытаниями тканей проводились испытания трикотажа. Образец трикотажа растягивался на разрывной ма­ шине до заданной нагрузки, составляющей 50% .от разрывной, после чего происходила его разгрузка. По диаграммам растяже­ ния определялись величины полной деформации и ее обратимой и остаточной частей. Доля обратимого компонента от полной де­ формации принималась за характеристику упругости трцкотажа. Однако этот способ испытания не получил распространения в СССР.

Большее распространение, главным образом для оценки упру­ гости чулочных изделий, получил способ одноцикловых испыта­ ний на цилиндрических болванках. Чулочные изделия надевались на цилиндрические болванки определенного диаметра, а затем снимались. Зная периметры изделия: начальный (до растяжения) П0, после снятия с болванки Пі и периметр болванки П2, опреде­ ляли исчезающую и остаточную деформации.

В 40-х годах в НИИТП разрабатывается способ определения остаточной деформации ластиков носков, рукавов и воротников свитеров [55]. Остаточную деформацию устанавливают разницей между длиной Lb которую получает образец после 10-кратного растяжения его на 130% (для ластиков рукавов) и на 200% (для ластиков носков и воротников свитеров), и длиной после снятия с крючков и 5-минутного отдыха:

где L0 — первоначальная (исходная) длина образца, мм.

Для испытаний приспосабливают крючки, которые закрепляют

взажимы разрывной машины для нитей.

В60-х годах во ВНИИТП этот метод модернизируется [56]. Разрабатывают прибор ПР-2. Устанавливают новые условия ис­ пытаний. Вместо заданной постоянной деформации, величина ко­ торой была обоснована условиями эксплуатации чулочно-носочных изделий и ластиков* вводят постоянную нагрузку, равную 6Н на

дартизированы (ГОСТ 8847—64). Однако достаточно убедитель­ ного обоснования новых условий испытаний в работах ВНИИТП не имеется.

Опираясь на фундаментальные работы по теории деформиро­ вания полимерных материалов, проведенные член-корреспонден­ том АН СССР П. П. Кобеко, проф. Е. В. Кувшинским, Т. И. Гу­ ревичем, акад. А. П. Александровым и проф. Ю. С. Лазуркиным, акад. В. А. Каргиным и проф. Т. А. Слонимским, акад. П. А. Ре­ биндером, проф. T. М. Бартеневым и другими, Г. Н. Кукин в на­ чале 50-х годов с сотрудниками кафедры текстильного материа­ ловедения МТИ широко исследует релаксационные процессы в текстильных волокнах и нитях при растяжении, разрабатывает основы теории их деформирования. Создаются новые приборы и методы испытаний.

Активизируются работы по определению составных частей де­ формации тканей, трикотажа и других материалов. И. И. Шалов проводит большую работу в МТИ и во ВНИИТП по исследованию влияния на составные части деформации величины внешних уси­ лий и времени их действия. Им был предложен релаксометр типа стойки, описание которого дано ниже, и рекомендованы некото­ рые условия испытаний. Например, время действия нагрузки уве­ личивается до 15 мин, а время обратного релаксационного процесса — до 24 ч. Выделяется третий, быстрообратимый, исче­ зающий за 1 мин отдыха после снятия нагрузки компонент дефор­ мации.

Однако эти поправки, как будет показано ниже, не устранили недостатки методики испытаний, рекомендуемой ГОСТ 8847—64.

сопротивления сминаемости искусственного меха при его сжатии и получены удовлетворительные результаты [60]. Однако по су­ ществу этот способ принципиально мало отличается от способа определения составных частей деформации текстильных матери­ алов по гистерезисным петлям и имеет те же недостатки.

На основании исследования кинетики релаксационных процес­ сов деформации и напряжения в трикотаже и многолетней прак­ тики одноцикловых испытаний трикотажа в ЛИТМ МТИ и дру­ гих организациях автором рекомендуются следующие одноцикло­ вые характеристики.

1. Отношение начального сто и конечного Оі напряжения через некоторый промежуток времени t, принимаемый постоянным,

r = ^ - . (ІѴ-1)

Время t принимается равным времени технического равновесия

(/р = 1—3 ч).

Величины этих показателей дают представление о течении ре­ лаксационных процессов напряжения (усилия), о степени падения напряжения за конечные отрезки времени. Характер кривых па­ дения .напряжения за любой отрезок времени выражается урав­ нениями, приведенными ниже (глава V).

Выше (глава III) было показано, что экспериментально отде­ лить упругую часть деформации от быстрообратимой эластиче­ ской деформации представляет серьезные затруднения вследствие очень большой скорости исчезновения упругой деформации и

инерционных колебаний систем измерения испытуемого образца. К тому же для оценки упругости трикотажа быстрообратимая эластическая деформация представляет не меньшую ценность, чем

на внешние силовые воздействия.

Практически приемлемым периодом релаксации быстрообра­ тимой деформации является время, равное 2—5с.

Остаточная деформация, что также было показано выше, не является пластической деформацией; она включает в себя в ос­ новном, а для трикотажных полотен, как правило, заторможен­ ную часть эластической деформации. Знание этой части деформа­ ции необходимо потому, что по своему характеру протекания в нормальных климатических условиях она близка к пластической деформации, а в условиях влажно-тепловой обработки может пол­ ностью исчезнуть. Таким образом, величина этой деформации сиг­ нализирует о возможной усадке полотна.

Величина остаточной деформации, как и медленнообратимой эластической деформации, зависит от времени отдыха пробного образца после разгрузки; чем оно больше, тем меньше величина остаточной деформации, тем больше величина медленнообрати­

2. М Е Т О Д Ы О П Р Е Д Е Л Е Н И Я С О С Т А В Н Ы Х Ч А С Т Е Й Д Е Ф О Р М А Ц И И Т Р И К О Т А Ж А П Р И Р А С Т Я Ж Е Н И И

Для того чтобы облегчить как теоретическое, так и практиче­ ское изучение особенностей деформации растяжения текстильных полотен, выбор методов их испытаний исходя из конкретно постав­ ленных задач, автором предложена классификация методов опре­ деления составных частей деформации трикотажных полотен при растяжении (рис. ІѴ-2).

Основными признаками классификации являются характер де­ формации и ее направление, режим деформирования и отдыха

Таким способом часто пользуются, .как было сказано выше, для определения компонентов деформации текстильных материа­ лов, в том числе и трикотажа, за рубежом.

При смешанном режиме испытаний время релаксации при растяжении обычно составляет от 0,5 до 5 мин, а время от­ дыха после разгрузки — от 0,5 до 24 ч.

Испытания в первом полуцикле проводят на разрывной ма­ шине или на приборах, специально приспособленных для этого, как, например, на приборе ПР-2 [56]. После разгрузки часто об­ разец снимают с зажимов и отдых его происходит без статиче­ ской нагрузки.

При длительном деформировании отдых образца может про­ текать либо при наличии статической нагрузки, либо без нее

вгоризонтальном положении, на столе.

Впоследнем случае релаксационные процессы протекают зна­ чительно быстрее, чем при наличии статической нагрузки. Однако есть здесь и недостатки, главным из них является необходимость съема образца с прибора и проведения непосредственных ручных замеров его длины. Из-за этого значительно увеличивается ак­ тивная работа исследователя.

По з а д а в а е м о м у и п о д д е р ж и в а е м о м у п а р а ­ м е т р у выделяются две группы методов с заданной постоянной деформацией и с заданным постоянным усилием (напряжением).

По методам первой группы образец подвергают быстрому де­ формированию до некоторой заданной длины (стрелы прогиба при двухосном растяжении методами давления на образец) и ос­

Время поддержания постоянной деформации зависит от вы­ бранного режима деформирования. Во время этого «выстоя» в об­ разце происходит спад усилия (напряжения)— его релаксация (см. рис. ІІІ-1, б). При таких способах испытания возможно полу­ чение в качестве одноцикловых характеристик не только составных частей деформации, но и характеристик релаксации усилий (на­ пряжения) .

Величины внутренних усилий, вызывающие равные внешние усилия, могут быть зафиксированы электрическими или механи­ ческими датчиками. Для испытаний по данной группе методов при­ меняют специальные приборы, позволяющие фиксировать и • ве­ личину деформации, и величину внутренних усилий. Приборы эти описаны ниже.

Вторая группа методов основывается на растяжении образца напряжением (нагрузкой, давлением) заданной постоянной ве­ личины с последующей разгрузкой и отдыхом образца и фикса­ цией в течение опыта изменений величины его деформации. Вели­ чина деформации, которую получает образец в конце первого