Контрольні питання

1. Назвіть основні характеристики механічних властивостей волокон при розтягуванні до розриву.

2. Як визначити абсолютне і відносне розривні подовження?

3. Що таке питоме розривне навантаження?

4. Які прилади використовують для визначення напівциклових розривних характеристик при розтягуванні?

5. В чому переваги використовування маятникових статичних динамометрів при випробуванні волокон до розриву?

Лабораторна робота № 8 визначення напівциклових характеристик механічних властивостей текстильних ниток при розтягуванні

Мета роботи - вивчення і вживання стандартного методу і приладу для випробування текстильних виробів (ниток і полотен) на розрив.

8.1. Короткі теоретичні відомості

Напівциклові характеристики текстильних ниток визначають трьома способами: розривом одиночних ниток, розривом мотків (пасм) і рідше - пучків. Для розриву одиночних ниток використовують розривні машини (динамометри) різних типів і конструкцій, що дозволяють вимірювати розривне навантаження і розривне подовження.

Деякі машини забезпечені приладами для запису діаграми розтягування в осях деформація-навантаження; на окремих сучасних машинах є пристрою для вимірювання роботи розриву, а також класифікатори для розподілу вимірюваних величин по класах. При випробуванні мотків ниток застосовують спеціальні розривні машини, що дозволяють вимірювати тільки розривне навантаження.

Для оцінки властивостей ниток використовують в основному ті ж характеристики, що і для оцінки властивостей текстильних волокон (див. ЛР № 7).

Н а рис. 8.1. приведена кінематична схема маятникової розривної машини (динамометра) РП-100. Моток пряжі надягають на гачок 5 і 11. Нижній гачок 11 встановлений на штоку машини 12, який приводиться в рух електродвигуном через реверсивний механізм, розміщений в корпусі 13. Управління рухом нижнього гачка 11 здійснюється важелем 14, має три фіксовані положення. Для пуску штока важіль 14 треба подати на себе, для зупинки - перевести в середнє положення, для повернення - перевести в заднє положення. При ходу штока з гачком вгору він автоматично зупиняється для заправки в початковому положенні.

Рис. 8.1. Кінематична схема маятникової розривної машини РП-100

При русі вниз нижній гачок 11 тягне за собою моток. Моток діє на верхній гачок 5, сережка 4 якого підвішена на призмі 3, встановленій на важелі 2, жорстко закріпленому на осі 1. На цій же осі жорстко закріплені важіль 25 і вантажний важіль 6, в нижній частині якого навішують змінні вантажі 9 і 10. Комплекс деталей 1, 2, 6, 9, 10, 25 утворює вузол силовимірювального пристрою маятникового типу.

Під дією мотка силовимірювач, що розтягується, відхиляється від вертикального положення і через ролик 8 і кулісу 7 переміщає зубчасту рейку 15. Рейка зчеплена шестернею 22, на якій жорстко сидить стрілка 20. Поворот шестерні і стрілки дозволяє вести відлік навантаження за шкалою 23. Контрольна стрілка 21 переміщується виступом стрілки 20 і у момент обриву мотка зупиняється, фіксуючи розривне навантаження. Ролики 16, 18, 19 забезпечують горизонтальне положення рейки 15. На важелі 25 підвішені шток і поршень, поміщений в циліндр 24 з рідким маслом. Цей пристрій, званий демпфером, необхідний для плавного, безударного повернення маятника в початкове положення після розриву мотка. Для контакту ролика 8 і куліси 7 на осі шестерні 22 насаджений блок. В канавці блоку закріплений шнур, на якому підвішений вантаж 17. Вантаж створює обертаючий момент, що притискує кулісу до ролика.

При випробуваннях на розрив одиночних ниток визначають в основному ті ж характеристики властивостей, що і для волокон (див. ЛР № 7). Випробування проводять за стандартними методиками. Звичайно розрив одиночних ниток поєднується з визначенням лінійної щільності нитки короткими відрізками, для чого кінці розірваної нитки зрізають бритвою і зважують на торсіоних терезах, визначаючи масу.

Для розриву одиночних ниток застосовують розривні машини різних типів і конструкцій. На машинах, забезпечених діаграмними приладами, здійснюють запис кривої розтягування в осях деформація-навантаження.

У нас в країні для випробування одиночних ниток на розрив частіше всього застосовують маятникові розривні машини РМ-3-1 і РМ-30-1 аналогічної конструкції. Принципова схема маятникової розривної машини показана на рис.8.2.

При дослідженні міцності визначають також комплексні характеристики:

Абсолютна робота розриву R_р (Дж) – робота, скоювана зовнішніми силами при розтягуванні пробної смужки тканини до розриву:

_(8.1)

де η – коефіцієнт повноти діаграми розтягування;

Р_р- найбільше зусилля, що витримується пробною смужкою до розриву;

l_p - абсолютне подовження при розриві.

Питома робота розриву r_м, (Дж/г):

(8.2)

де М_р – маса робочої частини пробної смужки, г.

Об'ємна робота розриву r_v, (Дж/см³):

(8.3)

де V_p – об'єм робочої частини пробної смужки, см³.

Нерозривні напівциклові характеристики жорсткості показують опір структури полотен зміні форми. Жорсткість матеріалу при розтягуванні звичайно оцінюють зусиллям Р_р, яке необхідне прикласти до пробної смужки, щоб розтягнути її на величину деформації Е₁. Як характеристики жорсткості текстильних полотен використовують початковий і поточний модулі жорсткості.

Початковий модуль жорсткості Е₁ (Па, мкПа) – характеризує напругу, яка необхідна для розтягування пробної смужки тканини на 1%:

(8.4)

де σ_р, ε_р – відповідно напруга і подовження при розриві;

k- показник жорсткості.

(8.5)

Поточний модуль жорсткості Е_Т, (Па):

(8.6)