Способ определения релаксационных свойств материалов при сдвиге



Способ определения релаксационных свойств материалов при сдвиге
Способ определения релаксационных свойств материалов при сдвиге
Способ определения релаксационных свойств материалов при сдвиге

 


Владельцы патента RU 2549497:

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

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 текстильному материаловедению и предназначено для объективной оценки релаксационных свойств материалов при сдвиге по характеристикам:

- падение усилия в процессе выдерживания образца под нагрузкой (ΔP, cH);

- резильянс - отношение работы восстановления после сдвига к работе сдвига (R).

Наиболее близким к заявленному способу является «Способ определения формовочных свойств» [1].

Существующий способ предусматривает определение формовочных свойств ткани, характеризующихся изменением угла Θ(град) между нитями основы и утка до появления диагональной складки, зависимостью изменения угла Θ от усилия сдвига (F, H) и работой (А, Дж), затрачиваемой на изменение угла между нитями. Релаксация сдвига нитей ткани определяется площадью гистерезисной петли.

Однако этот способ не позволяет оценить поведение материалов в нагруженном состоянии и провести сравнительный анализ релаксационных свойств материалов из-за отсутствия относительных характеристик сдвига.

Техническим результатом заявленного способа является повышение информативности оценки релаксационных свойств и расширение технологических возможностей за счет введения новых характеристик.

Способ реализуется на устройстве [2] и осуществляется следующим образом: образец материала прямоугольной формы закрепляют в нижнем неподвижном зажиме и верхнем подвижном зажиме, который может совершать возвратно-поступательное движение в горизонтальной плоскости (фиг.1). К верхнему зажиму прикладывается сдвигающее усилие и в процессе сдвига определяют значения силы (P), измеряемой с помощью датчика силы, и значения перемещения (l), измеряемой с помощью датчика перемещения (фиг.2). Испытания идут до появления диагональной складки, после чего образец выдерживается 15 минут в нагруженном состоянии. Затем образец возвращается в исходное положение с записью обратного процесса для определения работы восстановления после сдвига.

Работа сдвига и работа восстановления определяются одним из приближенных методов интегрирования (метод трапеций, метод Симпсона) по всем аргументам полученной зависимости РСДВ (l). Время выдерживания образца в нагруженном состоянии выбрано в соответствии с ГОСТ 19204 [3].

Релаксационные свойства характеризуются падением усилия в состоянии сдвига и резильянсом [4], определяемым отношением работы восстановления к работе сдвига:

1. Падение усилия в образце (ΔP, %) характеризует релаксацию усилия (напряжения) материалов в состоянии сдвига (фиг.3):

где P1 - максимальное усилие, предшествующее появлению диагональной складки, cH;

P2 - усилие после выдерживания образца в нагруженном состоянии, сН.

2. Резильянс (R) - отношение величин работы восстановления после сдвига к работе сдвига материала:

Резильянс (обратимость) характеризует способность материала к накоплению упругой энергии при сдвиге и восстановлению после сдвига (релаксация деформации), проявляющуюся во времени.

Преимуществами предлагаемого способа является возможность оценки релаксационных свойств и способности материала к восстановлению первоначальной формы после сдвига и также изучение информации о материале для прогнозирования формоустойчивости швейных изделий еще на этапе их проектирования. Чем меньше падение напряжения в материале и ближе значение резильянса к единице, тем выше формоустойчивость материала.

Предложенные относительные характеристики позволяют проводить сравнительный анализ свойств разных материалов, расширяют информацию о технологических свойствах материалов и их способности к переработке. Они могут быть использованы для прогнозирования формоустойчивости швейных изделий еще на этапе их проектирования и для обоснованного конфекционирования материалов для одежды с целью обеспечения выпуска конкурентоспособных швейных изделий.

В таблице приведены результаты испытаний разных материалов на сдвиг существующим способом (прототип) и предлагаемым.

Вид материала Прототип Предлагаемый способ
F, H Угол при появлении диагональной складки Θ, град А, Дж Р, сН Падение усилия (релаксация усилия), ΔP, % АСДВ; мкДж АВ, мкДж ΔА, мкДж R
Чистольняная ткань полотняного переплетения 0,76 5,0 0,004 75,88 3 3976,38 2397,69 1578,69 0,60
Льнохлопковая костюмная ткань мелкоузорчатого переплетения 0,42 5,0 0,002 42,35 4 1679,04 913,33 765,71 0,54
Плетеное полотно из полос чистольняной ткани полотняного переплетения 0,27 5,0 0,001 27,65 5 968,10 844,26 123,84 0,87

Список источников

1. Пат. 2281499, Российская Федерация, МПК G01N 33/36. Способ определения формовочных свойств / Смирнова Н.А., Лапшин В.В., Морилова Л.В. [и др.]; заявитель и патентообладатель Костромской гос. технол. ун-т. - №2004122309/12; заяв. 27.01.2006; опубл. 10.08.2006, Бюл. №22. - 4 с.: ил.

2. Пат. 45189, Российская Федерация, МПК G01N 3/36. Устройство для определения формовочных свойств тканей / Смирнова Н.А., Лапшин В.В., Морилова Л.В. [и др.]; заявитель и патентообладатель Костромской гос. технол. ун-т. - №2004127359/22; заяв. 13.09.2004; опубл. 27.04.2005, Бюл. №12.

3. ГОСТ 19204-73. Полотна текстильные и штучные изделия. Метод определения несминаемости. - М.: Издательство стандартов, 1985.

4. Кесвелл Р. Текстильные волокна, пряжа и ткани. - М.: Издательство научно-технической литературы РСФСР, 1960. - 564 с.

Способ определения релаксационных свойств материалов при сдвиге, по которому образец из испытуемого материала подвергают сдвигу до появления диагональной складки и возвращают в исходное состояние, определяют усилие и работу сдвига в процессе нагружения, отличающийся тем, что после сдвига образец выдерживают 15 минут в нагруженном состоянии, определяют падение усилия в образце и после возвращения в исходное состояние определяют резильянс.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для оценки деформационных свойств и раздвигаемости нитей текстильных материалов при механическом нагружении, в частности при шитье.

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.

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.

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).

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.

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.

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

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 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.

Изобретение относится к легкой промышленности и может быть использовано для комплексной оценки свойств соединений деталей швейных изделий, полученных механическими и физико-химическими способами, а также для выбора оптимальных параметров их образования. Способ заключается в построении многомерного чертежа и определении оптимизирующей области изменения технологических параметров для заданных значений показателей качества соединений путем нахождения пересечения гиперповерхности с гиперплоскостью уровня, при этом гиперповерхность задают экспериментальными данными механических свойств швов, а гиперплоскости уровня - оптимальными значениями показателей качества, причем в процессе поиска особенностей пересечения указанных гиперповерхности с гиперплоскостью уровня вначале выделяют наиболее значимые характеристики механических швов исследуемого соединения, а также технологические параметры его образования, варьируя которыми задают режимы такого соединения, затем определяют механические свойства последнего стандартными методами, получая искомый набор точек, характеризующих зависимость механических свойств исследуемого соединения от технологических параметров его образования. Достигается получение объективной оценки свойств соединений деталей швейных изделий по нескольким показателям качества одновременно, а также возможность выбора оптимальных технологических параметров их образования. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.

Группа изобретений относится к текстильной промышленности и может быть использована текстильными предприятиями для определения показателей толщины и засоренности текстильных нитей. Способ определения показателей толщины и засоренности текстильных нитей включает в себя направление текстильной нити в зону фокусировки объектива цифровой видеокамеры, получение цифрового изображения движущейся нити, формирование статичных кадров и их анализ. При этом цифровое изображение получают на фоне, имеющем эффект абсолютно черного тела. Анализ включает определение значений средних интенсивностей по столбцам пикселей, определение значений средних интенсивностей по строкам пикселей, выявление координат строки с максимальным значением средней интенсивности, построение диаграммы изменения мгновенных диаметров и диаграммы изменения сглаженных диаметров и анализ построенных диаграмм на наличие признаков, характеризующих дефекты нити. Также раскрывается устройство для определения показателей толщины и засоренности текстильных нитей. Способ и устройство для определения показателей толщины и засоренности текстильных нитей позволяют повысить точность и объективность оценки свойств текстильной нити. 2 н.п. ф-лы, 11 ил., 2 табл.

Изобретение относится к легкой промышленности и касается способа определения анизотропии свойств ткани. Сущность способа заключается в том, что на образце из испытуемого материала в форме круга радиусом 100±1 мм размечают линии в различных направлениях, например под углами 0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75°, 90°… 345° к продольному направлению. Образец подвергают эксплуатационным воздействия (мокрым обработкам или химической чистке), помещают на горизонтальную поверхность, расправляют, высушивают при комнатной температуре, подвергают влажно-тепловой обработке, после чего измеряют в размеченных направлениях линейные размеры образца и длину бахромы, образовавшейся по краям среза. Использование способа позволяет определять характеристики двух свойств ткани одновременно. 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способам оценки драпируемости меховых и кожевенных полуфабрикатов. Способ включает закрепление образца на держателе с возможностью вертикального перемещения, определение параметров проекций образца, общей драпируемости, драпируемости в продольном и поперечном направлениях. При этом в качестве испытуемого образца берется шкура без выкраивания точечной пробы, на которой определяется продольное и поперечное направление. Способ включает размещение образца на держателе; определение параметров проекции, драпируемости, которая оценивается коэффициентом драпируемости (Кдр), а также драпируемости в продольном и поперечном направлениях, которая оценивается коэффициентами (Кдр.γ и Кдр.β), рассчитанными по формулам: Кдр.γ=((180-γ)/180)*100, Кдр.β=((180-β)/180)*100, Кдр=(Кдр.γ+Кдр.β)/2; где γ - угол, сторонами которого являются проекции сторон образца в продольном направлении, β - угол, сторонами которого являются проекции сторон образца в поперечном направлении. Данный способ позволяет снизить материалоемкость, а также увеличить точность и информативность получаемых характеристик. 5 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения суммарного теплового сопротивления текстильных материалов. Предложен контрольно-измерительный прибор для определения теплотехнических параметров текстильных материалов, включающий тепловой аккумулятор, состоящий из геля в герметической упаковке, термопары с электроиндикатором и сам образец исследуемых материалов. Герметической упаковке теплового аккумулятора придана форма полого цилиндра, вокруг вертикальных стенок которого оборачивается лента, выполненная из исследуемых материалов. Тепловой аккумулятор вводится в пакет из теплозащитной пленки, размещаемый в свою очередь в прямоугольном прозрачном корпусе со съемной или открывающейся крышкой, дополнительно оснащенном системой подогрева, а также системой определения суммарного теплового сопротивления образца исследуемых материалов, устроенной из двух термопар, переключателей, проводников и электроиндикатора, в роли которого используется измеритель ЭДС. Прибор также оснащен секундомером и портативным трехфункциональным контрольно-измерительным прибором, обеспечивающим дефиницию местных метеорологических данных, в том числе барометрического давления, влажности и температуры воздуха. Технический результат - обеспечение точности и надежности результатов измерений. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу определения водостойкости материалов, таких как текстильные изделия, натуральные и искусственные кожи, ткани, нетканые материалы и покрытия, а также тестирования гидрофильности материалов, водоотталкивающих составов и пропиток, применяемых для придания им водостойкости. Осуществляют определение привеса массы образца материала после экспозиции его поверхности действию статического слоя воды или водно-солевого раствора. Воздействие отмеренным объемом жидкости проводится в пределах участка, ограниченного гидрофобным материалом, в частности тефлоновым кольцом. Обеспечивается упрощение процесса тестирования и получение высокой оценки водостойкости материала. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 пр.
Наверх