Установка для исследования кинетики пропитки волокнистых наполнителей полимерными связующими



Установка для исследования кинетики пропитки волокнистых наполнителей полимерными связующими
Установка для исследования кинетики пропитки волокнистых наполнителей полимерными связующими

 


Владельцы патента RU 2530575:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) (RU)

Изобретение относится к области аналитики и может быть использовано для исследования и оптимизации режимов формования изделий из полимерных композиционных материалов. Установка для исследования кинетики пропитки волокнистых наполнителей полимерными связующими содержит резервуар со связующим, устройство для пропитки связующим волокнистого наполнителя с окном наблюдения из прозрачного материала и компрессор. Устройство для пропитки представляет собой горизонтальную трубку с отводами, выполненную из прозрачного материала, в которой один открытый конец заполнен исследуемым волокнистым наполнителем, а другой конец соединен с резервуаром со связующим для пропитки волокон под давлением, причем на этом же конце трубки в отводе установлена газовая емкость для ввода газового пузырька в связующее в трубке. Для контроля давления связующего в трубке подключен манометр, а для определения скорости движения связующего в трубке и волокнах установлен прибор для видеофиксации с привязкой к реальному времени перемещения газового пузырька в связующем и волокнах. Во всех отводах трубки к указанным компрессору, резервуару со связующим, газовой емкости и манометру установлены запорные краны. Изобретение позволяет получить точные экспериментальные данные по кинетике течения связующего в образцах волокнистого наполнителя. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

 

Изобретение относится к области переработки полимеров, точнее к исследованиям и оптимизации режимов формования изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ), изготовленных по технологии типа RTM (ResinToolMolding), LRI (LiquidResinInfusion), RFI (ResinFilmInfusion). Суть этих процессов заключается в пропитке полимерным связующим под давлением волокнистого материала, предварительно уложенного в закрытую оснастку (преформу).

Уровень техники

Технологии (RTM, LRI, RFI) являются безавтоклавными, поэтому относятся к разряду энергосберегающих. Они также менее материалоемкие и более производительные. Скорость и качество пропитки связующим волокнистого материала являются в случае применения этих технологий определяющими параметрами. Для разных связующих и волокнистых структур эта скорость может сильно колебаться из-за многофакторности процесса и необходимости его постоянной оптимизации. В качестве волокнистого материала могут быть использованы угле-, стекло-, органе- волокна или ткани на их основе. После отверждения смолы готовое изделие извлекается из преформы. Отверждение материала может проходить при повышенной температуре или при температуре цеха. Применение специальных связующих позволяет значительно снизить время пропитки волокон связующим и время полимеризации.

Поэтому актуальным является изучение процесса пропитывания образца волокнистого материала в режиме фильтрации смолы через смоченный образец из волокнистого наполнителя. Особенно это важно при выборе новых смол и связующих при разработке новых композиционных волокнистых материалов. Для этих целей обычно используют экспериментальные установки, предназначенные для изучения кинетики пропитывания полимерными связующими волокнистых материалов, имеющих структуру капиллярно-пористого тела, и изучающие процесс в условиях воздействия различных внешних факторов: давления, температуры, вибрации, ультразвука и пр.

Установки для исследований кинетики процессов такой направленности до сих пор не запатентованы в России, хотя есть ряд патентов на установки и устройства для исследований кинетики других прикладных физических процессов, а именно:

- патент РФ 2393007 Установка для исследования кинетики диспергирования частиц в жидких средах при воздействии возмущений давления (МПК B01F 11/00, опубл. 27.06.2010);

- патент РФ 2399913 Устройство для исследования кинетики релаксации напряженного состояния легкодеформируемых материалов при фиксированной деформации (МПК G01N 33/36, опубл. 20.09.2010);

- патент РФ 2392615 Устройство для исследования кинетики релаксации напряженного состояния легкодеформируемых материалов (МПК G01N 29/00, опубл. 20.06.2010);

- патент РФ 2336145 Устройство для исследования кинетики процессов газовыделения из образцов литейных стержней (МПК B22D 46/00, опубл. 20.10.2008);

- патент РФ 2142618 Прибор для исследования кинетики адсорбции поверхностно-активного компонента на поверхности жидких бинарных сплавов (МПК G01N 13/00, B22D 11/00, B22D 37/00, F16K 31/02, опубл. 10.12.1999).

Из патентов РФ по сходной тематике исследуемых материалов в предлагаемом изобретении есть только 1 патент РФ 2449271 Способ определения характеристического параметра образца пластмассы, армированной углеродным волокном (МПК G01N 33/44, G01N 21/95, В29С 70/00, опубл. 27.04.2012, патентообладатель ЭЙРБАС ОПЕРЕЙШНЗ ГМБХ (DE)). Достигаемый технический результат заключается в обеспечении возможности анализа отдельных характеристических параметров образца. Однако здесь запатентован способ, а не устройство, а также воздействие на образец производят электромагнитным излучением предопределенного спектра, что совершенно не связано с процессами пропитки волокнистых материалов полимерными связующими под давлением.

При выборе пары «связующее-наполнитель» приходится экспериментально отрабатывать технологию их пропитки в каждом конкретном случае. Для этой цели исследования этих процессов используют различные стенды и установки (см. Джоган О.М., Костенко О.П. Методы изготовления деталей из композиционных материалов пропиткой в оснастке, стр.111. Сборник научных трудов Выпуск 4 (68) 2011 ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПРОИЗВОДСТВА КОНСТРУКЦИЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ, http://k407.khai.edu/uploads/editor/36/4638/sitepage 30/files/4(68).pdf, которые в итоге предназначены для разработки соответствующих технологических рекомендаций изготовления волокнистых структур. Указанное оборудование относится к научно-исследовательскому. В его состав обычно входят: резервуары со смолой, компрессоры для ее подачи с помощью сжатого воздуха, устройство для пропитки волокнистого заполнителя, и при необходимости обогреваемая оснастка. Определяющим узлом в данной конструктивной схеме является конструкция пропитывающего устройства. Поэтому при дальнейшем анализе основное внимание обращалось на конструктивные характеристики пропитывающих устройств, которые в основном зависят от размера и формы образца (заготовки, преформы) волокнистого заполнителя.

Наиболее известные пропитывающие устройства (приняты за прототип) (см. Optimization of Resin Infusion Processing for Composite Materials: Simulation and Characterization Strategies (Dr.-Ing. Andrew George), стр.81, 87, 88, http://elib.uni-stuttgart.de/opus/volltexte/2011/6263/pdf/GEORGE_PRINT.pdf) представляют собой конструкции, состоящие из двухсборных прямоугольных плит с плоской щелью между ними для размещения плоской волокнистой заготовки. Отверстие для ввода смолы расположено в центре плиты. Для визуальной оценки качества пропитки образца верхняя плита (или ее часть) обычно выполнены из прозрачного материала. Это позволяет оценивать пропитываемость и смачиваемость волокнистого материала в процессе движения фронта потока смолы вдоль волокна, а также фиксировать его скорость.

К недостаткам указанной конструкции следует отнести следующее:

- данное устройство эффективно для оптимизации пропитки образцов больших размеров и особенно при пропитывании тканных структур;

- из-за неоднородности течения смолы по всей ширины образца не представляется возможным оценить точно кинетику пропитывания волокна, т.к. нежелательная «раздвижка» нитей в процессе течения связующего искажает результаты измерений;

- сложность автоматизации измерения скорости процесса пропитки;

- ограниченность верхнего предела давлений из-за сложности крепления и герметизации верхней прозрачной части преформы;

- невозможность определения капиллярного давления жидкости в системе;

- невозможность надежного определения статического угла смачивания волокон связующим.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в создании установки для исследования кинетики пропитки волокнистых наполнителей полимерными связующими, в которой устранены перечисленные выше недостатки, для получения существенно расширенной научно-технической и технологической информации о пропитывании промышленных волокон полимерными связующими.

Поставленная задача решается за счет того, что установка для исследования кинетики пропитки волокнистых наполнителей полимерными связующими состоит из резервуара со связующим, устройства для пропитки связующим волокнистого наполнителя с окном наблюдения из прозрачного материала для визуальной оценки качества пропитки, компрессора для создания давления для пропитки. При этом устройство для пропитки представляет собой горизонтальную трубку с отводами, выполненную из прозрачного материала, с возможностью заполнения одного открытого конца исследуемым волокнистым наполнителем. Другой конец трубки соединен с резервуаром со связующим для пропитки волокон под давлением в трубке, и на этом же конце трубки в отводе установлена газовая емкость для ввода газового пузырька в связующее в трубке. Для контроля давления связующего в трубке подключен манометр, а для определения скорости движения связующего в трубке и волокнах установлен прибор для видео фиксации с привязкой к реальному времени перемещения газового пузырька в связующем и волокнах. Во всех отводах трубки к указанным компрессору, резервуару со связующим, газовой емкости, манометру установлены запорные краны.

Отводы трубки могут быть выполнены в виде отдельных трубок-тройников, соединенных герметичными манжетами с оставшейся частью горизонтальной трубки из прозрачного материала.

Установка может быть опционально снабжена дополнительными устройствами различного рода контролируемых воздействий на связующее и волокнистый наполнитель, а именно: температуры, ультразвука, других существенно влияющих на процессы физических факторов.

Перечень фигур

На фиг.1 показана схема установки для исследования кинетики пропитки волокнистых наполнителей связующими.

На фиг.2 показано влияние давления Р на скорость V фильтрации эпоксидного связующего, например, марки ЭДТ-69М, через волокнистый наполнитель - арамидные волокна марки Армос.

Осуществление изобретения

На фиг.1 позициями обозначены: 1 - трубка из прозрачного материала; 2 - пучок волокон в виде жгута или ткани, плотно уложенный в один открытый конец трубки; 3 - полимерное связующее; 4 - газовый пузырек; 5 - газовая емкость с поршнем; 6 - резервуар для подачи полимерного связующего; 7 - манометр для замера давления в системе; 8 - опциональный термостат-калорифер для обогрева трубки; 9, 10, 11, 12 - запорные краны; 13 - трубки-тройники, 14 - герметичные соединительные манжеты, 15 - компрессор.

Данное пропитывающее устройство позволяет за счет применения прозрачной трубки, заполненной исследуемым волокнистым материалом, изучать различные режимы (турбулентный, ламинарный) пропитки волокнистых материалов связующим при повышенных давлениях.

Устройство обеспечивает:

- возможность моделирования процесса пропитывания и получения точных экспериментальных данных по кинетике течения связующего в небольших образцах с волокнистым заполнителем;

- высокую точность измерения скорости потока связующего и возможность автоматизации этой операции за счет фото/видео фиксации перемещения газового пузырька;

- возможность работы с жидкостями различной вязкости;

- возможность экспериментального определения капиллярного давления и статических углов смачивания волокна исследуемым связующим;

- возможность изучения влияния на процесс пропитывания волокон температуры, ультразвука и других факторов.

Изучение пропитываемости образца пучка волокон в виде жгута или ткани проводят в режиме смачивания и в режиме фильтрации жидкости через смоченный образец. Режим смачивания заканчивается при появлении капли жидкости с внешней стороны волокнистого образца, после чего сразу же можно начинать изучение кинетики процесса фильтрации. В обоих случаях скорость пропитывания сканируют в широком диапазоне давлений, дискретность изменения которых устанавливается опытным путем. При пропитывании в режиме смачивания полагают, что жидкость движется во всех капиллярах между волокнами с одинаковой скоростью, т.е. поверхность ее фронта остается плоской и перпендикулярной оси капилляра.

Порядок работы с данным устройством следующий:

1. Непосредственно перед работой проверяют чистоту трубки 1.

2. Предназначенное для исследований волокно в виде пряди 2, содержащей необходимое количество нитей (жгутов), помещают в трубку 1 следующим образом: прядь перегибают пополам, укрепляют на тонкой проволоке или нитке и протаскивают через полость трубки 1, при этом сначала аккуратно обрезают нижний конец пряди, затем, протянув через всю трубку 1, отрезают ее верхнюю часть так, чтобы на открытом конце трубки 1 остался волокнистый образец требуемой длины.

3. Трубка 1 с волокнистым образцом 2 должна быть установлена строго горизонтально, ее положение периодически проверяется уровнемером (на фиг.1 не показан).

4. После установки волокнистого образца 2 в трубку 1 проверяют положение кранов 9, 10, 11, 12: все они должны быть закрыты.

5. Заполнив емкость 6 связующим 3, открывают кран 11 и после полного заполнения трубки 1 связующим 3 из газовой емкости 5 через крап 9 впускают газовый пузырек 4, после чего кран 9 сразу закрывают.

6. Открывают кран 10, соединяя таким образом манометр 7 с трубкой 1.

7. Проводят несколько измерений скорости перемещения газового пузырька 4 под действием капиллярного давления жидкости в капиллярах между волокнами, соответствующего внешнему давлению Р=0. Строят зависимость скорости движения V связующего от времени τ:

V=A (1-χ)τ-0,5, где χ - объемное содержание волокон в образце в трубке.

8. Если расстояние от пузырька до волокнистого образца достаточно для продолжения эксперимента, включают компрессор 15, открывают кран 12. Начиная с эксперимента, когда Р>0, можно измерять скорость фильтрации связующего 3 через волокнистый образец 2, не прерывая течения связующего при разных дискретных уровнях давления Р. Режим фильтрации начинается после появления капли связующего с внешнего торца образца. В этом режиме измеряют скорость V (м/сек) фильтрации связующего 3 через образец 2. Для каждого образца 2 в конкретной серии экспериментов строят зависимость V=f(P). Каждая серия экспериментов включает образцы с различным объемным содержанием волокон в образце в диапазоне 20…60 об.% (меньше 20 об.% - образец выдавливается жидким связующим, больше 60 об.% - невозможно ввести образец в трубку).

Отдельно проводят измерения капиллярного давления (движущей силы пропитывания) Рк, для чего при закрытых кранах 9, 10, 12 и открытом кране 11 соединяют компрессор 15 (при снятом опциональном термостате-калорифере 8) с другим концом трубки 1 с образцом 2, связующим 3 и газовым пузырьком 4. Включив компрессор 15, плавно увеличивают его давление Р, измеряемое по манометру самого компрессора 15 (это противодавление, направленное против капиллярной силы) до тех пор, пока газовый пузырек 4 не остановится в связующем, т.е. когда Р=Рк. В этом эксперименте связующее может свободно частично возвращаться в емкость 6 через открытый кран 11.

Известно уравнение отечественного ученого, член-корреспондента АН СССР Б.В. Дерягина (Дерягин Б.В. // Доклады АН СССР, 1946. Т.53, №7. С.627-630):

P k = σ ж C o s θ 0 f                                                                               ( 1 )

где σж - поверхностное натяжение жидкости (Н/м);

θ0- равновесный статический угол смачивания волокна связующим;

f=γSудχ(1-χ), где

γ - средняя плотность волокна,

Sуд - удельная площадь поверхности волокна в м2/г,

χ - относительное содержание волокон в образце (в долях от единицы объема).

Поэтому уравнение (1) можно представить в следующем виде:

P k = σ ж C о s θ 0 γ S у д χ ( 1 χ )                                                               ( 2 )

откуда: C o s θ 0 = P k / ( σ ж γ S у д χ ( 1 χ ) )                                             ( 3 )

По уравнению (3) определяют величину среднего статического угла θ0 смачивания волокна связующим, экспериментальное определение которого другими методами чрезвычайно трудоемко, при этом его значение надежно усреднено по сотням и даже тысячам волокон.

Пример осуществления изобретения

Ниже представлены результаты исследования пропитки эпоксидным связующим арамидных волокон 2, расположенных в стеклянной трубке 1.

На фиг.2 показано влияние давления Р на скорость (V) фильтрации связующего ЭДТ-69М через волокна марки Армос. Кривые 1, 2, 3, представленные на фиг.2, соответствуют различному содержанию волокон в трубке. Для всех зависимостей характерно заметное изменение угла наклона при некотором (критическом) давлении (Ркр):

- при 42% содержании волокон в трубке Ркр=13×103н/м2;

- при 47% содержании волокон в трубке Ркр=27×103н/м2;

- при 51% содержании волокон в трубке Ркр=52×103н/м2.

До достижения критического давления Ркр сопротивление течению связующего между волокнами остается большим вследствие высокой вязкости граничных слоев связующего, образовавшихся на волокнах. Граничные слои связующего резко сужают эффективное сечение межволоконных капилляров, и движение связующего в них существенно замедляется, что значительно увеличивает продолжительность пропитки волокнистой заготовки. Поэтому определение Ркр для каждого содержания волокна в заготовке необходимо для определения оптимального давления пропитывания Р, которое должно превышать величину Ркр.

Полученные результаты могут быть использованы в качестве рекомендаций при выборе режимов пропитывания (оптимального давления) и для расчета на прочность пресс-формы при ее проектировании.

Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает реализацию исследования и определения базовых параметров кинетики пропитывающего устройства, отвечающего современным научным и практическим требованиям, и тем самым достигается решение задач изобретения.

1. Установка для исследования кинетики пропитки волокнистых наполнителей полимерными связующими, состоящая из резервуара со связующим, устройства для пропитки связующим волокнистого наполнителя с окном наблюдения из прозрачного материала для визуальной оценки качества пропитки, компрессора для создания давления для пропитки, отличающаяся тем, что устройство для пропитки представляет собой горизонтальную трубку с отводами, выполненную из прозрачного материала, с возможностью заполнения одного открытого конца исследуемым волокнистым наполнителем, а другой конец соединен с резервуаром со связующим для пропитки волокон под давлением в трубке и на этом же конце трубки в отводе установлена газовая емкость для ввода газового пузырька в связующее в трубке, при этом для контроля давления связующего в трубке подключен манометр, а для определения скорости движения связующего в трубке и волокнах установлен прибор для видеофиксации с привязкой к реальному времени перемещения газового пузырька в связующем и волокнах; во всех отводах трубки к указанным компрессору, резервуару со связующим, газовой емкости, манометру установлены запорные краны.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что отводы трубки выполнены в виде отдельных трубок-тройников, соединенных герметичными манжетами с оставшейся частью горизонтальной трубки из прозрачного материала.

3. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она опционально снабжена дополнительными устройствами различного рода контролируемых воздействий на связующее и волокнистый наполнитель, а именно: температуры, ультразвука, других существенно влияющих на процессы физических факторов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к легкой промышленности Способ заключается в подготовке образца материала в форме круга, закреплении его на держателе, выполненном в виде полусферы с иглой и жестко закрепленном на основании, выполненном в виде полой камеры, с круговыми отверстиями, направленными в сторону полусферы, без возможности вертикального перемещения и при соотношении диаметров образца и полусферы 4:1, обеспечении предварительного движения образца материала за счет вертикального прерывистого потока воздуха, подаваемого через отверстия камеры, определении коэффициента драпируемости материала, который рассчитывают как процент отношения разницы площадей исходного образца и его горизонтальной проекции после деформации к площади исходного образца и определении анизотропии драпируемости материала в долевом и поперечном направлениях по соотношению длин осевых линий на горизонтальной проекции образца, проведенных через центр проекции.

Изобретение относится к текстильному материаловедению и предназначено для объективной оценки свойств трикотажных полотен для одежды в текстильной и легкой промышленности.

Изобретение относится к области оптико-физических исследований состава естественных материалов, таких как шерсть и растительные волокна (лен, хлопок, шелк и др.), и может быть использован в текстильной промышленности, в зоотехнике, при археологических исследованиях, при определении качества сырья и изготовленной из него продукции.

Изобретение относится к области легкой промышленности и может быть использовано для определения раздвигаемости нитей текстильных материалов. Устройство для оценки раздвигаемости нитей текстильных материалов содержит средства фиксации исследуемого образца, средства нагружения исследуемого образца в виде выполненного с возможностью управления величиной нагружения мотора-редуктора, средства измерения величины нагружения и перемещения нитей и процессор, который через микроконтроллер и блок сопряжения связан с мотором-редуктором.

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ оценки токсичности продукции из полимерных и текстильных материалов.

Изобретение относится к оборудованию для швейной промышленности, в частности, к техническим средствам для экспериментальной оценки повреждаемости нитей текстильных материалов при изготовлении швейных изделий.

Изобретение может быть использовано для измерения основных технологических структурных параметров, связанных с периодичностью структуры текстильных материалов, при текущем автоматическом контроле.

Изобретение относится к материаловедению производств текстильной и легкой промышленности и предназначено для объективной оценки определения силы трения текстильных полотен.

Изобретение относится к приборостроению для легкой и текстильной промышленности и предназначено для исследования свойств легкодеформируемых высокоэластичных материалов, преимущественно трикотажных полотен.

Группа изобретений относится к швейной промышленности применительно к определению стойкости пакета одежды с несвязным объемным утеплителем к воздействию деформаций.

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано при расчете параметров строения тканых текстильных материалов под действием любых нагрузок. В способе определения жесткости текстильной нити при изгибе с огибанием цилиндра известного радиуса нить под нагрузкой заправляют между двух опор в виде натянутых нитей, затем прикладывают вертикальную нагрузку «2N», экспериментально определяют или рассчитывают горизонтальную реакцию в опорах «Rx», определяют высоту изгиба нити «у», расстояние между опорами «х», определяют силы «Ркх», «Р» и угол «δo» по формулам: Ркх=Рх-Rx, P = P k x 2 + N 2 , δ o = π 2 + a r c t g ( P k x N ) , далее определяют жесткость «Н», решая систему уравнений: { P ⋅ l 2 H = ∫ ϕ A π 2 d ϕ 1 − k 2 ⋅ sin ( ϕ ) δ o = 2 arcsin ( k ⋅ sin ( ϕ A ) ) y 2 = l ⋅ ( 2 k ⋅ cos ϕ A P ⋅ l 2 H ⋅ cos δ o − ( 2 ⋅ ∫ ϕ A π 2 1 − k 2 ⋅ sin 2 ( ϕ ) d ϕ P ⋅ l 2 H − 1 ) ⋅ sin δ o ) x 4 = l ⋅ ( ( 2 ⋅ ∫ ϕ A π 2 1 − k 2 ⋅ sin 2 ( ϕ ) d ϕ P ⋅ l 2 H − 1 ) ⋅ cos δ o + 2 k ⋅ cos ϕ A P ⋅ l 2 H ⋅ sin δ o ) , где Ркх - результирующая растягивающая сила; Px - приложенная к изгибаемой нити нагрузка; Р - равнодействующая сил Ркх и N; δо - угол, определяющий направление оси абсцисс по отношению к направлению силы Р в начальной точке; N - половина вертикальной нагрузки; l - четверть длины изогнутой нити; φA - эллиптическая амплитуда в начальной точке; k - эллиптический модуль. Достигается повышение точности измерения параметров изгиба нити для последующего расчета жесткости нити на изгиб при ее продольно-поперечном изгибе около нити, имитирующей противоположную систему нитей в ткани, находящейся под действием растягивающих усилий. 1 пр., 2 ил.

Группа изобретений относится к измерительной технике. В способе определения интенсивности конвективного теплообмена в биотехнической системе «человек - одежда -окружающая среда» для определения массового расхода воздуха скорость его движения измеряется в нескольких точках по трем характерным сечениям, рассчитывается расход воздуха и проверяется выполнение закона его сохранения. В аэродинамическом устройстве содержатся вентиляторная, подготовительная и теплообменная камеры, верхний и боковой воздухозаборники, которые снабжены измерительными сетками, интегрирующими прирост температуры воздуха в процессе теплообмена с поверхностью тепловой модели тела человека, приборами и конструктивными элементами для оценки расхода воздуха в характерных сечениях. Достигается повышение точности определения интенсивности конвективного теплообмена в биотехнической системе «человек - одежда - окружающая среда». 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 7 ил.

Изобретение относится к области испытаний текстильных материалов, главным образом трикотажных полотен, с целью определения деформационных характеристик полотна, необходимых для определения величин конструктивных прибавок и пределов заужения при проектировании плотно облегающих изделий за счет определения малых значений деформаций при двухосном растяжении. В стенде для определения деформационных свойств трикотажного полотна корпус выполнен в виде стоек, жестко закрепленных по углам двух горизонтально расположенных рам, под нижней из которых расположено основание корпуса с регуляторами положения по высоте, на котором в центре располагается растягивающий узел, состоящий из расположенных перпендикулярно друг к другу двух пар зажимов с губками, а на верхней раме, на кронштейнах, установленных перпендикулярно к смежным сторонам рамы, размещены две регулирующие нагрузку шкив гайки, связанные пассиками со шкив гайками, относящиеся к шпилькам тягам, находящимся по середине каждой из сторон верхней рамы, и имеющие высоту не менее половины стороны верхней рамы ограничители движения вокруг шпилек, каждая противоположная из которых соединена с одним тензодатчиком и парой зажимов через направляющий блок посредством тянущих длинномерных тел. Достигается повышение точности и надежности определения. 4 ил.

Группа изобретений относится к легкой промышленности, в частности к определению механических характеристик швейных материалов и соединений деталей одежды (ниточных, сварных, клеевых и других швов и строчек). Способ для механических испытаний швейных материалов и соединений заключается в том, что, нагружая закрепленный на установке образец материала через объемный рабочий орган в виде пуансона полусферической формы, получают на регистрирующем средстве в виде осциллографа электрические сигналы от тензодатчиков, связанных через упругие элементы с испытуемым образцом, отражающие действующие силы на участках испытуемого образца по осям 0X, 0Y, 0Z, по которым судят о многоосной деформации образца материала, далее, зная размерные параметры образца материала, находят искомые напряжения, действующие на этих участках образца, причем искомые напряжения на образце материала определяют в динамике при действии непрерывного процесса изнашивания его при циклической нагрузке, путем сравнения напряжения в образце материала в начале цикла испытаний и в конце определяют влияние износа на механические характеристики испытуемого материала, а при использовании режима влажно-тепловой обработки перед нагружением в зону деформирования образца швейного материала пропускают пар через сквозные отверстия на всей рабочей поверхности пуансона. Также описана установка для реализации указанного способа. Достигается повышение надежности определения и качества швейных материалов. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области исследований и анализа физических свойств изделий и материалов и может быть использовано преимущественно для определения физических свойств текстильных изделий путем приложения сжимающих нагрузок. Сущность: нагружающее воздействие на образец изделия производят нагрузкой, которая по форме, весу и динамике воздействия соответствует типичной нагрузке на изделие в процессе его эксплуатации на типичных временных интервалах воздействия, а в качестве показателя, значения которого оценивают по окончании воздействия, принимают относительную деформацию сжатия образца, которую определяют из соотношения. Устройство содержит испытательный стол, нагрузку, измерительную шкалу, указатель изменения положения нагрузки, первый рычаг, на одном конце которого закреплена нагрузка, редуктор-мультипликатор, закрепленный на испытательном столе и кинематически соединенный с указателем изменений положения нагрузки, ось, соединенную одним концом с редуктором, а другим - со вторым концом первого рычага, рамку, закрепленную на испытательном столе, первый и второй цилиндры, соединенные гидравлической линией через дроссельный клапан, и второй рычаг, одним концом шарнирно соединенный с испытательным столом, а в средней части шарнирно соединенный со вторым цилиндром, при этом первый цилиндр шарнирно соединен одним концом с перекладиной рамки, а вторым - с первым рычагом в его средней части. Технический результат: расширение области применения и повышение точности. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к текстильному материаловедению, а точнее к обеспечению формоустойчивости одежды на любом участке, и может найти применение в швейной и текстильной промышленности при проектировании одежды и оценке свойства формоустойчивости готовой одежды. Представлен способ определения формоустойчивости одежды, согласно которому испытуемый образец подвергают механическому воздействию с последующей фиксацией результатов этого воздействия, причем образец закрепляют на поверхности заполненной воздухом, соединенной с датчиком давления и закрепленной в зоне шарнирного соединения трубчатых элементов испытательного устройства индикаторной подушечки, измеряют начальный диаметр индикаторной подушечки вместе с образцом a0 и начальную величину выпуклости поверхности образца b0, далее совершают изгиб устройства в зоне индикаторной подушечки на угол не менее 90°, по окончании которого фиксируют величину давления ρ в индикаторной подушечке, конечный диаметр индикаторной подушечки с образцом aк, конечную величину выпуклости поверхности образца bк, определяют напряжение σ, возникшее на этом участке в образце при изгибе устройства по формуле где ρ - величина давления в индикаторной подушечке, Па; h0 - толщина образца, мм; b0 - начальная величина выпуклости поверхности образца, мм; bк - конечная величина выпуклости поверхности образца, мм; a0 - начальный диаметр индикаторной подушечки, мм; aк - конечный диаметр индикаторной подушечки, мм, по величине которого делают рекомендации по размерам прибавок, обеспечивающих формоустойчивость одежды. Также описано устройство для определения формоустойчивости одежды. Достигается повышение точности и надежности определения. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для оценки деформационных свойств и раздвигаемости нитей текстильных материалов при механическом нагружении, в частности при шитье. Устройство содержит средства фиксации исследуемого образца, средства его нагружения, включающие мотор-редуктор с приводом, который связан посредством винтовой передачи и упругих элементов с подвижной кареткой, несущей гребенку с набором игл, зажим и опорную подложку для исследуемого образца, при этом каретка выполнена с возможностью вариативного положения рабочих органов. Устройство содержит также средства регистрации и оценки информативных параметров, выполненные в виде трех оптически активных элементов и веб-камеры, скоммутированных с процессором, который посредством блока сопряжения и микроконтроллера связан с мотором-редуктором. Заявленное устройство позволяет повысить информативность, объективность и достоверность оценки деформационных свойств, а также упростить процедуру их измерения. 1 ил.

Изобретение относится к легкой промышленности и может быть использовано для определения драпируемости материалов для одежды. Для этого пробу материала в форме круга с заранее размеченными осями в продольном и поперечном направлениях фиксируют на основном диске в центре с иглой. Сверху накладывают грузовой диск и фиксируют сверху за иглу трехлепестковым зажимом. Затем пробу материала поднимают и опускают пять раз вдоль жестко закрепленного стержня, максимально приближают срезы свисающей части материала к поверхности планшетного сканера и фиксируют положение кронштейна с помощью винта. Площадь горизонтальной проекции пробы материала и длины осевых линий после деформации определяют с помощью планшетного сканера, подключенного к компьютеру. Полученную цифровую информацию обрабатывают с помощью программ ЭВМ. Коэффициент драпируемости определяют как отношение разницы площадей пробы материала и ее горизонтальной проекции после деформации к площади пробы материала. Способ позволяет повысить точность искомых параметров за счет получения четкой проекции срезов свешивающейся части пробы материала в натуральную величину, при минимальных затратах времени. Изобретение позволяет определить анизотропию свойств материала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к текстильному материаловедению и предназначено для объективной оценки свойств материалов в текстильной и легкой промышленности. Согласно способу образец из испытуемого материала подвергают сдвигу до появления диагональной складки и возвращают в исходное состояние, определяют усилие и работу сдвига в процессе нагружения, причем после сдвига образец выдерживают 15 минут в нагруженном состоянии, определяют падение усилия в образце и после возвращения в исходное состояние определяют резильянс. Достигается повышение информативности и надежности определения. 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к области легкой промышленности и может быть использовано для определения раздвигаемости нитей текстильных материалов. Устройство для измерения параметров раздвигаемости нитей текстильных материалов содержит неподвижный и условно подвижный зажимы для фиксации исследуемого образца, средства его нагружения в виде мотора-редуктора с приводом, управляемого процессором посредством микроконтроллера и блока сопряжения, подвижную каретку, несущую игольчатую гребенку, средства измерения величины перемещения нитей образца, которые включают оптически активные элементы и веб-камеру, связанную с процессором, а также средства измерения величины нагружения. Средства измерения величины нагружения выполнены в виде тензометрической измерительной системы диафрагменного типа, которая связана с процессором через микроконтроллер и блок сопряжения. Изобретение обеспечивает повышение надежности работы устройства и увеличение точности оценки параметров раздвигаемости нитей, а также повышает срок эксплуатации. 1 ил.
Наверх