11.1.1. Методы определения усталостных характеристик.
Исследования для получения многоцикловых характеристикпри растяжении могут выполняться различными способами. При этом образец подвергается воздействиям циклов растяжений, характер которых может быть очень разнообразен.
При испытании волокон и нитей растяжение и сокращение образца чаще всего осуществляют по синусоиде, а третий член полного цикла – отдых - отсутствует.
Растяжение в каждом цикле (рис. 11.1) может осуществляться, в частности, так, что образец претерпевает деформацию l, изменяющуюся по определенному закону, например по тому же – синусоидальному с сохранением в каждом цикле синусоиды амплитуды a, т.е. наибольших отклонений от ее среднего значения в обоих полупериодах. Периодом называют продолжительность цикла, а число циклов, осуществляемых в единицу времени, - частотой.
Амплитуда:
а = (lmax – lmin )/ 2,
где lmax , lmin – соответственно наибольшая и наименьшая циклические деформации.
Рис.
11.1.
Различные типы циклов:
а) знакопеременный; б) пульсирующий.
Может осуществляться и другой способ испытаний, когда в каждом цикле образцу сообщается усилие или напряжение, изменяющееся по определенному закону, а амплитуда его:
а = (Рmax – Pmin ) / 2
где Pmax , Pmin – наибольшее и наименьшее усилия.
В частном случае, когда минимальная деформация или усилие становятся равными нулю (lmin= 0, a = lmin/2), знакопостоянный цикл называют пульсирующим. Поскольку для текстильных волокон и нитей вследствие их удлиненной формы и гибкости сжатие по продольной оси осуществимо только для очень коротких отрезков, при их испытании применяются только знакопостоянные циклы растяжения. Следует отметить, что иногда используются и более сложные циклы – с отдыхом, с изменяющейся амплитудой, несинусоидальные и т.д.
Решая вопрос о выборе метода испытаний, отдают предпочтение тому, при котором воспроизводятся условия переработки и практического использования материала с учетом простоты конструкции прибора и точности его работы, использования при испытании всей массы пробы и другие факторы.
11.1.2. Устройство и принцип действия пульсаторов.
Для испытания нити на многократное растяжение применяют пульсаторы ПН-5 и ПК-3.
Прибор ПН-5 работает по принципу постоянства заданной деформации в цикле растяжения, осуществляемой по синусоидальному закону. Схема пульсатора ПН-5 показана на рис. 11.2.
От электродвигателя 1 через ременную передачу движение передается валу 4, с которым жестко связана синусная головка 8-11, а от нее толкателю 5, с помощью которого осуществляется возвратно-поступательное движение верхнего зажима 7. Нить закрепляется в верхнем зажиме 7 и нижнем зажиме 16, расположенном на боковой поверхности замка 15. Замок совместно с нижним зажимом 16 может двигаться по направляющему стержню 12 только вниз в момент появления остаточной циклической деформации и безступенчато фиксироваться при ее натяжении. Для возврата нижнего зажима 16 в исходное положение и его фиксации служит нижний замок 18. Перемещение замка 18 осуществляется при нажатии на язычок фиксатора 19. Нижний замок 18 имеет контакт 17, взаимодействующий с контактным проводом 20, размыкается и прибор останавливается. Количество циклов растяжения отмечается счетчиками, расположенными на передней панели блока управления. Число счетчиков соответствует количеству одновременно испытуемых нитей (до 10). Счетчики управляются герконами 2, которые взаимодействуют с постоянными магнитами 3, закрепленные на валах синусоидных механизмов.
Рис. 11.2. Схема пульсатора ПН-5.