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

полуцикла, является полной деформацией, а ее компоненты, как и в предыдущем случае, определяются в зависимости от выбран­ ного режима времени первого и последнего замеров деформации при отдыхе (см. рис. ІІІ-З).

Данная группа методов определения компонентов деформации

деформации, как правило, значительны по величине и могут фикси­ роваться достаточно точно простыми средствами. Отсутствует ап­ паратура для замера напряжений, которая необходима при испы­ тании по методам первой группы.

По с п о с о б у у с т а н о в л е н и я з а д а в а е м о г о и п о д ­ д е р ж и в а е м о г о п а р а м е т р а каждая группа методов под­ разделяется на 2—3 подгруппы.

При испытании по методам первой подгруппы задаваемый и поддерживаемый параметр устанавливают в зависимости от его разрывной величины. При постоянном усилии Р, задаваемом в виде доли от разрывного Рѵ, методы этой подгруппы являются методами задания постоянного напряжения а3 в виде доли от раз­

Однако существуют методы, при которых испытание ведут при постоянных относительных удлинениях, нагрузках (напряжении, удельном давлении), выбираемых вне связи с разрывным (методы второй подгруппы).

Известны также методы испытаний, когда задаваемое и под­ держиваемое усилие устанавливают произвольным, не связанным ни с разрывным значением испытуемого материала, ни с его мас­ сой. Например, по ГОСТ 8847—64 нагрузка на образец шириной 50 мм составляет 6 Н независимо от вида трикотажного полотна и его толщины. Такой метод определения задаваемого и поддер­ живаемого параметра отнесен к третьей подгруппе.

Этот метод выбора усилия имеет серьезный недостаток, за­ ключающийся в том, что не учитываются условия одинаковой на­ пряженности элементов структуры трикотажа при испытании, вследствие чего могут быть получены результаты, не согласую­ щиеся с данными практики.

При постоянном заданном начальном усилии (напряжении), составляющем определенную долю от предельного (разрывного) значения, образцы трикотажных полотен, имеющие различные раз­ рывные напряжения и массы материала, ставятся в более сопо­ ставимые условия, поскольку каждый из образцов получает одинаковую долю напряжения от предельно для него возмож­ ного.

Методы испытаний трикотажных полотен при заданном посто­ янном напряжении, одинаковом для всех образцов независимо от его разрывного значения, не получили еще широкого распростра­ нения. Эти методы применялись при испытании тканей и дали объективную характеристику особенностей их механических свойств при растяжении.

Испытания при заданной постоянной деформации проводят обычно при удлинении, составляющем определенную долю от раз­ рывного (по методам первой подгруппы). Однако, могут быть случаи, когда больший интерес представляют испытания при по­ стоянной деформации, взятой из условий эксплуатации независимо от разрывного удлинения.

Вид метода одноцикловых испытаний в каждой подгруппе оп­ ределяется конкретной величиной задаваемого и поддерживаемого параметра. ГОСТ 8847—64 зафиксирована только одна конкрет­ ная величина задаваемого и поддерживаемого параметра — на­ грузка, равная 6 Н на образец шириной 50 мм.

3. С Р А В Н Е Н И Е 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 ,

О П Р Е Д Е Л Е Н Н Ы Х П Р И Р А З Н Ы Х Р Е Ж И М А Х Д Е Ф О Р М И Р О В А Н И Я И О Т Д Ы Х А

Наиболее важным в методике определения компонентов дефор­ мации является режим деформирования и отдыха или время пря­ мого и обратного процессов релаксации деформации.

Сравнение компонентов деформации трикотажных полотен проводилось при одноосном растяжении.

Режим деформирования. В табл. IV-1 приведены результаты изменений величины полной деформации и долей ее составных частей для образца хлопчатобумажного трикотажа переплетения

Величины составных частей деформации определялись при заме­ рах ее после разгрузки за 5 с и 120 мин отдыха.

Приведенные в таблице данные показывают, что развитие ре­ лаксационных процессов деформации при растяжении приводит к значительным изменениям долей составных частей деформации. При изменении длительности растяжения / с 0,5 до 30 мин доля быстрообратимой деформации уменьшается почти в 1,5 раза. Ос­ таточная деформация при длительности растяжения / = 0,5 мин отсутствует, она появляется при / = 5 мин и к / = 30 мин ее вели­ чина достигает более 20% от полной деформации.

Доля медленнообратимой деформации с увеличением времени релаксации образца трикотажа при растяжении увеличивается. Однако перераспределение спектра времени релаксации в сто­ рону весьма длительных процессов приводит к тому, что доля медленнообратимой деформации, начиная с некоторого периода (для приведенного примера с / = 20 мин), уменьшается подобно доле быстрообратимой деформации.

При более длительных периодах растяжения от 3 до 240—312 ч изменения долей компонентов деформации однозначны (табл. ІѴ-2). С увеличением длительности первого полуцикла растяже­ ния доли быстрообратимой и медленнообратимой деформаций уменьшаются (соответственно в 2,1—1,52 и 1,2—2,2 раза), а доля остаточной деформации увеличивается в 1,5—1,8 раз.

Наиболее значительны изменения компонентов деформации образцов хлопчатобумажного полотна переплетения гладь и осо­ бенно вискозного основовязаного полотна переплетения цепочкасукно. Для последнего образца доля быстрообратимой деформа­ ции уменьшается соответственно в 5,2 и 2,2 раза, а доля остаточ­ ной деформации увеличивается в 1,8 раза.

Режим отдыха существенно сказывается на величинах только медленнообратимой и остаточной деформаций. Чем дольше проте­ кает обратный релаксационный процесс, тем больше доля медленнообратимой деформации и меньше доля остаточной деформации (табл. ІѴ-3). Необходимо отметить при этом, что с увеличением длительности прямых релаксационных процессов деформации раз­ ница в величинах долей остаточной и медленнообратимой компо­ нентов деформации, определенных при разном времени отдыха, уменьшается. Например, при действии нагрузки в течение 3 ч величины долей остаточной деформации, определенные при вре­ мени отдыха /г= 0,3 ч, по сравнению с величинами, определенными при времени /2 = 24 ч, отличаются па 42—18%. Когда же время действия нагрузки увеличивается до 240—360 ч, разница в ве­ личинах долей остаточной деформации при тех же периодах об­ ратных релаксационных процессов сокращается до 14—7%.

В табл. ІѴ-4 приведены доли быстрообратимой и остаточной деформаций образцов трикотажных полотен переплетения трикоуток из нитей разного волокнистого состава, полученные при раз­ ных режимах деформирования. Величина нагрузки во всех опы­ тах составляла 5,0% от разрывной.

ственно на релаксометре и разрывной машине. Нагрузка на обра­

деформации. Но целью этого эксперимента было выяснение, при каком режиме деформирования и отдыха лучше выражается взаи­ мосвязь между составными частями деформации трикотажных полотен и их элементов (нитей).

Оказалось, что между долями составных частей деформации трикотажных полотен и нитей существует взаимосвязь как при длительном, так и при кратковременном режимах деформирования, однако значимость ее различна.

Так, корреляционная связь между долями составных частей деформации трикотажа и нитей (рис. ІѴ-3) при длительном ре­ жиме релаксации весьма значима, а при кратковременном— ма­ лозначима. Из этого следует, что более чувствителен к изменениям структуры метод испытаний при длительном режиме деформиро­ вания и отдыха.

На рис. ІѴ-4 изображен график изменений долей быстрообра­ тимой и остаточной частей деформаций основовязаного трикотаж­ ного полотна переплетения трико-трико при разных режимах ре­ лаксации в зависимости от длины нити в петле. Нагрузка на об­ разец, как и в предшествовавшем эксперименте, при длительном режиме релаксации составляла 5% от разрывной, а при кратко­ временном— 50%. Испытания проведены при растяжении образ­ цов по ширине.

Анализируя данный график, видим' совпадение качественных изменений составных частей деформации при обоих режимах. Однако корреляционная связь разная: если при первом режиме релаксации она весьма значимая, то по результатам, полученным при втором режиме, только значимая.

Таким образом, испытания при кратковременном режиме ре­ лаксации, проведенные в условиях, рекомендованных отечествен­ ными и немецкими стандартами, показали значительное несовпа­ дение величин компонентов деформации образцов трикотажных полотен по сравнению с величинами компонентов деформации, полученными при испытании с длительным режимом деформиро­ вания. При кратковременном режиме некоторые образцы трико­ тажа (например, из хлопчатобумажной пряжи) по долям быстро­ обратимой и остаточной деформаций оказались на одном уровне с образцами из лавсановой пряжи и капроновых нитей, что про­ тиворечит действительному положению.

При длительном режиме деформирования оказывается весьма значимая корреляционная связь между показателями долей со­ ставных частей деформации трикотажных полотен и нитей, а так­ же между этими характеристиками и характеристиками струк­ туры (длиной нити в петле).

Рис. IV-3. Графики взаимосвязи долей составных частей деформации три­ котажных полотен и нитей при разном режиме деформирования и отдыха:

а — доли быстрообратимой деформации; б — доли остаточной деформации; I — при длительном режиме деформирования; II — при кратковременном режиме дефор­ мирования

Рис. ІѴ-4. График изменений долей составных частей деформации трикотажных полотен (по ширине) в зависимости от длины нити

впетле при режимах деформирования:

I — длительном; II — кратковременном

Сказанное выше позволяет считать, что для массовых испыта­ ний трикотажных полотен с целью изучения особенностей их де­ формации целесообразны методы, основанные на длительном ре­ жиме деформирования и отдыха. Испытания же по определению долей компонентов деформации трикотажа при кратковременном и сокращенном режимах релаксации не дают сравнимых резуль­ татов для образцов трикотажных полотен из нитей различного во­ локнистого состава.

В связи с этим целесообразно пересмотреть ГОСТ 8847—64 на полотна трикотажные в части определения обратимых и необрати­ мых деформаций в направлении увеличения длительности дефор­ мирования и других условий испытаний.

С учетом условия технического равновесия деформаций три­ котажных полотен для широких лабораторных исследований ми­ нимальные значения длительности процессов релаксации должны быть: при действии нагрузки— 1 ч, при отдыхе после снятия внешних усилий — 2 ч.

4. СТАТИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА В ПОЛУЦИКЛЕ ОТДЫХА

Если после разгрузки оставить образец трикотажа (особенно однолицевого) свободно висящим в верхнем зажиме стойки, то наблюдения за ходом обратного релаксационного процесса зна­

ляющие определенную долю от их разрывных значений. Время действия нагрузки и отдыха составляло соответственно 1 (3) и 2 (4) ч.

Приведенные в табл. ІѴ-6 и ІѴ-7 абсолютные и относительные величины компонентов деформации растяжения хлопчатобумаж­ ных полотен (переплетения гладь и ластик) вдоль петельных ря­ дов (в направлении наименее устойчивых связей) показывают, что существенной разницы в показателях составных частей дефор­ мации, полученных способом постоянного напряжения и постоян­ ного удлинения, нет, если величина постоянного удлинения равна величине полной деформации, определенной при испытаниях по методу постоянного напряжения. Можно отметить лишь некото­ рую тенденцию к увеличению доли остаточной деформации и уменьшению доли быстрообратимой деформации, получаемых при испытании методом постоянного удлинения, по сравнению с испы­ таниями методом постоянного напряжения. Разница в этих ве­ личинах компонентов заметна лишь при относительно малых на­ пряжениях образца. Эту тенденцию можно объяснить тем, что при испытании методом постоянного удлинения максимальная величина удлинения (в заданных условиях испытаний) достигается в самом начале релаксационного процесса, при испытании же методом постоянной нагрузки максимальная величина удлинения (полная деформация) достигается лишь к концу релаксационного про­ цесса.

С увеличением внешних напряжений или длительности их дей­ ствия релаксационные процессы деформации развиваются более или менее одинаково как при испытании методом постоянной нагрузки, так и при испытании методом постоянного удлинения, и величины компонентов деформации выравниваются.

Нет существенной разницы и в показателях неровноты компо­ нентов при испытаниях как методом постоянного удлинения, так

иметодом постоянного напряжения (нагрузки).

Втабл. ІѴ-8 приведены абсолютные и относительные величины компонентов деформации, полученные при растяжении вдоль пе­ тельных рядов полотен переплетения гладь разного волокнистого состава методом постоянной нагрузки (напряжения) и постоян­

разцы трикотажа при сравнительно близких показателях разрыв­ ного удлинения имели разные показатели разрывной нагрузки и разрывного напряжения. Испытания этих образцов трикотажных полотен разными методами в условиях близкой напряженности эле­ ментов структуры (нитей) дали практически одинаковые пока­ затели компонентов деформации.

Попутно отметим влияние волокнистого состава на компонен­ ты деформации растяжения трикотажа. Испытания показывают, что максимальную долю быстрообратимой деформации имеют об­ разцы из лавсановых нитей, минимальную — из вискозных. На­ оборот, доля остаточной деформации максимальна при растяже-