Способ определения жесткости текстильной нити при изгибе



Способ определения жесткости текстильной нити при изгибе
Способ определения жесткости текстильной нити при изгибе
Способ определения жесткости текстильной нити при изгибе
Способ определения жесткости текстильной нити при изгибе
Способ определения жесткости текстильной нити при изгибе
Способ определения жесткости текстильной нити при изгибе
Способ определения жесткости текстильной нити при изгибе

 


Владельцы патента RU 2535133:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Костромской государственный технологический университет" (RU)

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.

 

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано при расчете параметров строения тканых текстильных материалов под действием любых нагрузок.

Известно, что величина жесткости текстильных нитей при изгибе влияет на структуру текстильного изделия и в том числе на форму и длину нити в ткани.

Наиболее существенно влияние жесткости при изгибе нити на ее натяжение при огибании поверхности, радиус кривизны которой соизмерим с толщиной нити, около которой изгибается исследуемая нить. При этих условиях вызывает трудности определение параметров нити, характеризующих изгиб.

Для определения жесткости нити при изгибе используют следующие способы: консольный метод под действием собственной силы тяжести без принудительной деформации образца, метод кольца под действием сосредоточенной нагрузки с принудительной деформацией образца.

Также известен способ определения жесткости нити при изгибе с огибанием цилиндра известного радиуса нитью.

Недостаток этого способа заключается в невозможности получить результаты, сопоставимые с реальными условиями в которых находится нить на оборудовании, ввиду влияния диаметра цилиндра на жесткость исследуемой нити при изгибе.

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ определения жесткости нити при изгибе путем измерения действительного радиуса кривизны нити, фактического угла охвата нитью цилиндра, натяжения в обеих ветвях нити [1]. Недостаток данного способа заключается в точности определения радиуса кривизны, а также в условиях эксперимента, которые не соответствуют реальному нагружению нити в ткани на ткацком станке.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении 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.

Указанный технический результат достигается тем, что 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;

φА - эллиптическая амплитуда в начальной точке;

k - эллиптический модуль.

Схема для расчета параметров изгиба нити представлена на фиг.1

Исследуемая нить (1) под нагрузкой Рх заправляется около крайних опор (2), представляющих собой натянутые нити. Нить заправляется таким образом, чтобы между крайними опорами (1) она представляла прямую линию. Затем прикладывают силу 2N между опорами и нить (1) занимает положение согласно фиг.1. На исследуемую нить действует растягивающая сила Рх, сила нормального давления N1, сила трения Fmp. В опорах при этом возникают вертикальные реакции (Ry) и горизонтальные реакции (Rx).

Зная реакцию опоры Rx (предварительно измерив или рассчитав) и учитывая, что Ry=N, определяют силы Ркх, Р и угол δo по формулам:

Ркх=Px-N1·sin(α)+f·N1·cos(α)

P = P k x 2 + N 2

δ o = π 2 + a r c t g ( P k x N )

Учитывая, что

Rx=N1·sin(α)-f·N1·cos(α),

получаем

Ркх=Рх-Rx,

где Ркх -результирующая растягивающая сила;

α - угол наклона силы N1 к вертикали;

Р - равнодействующая сил Ркх и N;

δо - угол, определяющий направление оси абсцисс по отношению к направлению силы Р в начальной точке;

f - коэффициент трения;

N1 - сила нормального давления между нитями;

N - половина вертикальной нагрузки.

Затем определяем высоту изгиба нити «у», расстояние между опорами «х»

Тогда изгибаемую нить можно представить в виде схемы на Фиг.2. Ма - изгибающий момент в точке «А».

Окончательно с учетом нелинейной теории изгиба [2] получаем систему уравнений для определения жесткости нити на изгиб «Н»:

{ 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 l - четверть длины изогнутой нити;

φA - эллиптическая амплитуда в точке «А»;

k - эллиптический модуль.

Здесь неизвестные величины φА, k, H, l.

Использование предлагаемого способа определения жесткости текстильной нити при изгибе позволяет исключить определение угла охвата нитью цилиндра, а также коэффициента трения при наличии экспериментальных данных о горизонтальной реакции в опоре (Rx). При отсутствии таких данных реакция в опоре может рассчитываться, задав параметры f, а. Преимущество способа состоит также в том, что он позволяет использовать в качестве огибаемой поверхности нить, около которой изгибается исследуемая нить в ткани.

Источники информации

1. Крутикова В.Р. Способ определения жесткости текстильной нити при изгибе [текст]/ В.Р. Крутикова, И.В. Общанская, Н.В. Лустгартен// Патент РФ №2219544, G01N 33/36; заявлено 05.08.2002; опубликовано 20.12.2003, ФИПС.

2. Попов Е.П. Теория и расчет гибких упругих стержней / Е.П. Попов - М.: Наука. Гл. ред. физ. - мат. лит, 1986. - 296 с.

Способ определения жесткости текстильной нити при изгибе, включающий огибание цилиндра известного радиуса нитью, измерение действительного радиуса кривизны нити, фактического угла охвата нитью цилиндра, натяжения в обеих ветвях нити, расчета постоянных параметров трения, отличающийся тем, что нить под нагрузкой заправляют между двух опор в виде натянутых нитей, прикладывают к ней 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 «δо» по формулам:
Ркх=Рх-Rx

,
далее определяют жесткость «Н», решая систему уравнений:

где Ркх - результирующая растягивающая сила;
Рх - 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;
φА - эллиптическая амплитуда в начальной точке;
k - эллиптический модуль.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области аналитики и может быть использовано для исследования и оптимизации режимов формования изделий из полимерных композиционных материалов.

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 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.

Группа изобретений относится к оценке функционирования адсорбирующего гигиенического изделия. Представлен способ определения содержания влаги в адсорбирующем гигиеническом изделии, в частности в подгузнике, используемой при недержании прокладке или подгузнике, женской прокладке, причем гигиеническое изделие предварительно, предпочтительно при заданных условиях, загружают влагой и затем плоско расправляют, при этом на плоской протяженности расправленного гигиенического изделия определяют множество зонированных участков измерений и на соответствующих участках измерений или в отношении соответствующих участков измерений производят отбор соответствующей измеряемой величины в виде количества жидкости, содержащегося в соответствующем участке измерений. Также описано устройство для осуществления вышеуказанного способа. Достигается повышение надежности оценки. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх