Контрольные вопросы.

1. Почему механические свойства имеют большое значение для оценки качества полотен и нитей?

2. Что характеризует работа разрыва?

3. Какие факторы влияют на величины показателей характеристик механических свойств текстильного сырья и продукции?

4. Каково устройство разрывных машин с маятниковыми силоизмерителями?

5. Почему при оценке механических свойств полотен и нитей боль­шое внимание уделяется тем из них, которые определяются в процессе их растяжения?

Лабораторная работа № 10. Определение компонентов деформации текстильных нитей и полотен при растяжении.

Цель работы - изучение компонентов деформации при растяжении текстильных нитей и полотен, их особенностей и методики определения.

1. . Краткие теоретические сведения.

При изучении растяжения текстильных волокон, нитей и тканей все шире используются одноцикловые релаксационные характеристики. Получение этих характеристик связано с достаточно длительными испытаниями, что позволяет выявить влияние на деформацию текстильных материалов фактора времени, играющего большую роль при их деформировании.

Определение одноцикловых характеристик выполняется без доведения образца до разрушения и представляет интерес потому, что текстильные сырье и материалы в процессах переработки и использования в изделиях редко испытывают до разрыва. Исследования показывают, что нитям при переработке редко сообщаются усилия, превосходящие 30 – 35%, и удлинения, превышающие 40 – 45% разрывных. При носке одежды усилия и деформации в нитях ткани, из которых сшита одежда, еще меньше в продольном и поперечном направлениях (т.е. по основе и утку) 10-15% , в диагональных направлениях – 20- 25% разрывного удлинения.

В большинстве случаев в процессах переработки и при использовании в изделиях волокна и нити подвергаются натяжению в течение некоторого времени, а затем разгружаются и получают отдых. Поэтому и представляет большой интерес изучение поведения волокон, нитей и полотен в цикле: нагрузка – разгрузка – отдых.

Полная деформация текстильных материалов слагается из нескольких частей: обратимых (упругой и эластической) и необратимой (пластической).

Упругая деформация (быстро обратимое удлинение) l_y – компонент полного удлинения, мгновенно исчезающий после разгрузки. Возникает под воздействием внешних сил вследствие небольших увеличений средних расстояний между соседними атомами и их валентных углов; развивается со скоростью звука в данной нити, вызывает увеличение ее объема и исчезает после снятия сил с той же скоростью.

Эластическая деформация (медленнообратимое удлинение) l_э – компонент полного удлинения, исчезающий в течение длительного отдыха после растяжения, продолжающегося до прекращения заметного уменьшения длины нити; приближенно выражает высокоэластическое удлинение. Возникает под воздействием внешних сил вследствие изменений конфигураций молекул (их "конформаций"), происходит без изменения объема. Развитие этого компонента, так же как его исчезновение после снятия сил, протекает медленно (в течение ряда суток), т.е. эти процессы проходят как релаксационные.

Пластическая деформация (остаточное удленение) l_п – компонент полного удлинения, не исчезающий после отдыха. Развивается под действием внешних сил очень медленно и непрерывно, вызывает необходимое смещение отдельных звеньев или целых макромолекул. В этот процесс входят так же необратимые смещения недостаточно закрепленных элементов текстильной структуры (волокон, элементарных нитей).

Таким образом полная абсолютная деформация волокон и нитей

l = l_y + l_э + l_п ,

где l_y ,l_э , l_п – соответственно упругая, эластичная, пластическая части деформаций.

Сумма долей этих частей составляет 1:

l_y / l + l_э / l + l_п / l = _y + _э + _п = 1

Нередко полную деформацию и ее составные части выражают относительно исходных размеров образца (L_о). Тогда полная относительная деформация:

ε = ε_у + ε_э + ε_п

где ε_у = l_y / L_o , ε_э = l_э /L_o и ε_п = l_п / L_о .

Относительные деформации часто выражаются в процентах :

ε = 100 l / L_o ; ε_э = 100 l_э / L_o ; ε_п = 100 l_п / L_o; ε_y = 100 l_y / L_о;

Все составные части полной деформации при приложении внешней силы начинают развиваться одновременно, но с различными, присущими им, скоростями.