Деформации растяжения текстильных материалов

 

Литература: [1] c. 169–183; [2] с. 114–121.

 

Основные сведения

Материалы одежды подвергаются действию небольших по величине растягивающих усилий как в процессе производства швейных изделий (1-2% от разрывного усилия), так и при их эксплуатации (5–15% от разрывного усилия). Действие этих усилий чередуется со снятием растягивающего воздействия и отдыхом материала. Таким образом, мы имеем одноцикловое растяжение материала по схеме «нагрузка – разгрузка – отдых». В процессе действия нагрузки в структуре материала происходят изменения. Материал растягивается в начале действия нагрузки быстро, а затем процесс деформирования замедляется, что связано с привыканием структуры материала к условиям нагружения. После снятия нагрузки (разгрузка) материал снова оказывается в неравновесном состоянии. В процессе отдыха происходит сокращение длины материала, так как материал опять стремится к равновесному состоянию уже в новых условиях.

Процессы, протекающие в материалах во времени и приводящие к установлению равновесного состояния, называют релаксационными процессами.

Рассмотрим пробу материала прямоугольной формы, закрепленную верхним концом в зажим прибора релаксометра-стойки. При проведении испытаний к нижнему зажиму прибора подвешивают постоянную нагрузку (груз), под действием которой проба растягивается. С течением времени деформация увеличивается. Через определенное время нагрузку снимают, а проба материала начинает релаксировать, то есть ее длина уменьшается с течением времени. Однако в связи в рядом необратимых изменений в структуре материала длина пробы полностью не восстанавливается, а становится немного больше первоначальной. Таким образом, имеет место полная деформация пробы материала, величина которой складывается из трёх составляющих (компонент): условно-упругой, условно-эластической и условно-пластической. Их можно рассчитать как в абсолютных Δ l (мм), так и в относительных величинах e (%):

 

Δ l_полн = Δ l_у + Δ l_э + Δ l_пл,

e = e _у + e _э + e _пл.

 

Полная деформация растяжения Δ l_полн (мм); e (%) - удлинение пробы материала к моменту разгрузки:

Δ l_полн= L ₁ – L ₀  ,

e = 100(L ₁ – L ₀)/ L ₀  .

    Условно-упругая (быстрообратимая) часть полной деформации Δ l_у (мм); e _у (%) - величина сокращения длины материала, зафиксированная через 5 с после разгрузки:

Δ l_у= L ₁ – L ₂  ,

 

e _у = 100(L ₁ – L ₂)/ L ₀.

 

    Условно-эластическая (медленнообратимая) часть полной деформации Δ l_э (мм); e _э (%) - величина сокращения длины пробы материала, зафиксированная в период времени: с 5 с после разгрузки и до конца этапа отдыха:

 

Δ l_э= L ₂ – L ₃  ,

e _э = 100(L ₂ – L ₃)/ L ₀.

 

    Условно-пластическая (необратимая) часть полной деформацииΔ l_пл (мм); e _пл (%) - удлинение пробы, зафиксированное в конце этапа отдыха:

 

Δ l_пл= L ₃ – L ₀ ;

 

e _пл = 100(L ₃ – L ₀)/ L ₀,

 

где L ₀ – начальная длина пробы, мм; L ₁ – длина пробы при последнем замере под нагрузкой, мм; L ₂ – длина пробы через 5 с после снятия нагрузки, мм; L ₃ – длина пробы при последнем замере после снятия нагрузки, мм.

 

    Каждая компонента составляет определенную часть от полной деформации, что зависит от вида материала, его волокнистого состава и структурных параметров. Принято части полной деформации называть долями. Из материалов, характеризующихся высокой долей упругой и эластической деформаций, изготавливают швейные изделия, длительной время сохраняющие свои размеры и форму в процессе эксплуатации. Если материал отличается высокой долей пластической деформации, изготовленное из него изделий быстро потеряет свою форму.

 

Задание

1. Записать краткую методику определения полной деформации и её компонент на приборе типа «Стойка-релаксометр».

2. Построить релаксационные кривые для проб ткани по основе и по утку по индивидуальному заданию (см. Приложение).

3. Рассчитать компоненты полной деформации ткани по основе и утку.

4. В выводах сравнить:

- значения полной деформации по основе и утку материала;

- значения упругой, эластической и пластической компонент материала по нитям основы и утка. Объяснить влияние каждой компоненты на формоустойчивость швейного изделия, выполненного из данного материала.

Отчет по работе

 

Методика определения полной деформации и её компонент на приборе «Стойка-релаксометр»

 

 

Таблица 4.1.                          Результаты испытаний

 

Вид пробы	Средние значения	Длина пробы L (мм) после времени
		действия нагрузки				отдыха
		5 с	5 мин	15 мин	30 мин (L1)	5 с (L2)	5 мин	30 мин	60 мин (L3)
основа	среднее
уток	среднее

 

L, мм             нагрузка                      разгрузка                     отдых

0 5    10  15   20  25   30   5   10  15  20  25 30 

                                                                                                                               время, мин

Рис. 4.1. График изменения длины (полной деформации растяжения) ткани во времени при действии нагрузки и отдыхе.

Таблица 4.2. Значения полной деформации и её компонент при одноосном растяжении

№ п/п	Характеристики, единицы измерения	Формула, расчеты
		по основе	по утку
1.	Полная деформация, %	e =	e =
2.	Упругая компонента, %	e у =	e у =
3.	Эластическая компонента, %	e э =	e э =
4.	Пластическая компонента, %	e пл =	e пл =

Выводы:

 

Тема № 5