Способ определения деформационных свойств трикотажного материала



Способ определения деформационных свойств трикотажного материала
Способ определения деформационных свойств трикотажного материала

 


Владельцы патента RU 2457485:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна" (RU)

Изобретение относится к области текстильного производства, в частности к способу определения деформационных свойств основовязаного сетчатого трикотажа, используемого в качестве эндопротезов при грыжесечении, при нагружении типа мембранного. Сущность способа заключается в определении коэффициента упругости образцов по начальному участку диаграммы растяжения, где Р - растягивающее усилие, ε - относительная деформация образца. Перед проведением испытаний подготавливают образцы из основовязаного сетчатого трикотажа, характеризующегося диаметром мононитей 0,1 мм, линейной плотностью мононитей от 10,4 до 21,5 текс, петельным шагом А - от 2 до 2,1 мм, высотой петельного ряда В - от 0,7 до 0,9 мм, плотностью вязания по горизонтали Пг -от 48 до 50 пет./100 мм, плотностью вязания по вертикали Пв - от 152 до 155 пет./100 мм и поверхностной плотностью ρs - от 62 до 123,5 г/м2 с размерами длины L и ширины h их рабочей части, отвечающими отношению L/h, равному не более 0,4, сохраняющему форму петель основовязаного трикотажа по всей поверхности образца. Использование способа позволяет повысить качество оценки деформационных свойств основовязаных сетчатых эндопротезов за счет определения коэффициентов упругости для расчета деформации сетчатых эндопротезов, укрепляющих брюшную стенку после грыжесечения. 2 табл., 2 ил.

 

Изобретение относится к области текстильного производства, в частности к способу определения деформационных свойств основовязаного сетчатого трикотажа, используемого в качестве эндопротезов при грыжесечении, при нагружении типа мембранного.

Известен способ получения диаграмм растяжения трикотажных материалов: Г.Н.Кукин, А.Н.Соловьев, А.И.Кобляков «Текстильное материаловедение», М.: Легпромбытиздат, 1992 г., с.68 - 74.

Аналогом предлагаемого изобретения является ГОСТ 8847-85, используемый в текстильном материаловедении как способ определения деформационных свойств, а именно разрывных характеристик трикотажных полотен путем одноосного равномерного растяжения с постоянной скоростью с получением диаграмм растяжения «P-ε», где (Н/см) - растягивающее усилие; F - растягивающая сила, приложенная к образцу шириной h; ε - относительная деформация образца. Согласно ГОСТ при одноосном нагружении зажимная длина образца трикотажного полотна L=100 мм, а ширина h=50 мм (т.е. отношение L/h=2). Данный способ позволяет качественно определить деформационные свойства и, в частности, коэффициент упругости, необходимый для расчета деформации при одноосном нагружении для многих трикотажных материалов.

Прототипом заявляемого способа является способ оценки деформационных свойств кулирного трикотажа из текстурированных нитей: диссертационная работа Столярова О.Н. «Деформационные свойства текстурированных нитей и трикотажа», 2005 г., с.98-101, 105, в которой проводится анализ диаграмм одноосного растяжения кулирного трикотажа из различных по молекулярному составу нитей, показана зависимость коэффициентов упругости от деформации при растяжении трикотажа, причем исследования проводились на образцах, подготовленных в соответствии с ГОСТ 8847-85 с отношением L/h=2 с определением коэффициента упругости по начальному участку диаграмм растяжения.

К отличительным особенностям данного способа относится то обстоятельство, что при растяжении в начальном периоде нагружения происходит сильное изменение формы элементарных звеньев (конфигурация петель, смещение точек контакта, изменение ориентации) трикотажного полотна по всей поверхности образца.

Вследствие этого значение коэффициентов упругости, полученное по указанному способу, не может быть использовано для расчета упругой деформации основовязаных сетчатых эндопротезов при характерном для них виде нагружения - мембранном нагружении. Задачей таких протезов является укрепление поврежденных стенок брюшной полости после операции грыжесечения. Протез закрепляется по периферии на стенке брюшной полости и должен препятствовать чрезмерной деформации стенки брюшной полости после грыжесечения под действием внутрибрюшного давления. Условия нагружения сетчатого эндопротеза подобны мембранному, когда поперечное сокращение элементов площади эндопротеза при его продольном удлинении практически отсутствует. Для расчета упругой деформации такого эндопротеза под действием внутрибрюшного давления требуется характеристика упругости трикотажного полотна, отвечающая условиям его мембранного нагружения. Поскольку трикотажное полотно, используемое для изготовления эндопротезов, представляет собой редкую сетку, то при одноосном нагружении выполнение условия L/h=2 приводит к сильному изменению формы элементарных звеньев полотна, значительно отличающемуся от его деформирования в «рабочем» режиме, в результате чего резко возрастает удлинение образца при его поперечном сокращении. В результате коэффициент упругости трикотажа , определенный при этих испытаниях, оказывается очень низким и не отвечает упругости трикотажа в условиях нагружения, когда указанного изменения формы элементов звеньев практически не происходит.

Техническим результатом заявляемого способа является повышение качества оценки деформационных свойств основовязаных сетчатых эндопротезов за счет определения коэффициентов упругости для расчета деформации сетчатых эндопротезов, укрепляющих брюшную стенку после грыжесечения.

Поставленная задача достигается тем, что в способе определения деформационных свойств образцов трикотажных материалов при одноосном нагружении, заключающемся в определении коэффициента упругости образцов по начальному участку диаграммы растяжения, перед проведением испытаний подготавливают из основовязаного сетчатого трикотажа образцы, характеризующиеся диаметром мононитей 0,1 мм, линейной плотностью мононитей от 10,4 до 21,5 текс, петельным шагом A - от 2 до 2,1 мм, высотой петельного ряда B - от 0,7 до 0,9 мм, плотностью вязания по горизонтали Пг - от 48 до 50 пет./100 мм, плотностью вязания по вертикали Пв - от 152 до 155 пет./100 мм и поверхностной плотностью ρs - от 62 до 123,5 г/м2 с размерами длины L и ширины h их рабочей части, отвечающими отношению L/h, равному не более 0,4, сохраняющему форму петель основовязаного трикотажа по всей поверхности образца.

Существенными признаками заявляемого способа является подготовка образцов из основовязаного сетчатого трикотажа для получения диаграмм растяжения, а именно: образец должен в начальный период одноосного нагружения сохранять форму петель основовязаного трикотажа по всей поверхности образца, что обуславливается указанными выше характеристиками и размерами образца с отношением L/h не более 0,4 и обеспечивает технический результат. Одноосное нагружение выбранных образцов становится подобным мембранному и приближается к условиям реальной эксплуатации сетчатых эндопротезов, укрепляющих брюшную стенку после грыжесечения.

Заявителю и авторам неизвестен способ определения коэффициента упругости с использованием полученных данных, исходя из испытаний, приближенных к условиям эксплуатации основовязаных сетчатых эндопротезов, что позволяет сделать вывод о существенных отличиях заявленного способа определения деформационных свойств трикотажного материала.

Предлагаемый способ определения деформационных свойств основовязаных сетчатых материалов при одноосном нагружении реализуется следующим образом. Коэффициенты упругости определяются для двух видов сетчатых полотен, используемых как эндопротезы - из полипропиленовых (ПП) и поливинилиденфторидных (ПВДФ) мононитей, технологические параметры которых приведены в табл.1

Таблица 1
Технологические параметры основовязаных полотен
Параметр Значение
Вид мононити Полотно из ПП мононитей Полотно из ПВДФ мононитей
Диаметр мононити, мм 0,1 0,1
Линейная плотность мононити, текс 10,4 21,5
Петельный шаг A, мм 2,1 2,0
Высота петельного ряда B, мм 0,7 0,9
Плотность вязания по горизонтали Пг, пет./100 мм 48 50
Плотность вязания по вертикали Пв, пет./100 мм 152 155
Поверхностная плотность ρs, г/м2 62,3 123,5

Диаграммы растяжения образцов основовязаного трикотажного полотна получают на универсальном измерительном комплексе INSTRON 1122. Образцы сетчатого трикотажа с различным отношением длины L и ширины h L/h от 5 до 0,4 стандартизируют по температуре и влажности (ГОСТ 10681-75), помещают в зажимы установки и производят одноосное нагружение с одновременной записью начального участка диаграмм растяжения при постоянной скорости. При каждом значении L/h проводят не менее 5 экспериментов. Полученные результаты усредняют.

В результате испытаний для каждого значения L/h получают начальный участок диаграммы растяжения до значения деформации ε~20% и по наклону касательной к начальному участку диаграммы растяжения получают значения коэффициента упругости .

Наклон начального участка диаграммы при значениях деформации ε~20% используется для определения упругости образцов сетчатого трикотажа , поскольку растяжение в диапазоне деформации до ~20% является допустимым по медицинским требованиям к эндопротезам и практически обратимым сразу после разгрузки, то есть является квазиупругим без заметного проявления релаксационных свойств.

На рис.1 приведены начальные участки диаграмм растяжения для основовязаного трикотажа из ПП мононитей, где кривые 1, 2, 3, 4, 5 и 6 соответствуют отношениям 5, 2, 1, 0,6, 0,5 и 0,4. На рис.2 приведены начальные участки диаграмм растяжения для основовязаного трикотажа из ПВДФ мононитей, где кривые 7, 8, 9, 10, 11, 12 соответствуют отношениям 5, 2, 1, 0,6, 0,5 и 0,4. Штриховыми линиями на рис.1 показаны касательные, проведенные к начальному участку диаграммы растяжения для кривой 2, полученной для образца со стандартным отношением , и кривой 6, полученной для образца с соотношением . Из данных рис.1 и 2 видно, как по мере уменьшения отношения резко возрастает наклон графиков, что означает увеличение коэффициентов упругости G, значения которых приведены в таблице 2.

Таблица 2
L
Длина образца, см
h
Ширина образца, см
L/h Сетка из ПП мононитей Сетка из ПВДФ мононитей
Номера кривых G, H/см Номера кривых G, H/см
25 5 5 1 16 7 6
10 5 2 2 32 8 9
5 5 1 3 44 9 12
3 5 0,6 4 70 10 25
2,5 5 0,5 5 120 11 35
2 5 0,4 6 160 12 49

Из таблицы 2 следует, что при стандартном отношении L/h=2 значение коэффициента упругости составляет 32 H/см для сетки из ПП мононитей и 9 H/см для сетки из ПВДФ мононитей. При уменьшении отношения L/h коэффициент упругости резко возрастает, достигая значений 160 H/см для сетки с ПП нитями и 49 H/см для сетки с ПВДФ нитями при отношении L/h=0,4, т.е. увеличивается более чем в 5 раз.

Тем самым значение коэффициента упругости при одноосном нагружении приближается к значению коэффициента упругости при мембранном нагружении, и это значение может быть использовано для расчета упругой деформации сетчатого эндопротеза в эксплуатационных условиях.

Способ определения деформационных свойств трикотажного материала при одноосном нагружении, заключающийся в определении коэффициента упругости образцов , где Р - растягивающее усилие, ε - относительная деформация образца, по начальному участку диаграммы растяжения, отличающийся тем, что перед проведением испытаний подготавливают образцы из основовязаного сетчатого трикотажа, характеризующегося диаметром мононитей 0,1 мм, линейной плотностью мононитей от 10,4 до 21,5 текс, петельным шагом А от 2 до 2,1 мм, высотой петельного ряда В от 0,7 до 0,9 мм, плотностью вязания по горизонтали Пг от 48 до 50 пет./100 мм, плотностью вязания по вертикали Пв от 152 до 155 пет./100 мм и поверхностной плотностью ρs от 62 до 123,5 г/м2 с размерами длины L и ширины h их рабочей части, отвечающие отношению L/h, равному не более 0,4, сохраняющему форму петель основовязаного трикотажа по всей поверхности образца.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к измерению деформационных свойств трикотажных полотен при растяжении, и может быть использовано для определения растяжимости при нагрузках меньше разрывных и необратимой деформации трикотажа при растяжении.

Изобретение относится к изготовлению композиционно-волокнистых материалов (КВМ) и описывает способ определения неупругой составляющей при сжатии неотвержденного композиционно-волокнистого материала, где из неотвержденного КВМ (препрега) вырезают образец ткани в виде ромба со сторонами, параллельными семействам нитей, и защемляют по сторонам четырехзвенника, прикладывают к противоположным углам четырехзвенника растягивающую нагрузку Р и определяют относительную деформацию ткани при сжатии в направлении 0 к нитям армирующего материала.

Изобретение относится к материаловедению и может быть использовано для оценки качества готовых текстильных материалов при их испытаниях на устойчивость окраски к физико-химическим воздействиям.

Изобретение относится к устройствам для испытания пакетов текстильных материалов цепной пилой. .

Изобретение относится к текстильному материаловедению и предназначено для объективной оценки свойств материалов для одежды при изгибе в текстильной и легкой промышленности.

Изобретение относится к области текстильного материаловедения и может быть использовано при оценке качества и стандартизации волокна или луба лубяных культур. .

Изобретение относится к способам оценки характеристик швейных материалов, а именно к оценке их драпируемости, и может найти применение в легкой промышленности и сфере бытовых услуг.

Изобретение относится к текстильному материаловедению применительно к оценке свойств материалов для одежды при изгибе в текстильной и легкой промышленности. .

Изобретение относится к ткацкому производству текстильной промышленности, а именно к средствам контроля технологического процесса на ткацких станках, связанного с расходом уточной пряжи в ткани.

Изобретение относится к способам контроля анизотропии углового распределения волокон в плоских волокнистых материалах и связанных с этим распределением технологических параметров и может быть использовано при решении вопросов повышения качества таких материалов и контроля качества работы производящего оборудования

Изобретение относится к изготовлению композиционно-волокнистых материалов (КВМ) и может найти широкое применение в ракетно-космической технике, авиастроении, химическом машиностроении, а также в других отраслях народного хозяйства

Изобретение относится к текстильной отрасли и может быть использовано для анализа структурных параметров как имеющихся, так и проектируемых образцов тканей

Изобретение относится к неразрушающим способам производственного контроля и может использоваться при анализе материалов и изделий в текстильной промышленности

Изобретение относится к легкой промышленности и может быть использовано для испытания текстильных материалов при одноцикловом растяжении под постоянной нагрузкой меньше разрывной

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано при бесконтактном анализе структуры трикотажных полотен при исследовании их геометрических показателей характеристик петлеобразования для оценки качества полотна

Изобретение относится к текстильному материаловедению. При осуществлении способа образец нагружают, разгружают и после отдыха определяют сминаемость, причем погружение выполняется после формирования неориентированных складок с последующей цифровой фотосъемкой несмятого и смятого образца, передачей изображения на экран ЭВМ в реальном времени и обработкой цифровых изображений путем выделения областей интегральной яркости и сопоставления интенсивности распределения яркости участков изображений по этим областям, а о степени сминаемости судят по коэффициенту, рассчитываемому по формуле: K = S o − S k S o ∗ 100 где S0 - величина спектра изображения несмятого образца в средней области гистограммы, %; Sk - величина спектра изображения смятого образца в средней области гистограммы, %. Достигается моделирование реального процесса смятия текстильных материалов в швейных изделиях, повышение достоверности результатов испытаний за счет использования более объективного критерия сминаемости. 1 пр., 2 табл., 3 ил.

Изобретение относится к текстильной промышленности и представляет собой емкостный способ определения неравномерности линейной плотности продуктов прядения. Образец пропускают между двумя пластинами конденсатора, измеряют реактивное сопротивление конденсатора, определяют изменение емкости, которое пропорционально изменениям диэлектрической проницаемости образца и регистрируют их как коэффициент вариации по линейной плотности или коэффициент неровноты по линейной плотности. Измерение реактивного сопротивления конденсатора производят в интервале частот от 1 кГц до 10 мГц, рассчитывают массу влаги в образце, а затем массу «сухого» материала в образце. На основании полученных значений массы сухого продукта производят расчет показателей неравномерности по линейной плотности продукта прядения. Способ позволяет ускорить процесс измерения показателей неравномерности по линейной плотности продуктов прядения путем компенсации влияния влажности материала на результат измерения. 3 табл., 1 ил., 1 пр.

Группа изобретений относится к швейной промышленности применительно к определению стойкости пакета одежды с несвязным объемным утеплителем к воздействию деформаций. Способ оценки миграции пухо-перовой смеси заключается в формировании исследуемого образца, закреплении в зажимах прибора, осуществлении ударного воздействия, имитирующего условия носки одежды и выявлении мигрировавшей пухо-перовой смеси, при этом исследуемый образец формируют и располагают таким образом, чтобы ниточное соединение было расположено по центру вдоль образца, последовательно заправляют сначала в неподвижный нижний зажим, затем - в верхний. После чего осуществляют как горизонтальное ударное воздействие на образец, так и подпружиненное вертикальное. Далее образец подвергают химической чистке или бытовой стирке, а также сушке. Выполняют визуальную фиксацию внешнего вида образца в фронтальной и профильной проекциях, а затем рассчитывают относительные коэффициенты внутренней и сквозной миграции. Также представлено устройство для оценки миграции пухо-перовой смеси. Достигается повышение точности оценки миграции пухо-перовой смеси с одновременным расширением технологических возможностей. 2 н.п. ф-лы, 4 табл., 7 ил.

Изобретение относится к приборостроению для легкой и текстильной промышленности и предназначено для исследования свойств легкодеформируемых высокоэластичных материалов, преимущественно трикотажных полотен. Устройство содержит систему зажимов образца, механизм задания нагружения образца с винтовым приводом, стрелку-расправитель спиралеобразной кромки деформированного образца со средствами, обеспечивающими возможность ее продольного и поперечного перемещения, которые выполнены в виде каретки, снабженной пятизвенным рычажным механизмом, регистрирующий блок с процессором. Web-камера связана линией передачи оптического сигнала с процессором и выполнена с возможностью одновременного сканирования значений прилагаемого нагружения на оцифрованной шкале и величины поперечного и продольного перемещения стрелки-расправителя спиралеобразной кромки. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции устройства и обеспечение процедуры измерения продольных и поперечных деформаций легкодеформируемых трикотажных полотен в одну стадию при одновременном повышении точности измерения. 1 ил.
Наверх