Способ определения свойств материалов текстильной и легкой промышленности при изгибе

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: согнутый в кольцо прямоугольный образец или объемный образец подвергают изгибу, определяют условную жесткость и условную упругость. В процессе изгиба определяют через заданные интервалы времени значение силы сопротивления образца изгибающему усилию, значение прогиба образца и время с момента приложения изгибающего усилия к образцу. По полученным данным определяют характеристики процесса изменения жесткости: зависимость жесткости материала от времени, зависимость жесткости материала от величины прогиба и работу, затрачиваемую на изгиб. Технический результат: повышение информативности измерений и расширение технологических возможностей. 1 табл, 3 ил.

 

Изобретение относится к материаловедению производств текстильной и легкой промышленности и предназначено для оценки жесткости и упругости материалов при изгибе по характеристикам: условная жесткость (Р, гс); зависимость жесткости материала (Р, гс) от времени (τ, с), заданная таблицей; зависимость жесткости материала (Р, гс) от величины прогиба образца (λ, мм), заданная таблицей; работа при изгибе (А, Дж); условная упругость (У, %).

Наиболее близким к заявленному способу является стандартный способ определения жесткости и упругости материалов ГОСТ 8977-74 [1] с использованием образцов разной формы (например, согнутых в кольцо прямоугольных образцов, объемных образцов (Свидетельство на полезную модель №RU 15138 U1, МКИ G 01 R 1/04. Устройство для закрепления образца на приборе для определения жесткости и упругости материалов и пакетов одежды./ Авторы: Смирнова Н.А., Иванова Л.Л., Смирнов А.В. Опублик. 20.09.2000. Бюл. №26)), способ определения усилия для продольного изгиба (Бузов Б.А. и др. Материаловедение швейного производства. - М.: Легпромиздат, 1986, с.177-178).

Существующий способ [1] определяет условную жесткость, как нагрузку, необходимую для прогиба согнутого в кольцо образца на 1/3 диаметра, а условную упругость, как отношение величины распрямления согнутого в форме кольца образца после снятия нагрузки к заданной величине прогиба при определении жесткости, и предусматривает испытание материалов, обладающих значительной жесткостью.

Однако используемый в этом способе показатель условной жесткости обладает малой информативностью, так как не позволяет оценить изменение жесткости образца в процессе изгиба.

Техническим результатом заявленного способа является повышение информативности оценки способности материалов сопротивляться действию внешней изгибающей силы и расширение технологических возможностей за счет введения новых характеристик и использованием образцов разной формы.

Заявленный способ моделирует реальный процесс деформирования (изгиба) материалов при выполнении технологических операций изготовления одежды и ее эксплуатации, т.к. позволяет оценить не только результат изгиба образца, но и кинетику жесткости при изгибе.

Способ осуществляется следующим образом. Образец 1 (см. фиг.1) выбранной формы, например объемной, из ткани, трикотажных полотен или других материалов механически закрепляют прижимной пластиной на съемной площадке 2 для образцов объемной формы, которую размещают на столике 3. К образцу прикладывают изгибающее усилие величиной, достаточной для прогиба образца на 1/3 высоты. В процессе изгиба определяют: через заданные интервалы времени значение силы сопротивления образца внешней изгибающей силе, измеряемое с помощью датчика силы, время с момента приложения изгибающей силы и значение прогиба образца, определяемое с использованием данных от датчика перемещения. Значение силы сопротивления образца изгибающему усилию, полученное с помощью датчика силы, выраженное в гс, равно значению жесткости испытываемого материала. Для определения условной упругости, как и в стандартном способе [1], определяют величину распрямления образца после снятия изгибающего усилия.

Жесткость испытываемого материала характеризуется условной жесткостью, определенной по значению силы сопротивления образца, соответствующему прогибу, равному 1/3 высоты, выраженному в гс. Зависимость Р(τ) отражает процесс изменения величины жесткости во времени. Зависимость Р(λ) показывает изменение жесткости Р в процессе увеличения прогиба λ и позволяет определить работу (Бузов Б.А. и др. Материаловедение швейного производства. - М.: Легпромиздат, 1986, с.124), затрачиваемую на изгиб. Работа при изгибе определяется одним из приближенных методов интегрирования (метод трапеций, метод Симпсона) по всем аргументам полученной таблицы зависимости Р(λ). Условная упругость У, согласно стандартному способу определяется выражением:

где S₀ - величина прогиба, равная 1/3 высоты образца, мм;

S₁ - величина прогиба образца после распрямления, мм.

Полученные при испытании характеристики расширяют технологические возможности и могут быть использованы для прогнозирования формоустойчивости швейных изделий и научно обоснованного конфекционирования материалов для высококачественных швейных изделий.

На фиг.2 изображена структурная схема устройства для реализации способа. Устройство содержит: измерительную установку (ИУ), плату сопряжения устройства с ЭВМ (ПС) и ЭВМ. Измерительная установка содержит датчик силы (ДС), датчик перемещения (ДП) и исполнительный механизм (ИМ) для воздействий на образец. ДС преобразует силу сопротивления образца изгибающей сосредоточенной нагрузке в пропорциональный электрический сигнал. ДП контролирует положение верхней точки образца относительно основания образца. ПС содержит схему управления исполнительным механизмом (СУИМ), тактовый генератор (ТГ) для синхронизации процессов во времени и схему сопряжения (СС) для организации взаимодействия ЭВМ с СУИМ и датчиками.

Преимуществом изобретения является приближение условий испытаний к условиям изготовления и эксплуатации одежды, расширение технологических возможностей и информативности получаемых характеристик, повышение объективности результатов и снижение затрат времени на испытание за счет использования автоматизированного устройства.

Список используемых источников

1. ГОСТ 8977-74 Кожа искусственная и пленочные материалы. Методы определения жесткости и упругости. - М.: Издательство стандартов, 1974.-прототип.

2. Свидетельство на полезную модель №RU 15138 U1, МКИ G 01 R 1/04. Устройство для закрепления образца на приборе для определения жесткости и упругости материалов и пакетов одежды./ Авторы: Смирнова Н.А., Иванова Л.Л., Смирнов А.В. Опублик. 20.09.2000. Бюл. №26.

3. Бузов Б.А. и др. Материаловедение швейного производства. - М.: Легпромиздат, 1986.

4. Бузов Б.А., Алыменкова Н.Д, Петропавловский Д.Н. Практикум по материаловедению швейного производства. - М.: Изд. центр "Академия", 2003.

Способ определения свойств материалов текстильной и легкой промышленности при изгибе, по которому образец из испытуемого материала подвергают изгибу и определяют условную жесткость, снимают изгибающее усилие и определяют условную упругость, отличающийся тем, что подвергают изгибу образец выбранной формы (согнутый в кольцо прямоугольный образец или объемный образец) и в процессе изгиба определяют через заданные интервалы времени значение силы сопротивления образца изгибающему усилию, значение прогиба образца и время с момента приложения изгибающего усилия к образцу, по которым определяют характеристики процесса изменения жесткости: зависимость жесткости материала Р (гс) от времени τ (с), записанная в форме таблиц зависимость жесткости материала Р (гс) от величины прогиба образца λ (мм), записанная в форме таблицы, и работа А (Дж), затрачиваемая на изгиб, которую определяют одним из приближенных методов интегрирования по всем аргументам таблицы зависимости Р(λ).