Порядок выполнения работы

При определении прочности текстильных материалов при растяжении в зависимости от цели испытания, вида и свойств материала используют образцы различной формы и размеров.

По стандартному стрип-методу (ГОСТ3813-72-для тканей, ГОСТ 8847-75 - для трикотажных полотен, ГОСТ 15902.3-71 - для нетканых полотен) испытанию на разрывной машине подвергаются пробные полоски, имеющие ширину меньше ширины зажимов (рис. 7.1, а).

Рис. 7.2. Пробы для определения показателей характеристик при одноосном растяжении: а – по стрип – методу; б – по грэб – методу; в, г – профильные пробы;

д – кольцевые пробы

Ширина образца пробной полоски установлена для всех видов материалов 50 мм. Длину проб L, мм, определяют по формуле:

L = l+2а+с,

где l- зажимная длина полоски, мм;

а - ширина губок зажимов машины, мм;

с - длина части полоски, необходимая для подвешивания груза предварительного натяжения, мм.

Зажимная длина для полоски из шерстяных тканей, трикотажных нетканых, полотен установлена 100 мм, из остальных видов тканей - 200 мм. Длина части полоски для закрепления груза предварительного натяжения в зависимости от конструкции машины выбирается равной 100-150 мм.

Метод малых полосок предназначен для испытания на разрыв образцов пробных полосок шириной 25 мм при зажимной длине 50 или 200 мм (ГОСТ 3812-72). Этот метод экономичнее предыдущего. Его применяют при испытании ткани и трикотажных полотен. Для сопоставления величин разрывной нагрузки и удлинения, полученных при испытании методом малых полосок, с показателями разрывной нагрузки и удлинения, установленных стандартным методом для широких полосок, вводят поправочные коэффициенты, на которые умножают полученный результат.

Разрывная нагрузка:	Поправочный коэффициент
Для всех тканей, кроме шерстяных	1,8
Шерстяных	1,9
Трикотажных полотен	1,95
Разрывное удлинение:
Для тканей	0,75
Трикотажных полотен	0,9

При испытании ткани по стандартному методу вдоль нитей основы или утка пробные полоски вырезают шириной 60-3 0мм. Нити по длине пробы продольных направлений удаляют с обеих сторон пробной полоски до тех пор, пока ее ширина не станет равной 50-25 мм. У тканей, содержащих менее 30 нитей на ширину полоски, каждая испытуемая полоска должна иметь одинаковое количество продольных нитей.

Для испытаний по грэб-методу берётся прямоугольный образец шириной больше ширины зажимов (рис. 7.26). Получаемые при разрыве показатели прочности оказываются несколько выше показателей стандартного метода, имеют большую неравномерность. В то же время для подготовки образцов требуется значительно меньше времени, и условия испытания материала более близки условиям его деформирования при носке одежды. Данный метод используется в основном при проведении исследовательских работ.

Метод профильных проб может применяться при испытании сильно деформирующихся материалов, когда прямоугольная форма образца сильно искажается, сужаясь посередине и оставаясь прежней около губок зажимов. Пи этом имеет место большая неравномерность удлинения образца на различных участках: значительная - в средней части и небольшая - у зажимов. Вследствие этого прикладываемая нагрузка распределяется неравномерно, т.к. часть материалов, расположенная у зажимов, не может изменить свои размеры и испытывает не только продольные, но и поперечные усилия. В результате разрыв происходит в наиболее напряженной части, у зажимов. В образце, имеющем продольную форму двойной лопаточки (рис. 7.2в), благодаря криволинейному контуру уменьшается напряжение в зажатой части материала, выравнивается напряжение и исключается разрыв около зажимов. Профильные пробы другого типа (рис. 7.2г) рекомендуется использовать при испытании прочности ткани под углом нити основы и утка. Такая форма проб уменьшает площадь зон, примыкающих к зажимам, и позволяет устойчиво скрепить в зажиме все нити ткани, проходящие через линию зажима пробы. Для более прочного и равномерного закрепления рекомендуется часть пробы, находящуюся в зажимах, предварительно проклеивать.

Метод кольцевых проб рекомендуется для испытания высокорастяжимых материалов (трикотажных полотен, тканей в различных направлениях), когда стремятся получить равномерно распределённую деформацию пробы.

Для испытания изготовляют полоски размером 50*220 мм (рис. 7.2д); продольная сторона их должна быть строго перпендикулярна кромке или изгибу полотна. Полоски сшивают на многоигольной плоскошовной машине накладным швом шириной 10 мм в форме кольца периметром 200 мм. Сшитую таким образом полоску надевают на валики или на крючки, концы которых вставляют в зажимы.

Недостатком этого метода является наличие шва, нередко вызывающего повреждение тканей и трикотажных полотен.

Перед началом испытания нижний зажим ставят в верхнее положение, а верхний для удобства заправки запирают рукояткой 15 (рис. 7.1). Перемещая шток 24 относительно штока 25, устанавливают расстояние между зажимами, равное зажимной длине пробы. В зависимости от предполагаемой прочности испытуемой ткани выбирают поле грузовой шкалы так, чтобы средняя разрывная нагрузка образца находилась в пределах 20-80% максимального значения шкалы.

Скорость опускания нижнего зажима разрывной машины устанавливают таким образом, чтобы продолжительность процесса растяжения пробной полоски составила: для тканей и нетканого полотна с удлинением менее 150 %- 30±15 с; для тканей и нетканого полотна более 150 % - 60±15 с; для трикотажных полотен - 45-75 с.

Для расчёта скорости опускания нижнего зажима V_н, мм/мин, можно воспользоваться формулой (ГОСТ 8847-75)

V_н =

где Р_р - разрывная нагрузка, кгс;

l_р — абсолютное разрывное удлинение, мм;

η - коэффициент пропорциональности, кгс* мм;

τ - время растяжения пробы, с.

Предположительное значение разрывной нагрузки и удлинения определяют по соответствующим стандартам или техническим условиям, или путём испытания пробной полоски материала. Коэффициент пропорциональности η представляет собой отношения значения нагрузки по шкале разрывной машины к величине соответствующего ей перемещения верхнего зажима. Коэффициент η указывается в паспорте разрывной машины.

Установлены примерные скорости опускания нижнего зажима при испытании трикотажных полотен, мм/мин.

Разрывное удлинение трикотажа	Скорость опускания, мм/мин
до 70	60
70 - 120	100
свыше 120	200

При заправке пробы в зажимы разрывной машины один ее конец пропускают между губками верхнего зажима так, чтобы края касались однозначных делений, нанесённых на губках, и слегка зажимают края. Другой конец пробы пропускают между губками нижнего зажима. Для того чтобы пробы при заправке их в зажимы разрывной машины имели одинаковое натяжение, к их нижнему концу подвешивают груз предварительного натяжения.

Масса груза, r, предварительного натяжения для тканей и нетканых полотен выбирается в зависимости от массы 1м² материала, г, в соответствии с ГОСТ 3813-72, ГОСТ 15902.3-71.

Масса 1 м2	Масса груза предварительного натяжения
Ткани всё, кроме шелковых: до 75 76-500 501-800 801-1000 1001-1500 Ткани шёлковые: до 300 300-500 Нетканые полотна: до 200 200-500 свыше 500	0,2 0,5 1,0 2,0 3,0 0,2 0,5 0,05 0,1 05

Для трикотажных полотен масса груза предварительного натяжения установлена ГОСТ 8847-75 в зависимости от вида полотна и его разрывного удлинения (табл. 7.1).

Таблица 7.1

Масса груза предварительного натяжения

Вид полотна	Направление растяжения
	Относительное разрывное удлинение, %	Масса груза предварительного натяжения, г	Относительное разрывное удлинение, %	Масса груза предварительного натяжения, %
Из хлопчатобумажной пряжи и пряжи из смеси хлопка с другими волокнами, из сочетаний пряжи и нитей всех переплетений, кроме футерованных	менее 100	40	менее 200	15
	более 100	20	более 200	5
Из шерстяной и полушерстяной пряжи всех переплетений, кроме футерованных	менее 100	40	менее 200	25
	более 100	25	более 200	10
То же футерованных переплетений	менее 100	40	менее 210	20
Из химических нитей: гладких текстурированных	110	20	120	10
	100	40	200	25
	более 100	30	более 200	15

Масса груза предварительного натяжения в табл. 7.1 указана для образцов шириной 50 мм (для образцов шириной 25 мм масса груза уменьшается в два раза).

После подвешивания груза предварительного натяжения верхний зажим разрывной машины слегка ослабляют и позволяют полоске материала немного опуститься, затем крепко зажимают сначала верхний, потом нижний зажим. Во избежание проскальзывания или перекусывания пробы в зажимах разрывной машины можно применять прокладки при условии, что их концы будут находиться на уровне плоскости губок зажимов.

Далее верхний зажим выводят из фиксированного положения рукояткой 15 (рис. 7.1) и включают машину, приводя в движение нижний зажим. При разрыве пробы определяют по грузовой шкале величину разрывной нагрузки Р_р, а по шкале удлинения - l_р. Остальные характеристики рассчитывают, используя полученные данные.

Относительное разрывное удлинение е можно определить по величине относительного разрывного удлинения стандартных образцов по основе ε_о или утку ε_у, с помощью номограммы (рис. 7.2).

Для этого на уровне удлинения стандартного образца проводим горизонтальную линию до пересечения с кривыми. Абсциссы точек пересечения дают значение относительного разрывного удлинения образца ε, необходимого для расчётов.

Эксперименты показали, что значение углов α₁ и α₂ к моменту разрыва равны в среднем 50% от первоначальных. Углы обхвата до растяжения ткани замеряют с помощью микроскопа. Угол обхвата - структурная характеристика ткани.

Рис. 7.2. Номограмма для определения относительного удлинения:

1. φ = 15 u 75⁰; 2 – φ = 22,5 u 67,5⁰; 3 – φ = 30 u 60⁰; 4 – φ = 40 u 45⁰

Лабораторная работа №9

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СМИНАЕМОСТИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Цель работы: ознакомиться с приборами для определения сминаемости (несминаемости) тканей, трикотажных и нетканых полотен методами ориентированного и неориентированного смятия; получить навыки определения на приборах сминаемости (несминаемости) материалов для одежды.