Контрольні запитання

1. Які будову та принцип дії має релаксометр РМ-5?

2. Поясність методику визначення складових часток деформацій ниток та пряжі.

3. Які деформації являються умовними, а які істинними? Поясніть, чому.

4. Яке значення складових часток деформації у процесі виготовлення одягу та його експлуатації?

Лабораторна робота № 7

Визначення багатоциклових характеристик ниток при багатократному розтягуванні

Мета роботи: Вивчити методики випробувань ниток на багатократне розтягування на пульсаторі.

Завдання

1. Вивчити методику визначення основних характеристик, що отримують при багатоциклових випробуваннях: витривалості, межі витривалості, залишкової циклічної деформації.

2. Ознайомитись з будовою та принципом дії пульсаторів для ниток типу ПН-5.

3. Відібрати проби ниток різних видів та підготувати пульсатор для проведення випробувань при відповідних параметрах.

4. Провести випробування та обробити результати.

Загальні відомості

Процес поступового місцевого порушення структури матеріалів (у даному випадку ниток), який проходить в результаті тривалої безперервної чи багатократно перервної (циклічної, що чергується з розвантаженням) дії на них напружень, називається стомленням матеріалу, а результат цього процесу, тобто місцеве руйнування структури – втомою. Порушення структури зазвичай розвивається на тих малих ділянках (зонах) ниток, де спостерігається неправильне розташування структурних елементів (волокон та елементарних ниток), маються утонення та потовщення і т.д. та де легко відбуваються зсуви.

В підсумку порушення структури викликає руйнування – розривання матеріалу (втрата їм “суцільності”). Втома, яка викликається тривалою безперервною дією напруг, називається статичною, а багатократною перервною дією напруг – динамічною.

Витривалість (n_p) при багаторазовому розтягуванні – кількість циклів багаторазового розтягування, яке витримує проба до моменту руйнування. Іноді ця характеристика замінюється іншою – довговічністю (τ_р) при багаторазовому розтягуванні – це проміжок часу від початку багаторазового розтягування проби (при заданих деформаціях чи зусиллях) до її руйнування.

Відносна залишкова циклічна деформація при багаторазовому розтягуванні (ε_з.ц.) – це деформація, що накопичується за деяке число безперервних циклів, які прикладаються до елементарної проби матеріалу (нитки). Вона виражається відношенням накопиченої при випробуваннях залишкової деформації (l_з.ц.) до затискної довжини (L₀):

(7.1)

Межа витривалості при багаторазовому розтягуванні (ε_в.) – це найбільше значення заданої циклічної деформації, при якій витривалість проби матеріалу (нитки) досягне найбільшої величини (порядку 10⁴ та більше циклів).

Методика виконнання роботи

Для визначення багатоциклових характеристик при розтягуванні пряжі та швейних ниток застосовуються пульсатори ПК-3 та ПН-5. Обидва прилади працюють за принципом сталості заданої циклічної деформації. Одночасно можна проводити випробування 5 проб. При роботі на приладі ПК-3 нитки закріплюють у верхньому5 та нижньому 10 затисках (рис. 7.1.). Верхні затиски здійснюють зворотно-поступальний рух по направляючим 6 від електродвигуна 1 через редуктор, ексцентрик та товкач. Довжину проб до 500 мм обирають в залежності від задачі випробувань, переміщуючи рухому балку 11 вертикально та контролюючи за шкалою 8. За допомогою механізму 13 встановлюють амплітуду відстані (1-25 мм). Частоту циклів розтягування та статичне навантаження (зусилля) 12 на проби встановлюють рукояткою 14. Деталі 2, 3, 4, 10, 13, 14 приладу забезпечують циклічне розтягування ниток, які досліджуються. Розрізняльна здатність приладу ПК-3 – 0-700 циклів за хвилину. Для запису діаграми зростання залишкової циклічної деформації заправляють міліметровий папір у діаграмний прилад та встановлюють самописець. Вмикають прилад та лічильники. По мірі зростання залишкової циклічної деформації під дією важелів рейки 9 опускаються. Максимальне переміщення рейки 170 мм. Після досягнення 1000 циклів розтягування знімають показання залишкової циклічної деформації проби. При обриванні проби прилад автоматично зупиняється. Показання числа циклів багатократного розтягування знімають з лічильників 15. Результати випробувань заносять до таблиці 7.1.

Таблиця 7.1

Проба		Задана амплітуда, мм	Частота циклів, с-1	Залишкова циклічна деформація після 1000 циклів, мм	Залишкова циклічна деформація при руйнуванні проби, мм	Показання лічильника, цикли
Найменування	Поряд-ковий номер
1	2	3	4	5	6	7

При випробуваннях ниток на приладі ПН-5 (рис.7.2) встановлюють наступні параметри:

Затискна довжина проби, мм
при εр <30%	500
при εр >30%	200
Задана циклічна деформація, %	0,25-9
Розрізняльна величина навантаження, сН	20-300
Статичне зусилля Рр, %	25-30
Частота циклів, хв-1	0-1000

Для заправки проби у верхній 7 та нижній 16 затиски їх фіксують засувкою 6, замком 18 та упором 13. Встановлюють задану циклічну деформацію по шкалам синусної голівки. Для цього провертають голівку таким чином, щоб мікрометричний мікрометричний гвинт знаходився праворуч.

Послаблюючи стопорний гвинт 2, встановлюють верхній затиск 7 на необхідну величину ходу по шкалі. За допомогою гвинта 3 проводять більш точніше регулювання, а потім затягують стопорний гвинт 2.

Спочатку вибирають середню за значенням циклічну деформацію, яка відповідає витривалості 3-5 тис. циклів. Для наступних випробувань величину деформації збільшують на 0,25-0,5% та на 0,5-1% вище та нижче середніх значень.

Далі встановлюють статичне зусилля для проби, яке дорівнює 25-30% від розривного. Після закріплення проби у верхньому затиску на її вільну кінцівку підвішують вантаж попереднього навантаження, потім закріплюють пробу у нижньому затиску. Показання лічильнику циклів встановлюють на нуль. Натискаючи кнопку “Пуск”, одночасно повертають ручку лічильнику спочатку проти годинникової стрілки до відмови, а потім плавно за годинниковою стрілкою до необхідного числа циклів. Встановлюють частоту циклів випробувань 250 хв^-1, затиск 7 обережно знімають з засувки 6, що забезпечує контакт товкача 5 з синусною голівкою. Натискуючи на язичок фіксатору 19, опускають замок 18, у результаті чого нитка оказується під натягом.

Комплекс деталей (синусна голівка) 8-11 за допомогою товкача 5 забезпечує зворотно-поступальний рух верхнього затиску 7. Деталі 12, 15-20 здійснюють вибірку деформації, підрахунок числа циклів та автоматична зупинка приладу у момент обриву нитки.

Прилад починає рухатись від електродвигуна 1 за допомогою клино-ремінної передачі через валик 4. Одночасно вмикається лічильник циклів. При обриванні нитки замок 18 з вантажами 14 падає на нижній упор 21 та зупиняє лічильник. Прилад вимикають. Величину залишкової циклічної деформації фіксують по опусканню нижнього затиску спеціальною лінійкою. Результати випробувань заносять у таблицю 7.1.

Звіт повинен містити: методику проведення випробувань; результати випробувань, що занесені до таблиці; графік залежності витривалості ниток від заданої циклічної деформації.