Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


ПРАКТИКУМ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПОЛИМЕРНО-ПЛЕНОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИя И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ А.Н. КОСЫГИНА

(ТЕХНОЛОГИИ. ДИЗАЙН. ИСКУССТВО»

(ФГБОУ ВО «РГУ им. А.Н. Косыгина»)

 

 

Бесшапошникова В.И.

 

 

ПРАКТИКУМ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПОЛИМЕРНО-ПЛЕНОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

И ИСКУССТВЕННОЙ КОЖИ

Учебное пособие

 

Допущено к изданию редакционно-издательским

советом университета в качестве учебного пособия для подготовки бакалавров и магистров по направлениям

27.03.01, 29.04.02.

 

 

Москва - 2017

 

УДК [67: 001](075)

Б 53

 

Б 53 Бесшапошникова В. И. практикум оценки качества полимерно-пленочных материалов и искусственной кожи. Учебное пособие. – М.: МГУДТ, 2017. – 94 с. ISBN

 

Рецензенты:

 

- заведующий кафедрой физики ФГБОУ ВО «Российский государственный университет имени А.Н. Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство» док.техн.наук, профессор С.В. Родэ.

- заведующий кафедрой экономики ФГБОУ ВО «Российский государственный социальный университет», кан.техн.наук, доцент В.Ш. Хетагурова.

 

 

В учебном пособии рассмотрены приемы и способы обработки статистической информации с применением программных средств ПК. Учебное пособие содержит теоретические основы обработки информации с использованием программного обеспечения персональных компьютеров. Практические приемы обработки статистической информации в графических и аналитических программах средств ПК представлены в 8 лабораторных работах по 3 основным темам дисциплины. Рассмотрены примеры и подготовлены задания для самостоятельной работы студентов, дана методика и алгоритм проведения работ с применением программного обеспечения ПК. Учебное пособие предназначено для обучающихся по направлениям подготовки 27.03.01 Стандартизация и метрология и 29.04.02 Технологии и проектирование текстильных изделий, всех форм обучения. Учебное пособие будет использоваться при изучении дисциплины «Практикум по стандартизации и сертификации с применением ПК», в научно-исследовательской работе, дипломном и курсовом проектировании.

 

УДК [001: 67](075)

Подготовлено к печати на кафедре «Материаловедение и товарная экспертиза»

Печатается в авторской редакции

  СОДЕРЖАНИЕ стр.
     
  Тема 1. Инструкция по технике безопасности в лабораториях материаловедения Общие указания к выполнению лабораторных работ Лабораторная работа 1 Требования к качеству искусственных кож и полимерных плёночных материалов      
  Лабораторная работа 2 Подготовка проб к испытанию и определение относительной влажности и температуры воздуха Лабораторная работа 3 Определение линейных размеров, объема и массы искусственной кожи и полимерной пленки        
Тема 2. Определение механических свойств искусственных кож Лабораторная работа4 Определение полуцикловых характеристик свойств материалов при одноосном растяжении до разрушения      
  Лабораторная работа 5 Определение характеристик свойств материалов при одноосном растяжении без разрушения      
  Лабораторная работа 6 Определение характеристик свойств искожи и пленок при пространственном растяжении      
  Лабораторная работа 7 Определение характеристик свойств искусственных кож при раздирании      
  Лабораторная работа 8 Определение характеристик свойств искусственных кож при расслаивании    
  Лабораторная работа 9 Определение устойчивости искусственных кож и пленочных материалов к многократному изгибу      
  Лабораторная работа 10 Полуцикловые неразрывные характеристики. Жесткость при изгибе искусственных кож и полимерных пленок      
Тема 3. Определение физических свойств искусственных кож и пленочных материалов Лабораторная работа 11 Определение гигроскопических характеристик мягких искусственных кож Лабораторная работа 12 Определение морозостойкости и термослипаемости мягких искусственных кож Список рекомендуемой литературы………………………….        
  Приложения…………………………………………………….    
           

ИНСТРУКЦИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

В ЛАБОРАТОРИЯХ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

 

В лабораториях материаловедения находится оборудование, работающее под напряжением 220 и 380 В и имеющее движущиеся и вращающиеся части, а также используются нагревательные приборы, кислоты, щелочи и другие химические вещества. Таким образом, возникает опасность поражения электрическим током, механическое получение травмы и попадание кислот и щелочей на открытые участки тела. Поэтому при выполнении лабораторных работ студенты должны соблюдать правила техники безопасности.

Проводя испытания материалов химическими методами, необходимо наливать реактивы очень осторожно, не наклоняясь над сосудом. Помните, что для получения разбавленного раствора кислоты осторожно кислоту льют в воду, непрерывно размешивая раствор. Недопустимо лить воду в кислоту. Если на кожу попала кислота, пораженное место надо немедленно промыть водой, а затем слабым раствором соды. Если на кожу попала концентрированная щелочь, то пораженное место также промывают водой до тех пор, пока кожа не перестанет быть скользкой, и обрабатывают 5%-м раствором борной кислоты.

Включать электрические приборы следует только в сеть, соответствующую их напряжению, убедившись в наличии их заземления, после изучения принципа их работы и в присутствии преподавателя или лаборанта. Нельзя оставлять прибор во время работы без присмотра. Не разрешается прикасаться одеждой или браться руками за детали приборов, находящихся в движении. По окончании работы прибор следует отключить от электросети.

Электронагревательные приборы ставятся на теплоизоляционные подложки. Не допускается излишний нагрев прибора. При возникновении пожара следует вызвать пожарную команду, принять меры к тушению пожара, отключить электросеть, организовать спасение людей и материальных ценностей. Поэтому каждый работающий в лаборатории должен знать, где находятся средства противопожарной безопасности и как их использовать в случае необходимости.

Студенты допускаются к выполнению лабораторных работ только после прохождения инструктажа по безопасности труда и пожарной безопасности согласно инструкциям, утвержденным для лаборатории материаловедения. Результаты инструктажа оформляются документально. Каждый студент расписывается в журнале регистрации инструктажа.

Перед началом работы студенты обязаны:

придать одежде рабочий вид, застегнуть все пуговицы, заправить рукава, заколоть волосы; получить разрешение на проведение лабораторной работы у преподавателя или лаборанта; убедиться, что прибор заземлен; убедиться, что вращающиеся части прибора закрыты кожухом; убедиться, что напряжение сети соответствует напряжению прибора.

Во время работы студенты обязаны:

соблюдать правила эксплуатации установок и приборов;

учитывать указания преподавателя или лаборанта;

не изменять режимов работы оборудования;

следить за тем, чтобы не касаться движущихся частей прибора;

не размещать на оборудовании посторонних предметов;

в случае каких-либо отклонений от нормальной работы (треск, горелый запах, искрение, температурный нагрев и др.) необходимо немедленно выключить прибор и сообщить об этом преподавателю или лаборанту;

при работе с химическими реактивами необходимо соблюдать повышенную осторожность и пользоваться резиновыми перчатками.

После работы необходимо: выключить оборудование и отсоединить от электросети; убрать свое рабочее место; предупредить преподавателя об окончании работы и сдать приборы преподавателю.

Лабораторная работа 1

ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ИСКУССТВЕННЫХ КОЖ И ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЁНОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

Качество продукции - это совокупность свойств продукций, обусловливающих её пригодность удовлетворять определённые потребности в связи с её назначением.

Контроль качества продукции — проверка соответствия её показателей установленным требованиям. При контроле качества продукции показатель сравнивают с базовым, обычно с нормативом государственных стандартов, технических условий или других документов.

Определение показателей свойств материалов также широко используется в научно-исследовательской; работе при сравнении между собой различных материалов.

Искусственные кожи и плёночные материалы должны удовлетворять широкому спектру требований, среди которых наиболее общими являются определённые физико-механические показатели свойств.

Физическими называют такие свойства материала, которые характеризуют его структуру и отношение к недеформирующим воздействиям (плотность, паропроницаемость, гигроскопичность, намокаемость и др.).

Механическими считают такие свойства материала, которые показывают отношение к действию различных прилагаемых к нему механических усилий (разрушающее напряжение при растяжении, удлинение при разрыве, твердость, жесткость и др.).

Материалы, у которых показатели механических свойств одинаковы во всех направлениях, являются изотропными. Если показатели свойств образцов материалов, вырубленных в различных направлениях, отличаются, то такие материалы - анизотропные.

Анизотропия свойств искусственной кожи и пленочных материалов обусловлена, например, ориентацией макромолекул полимера в направлении каландрования (резина, плёнки) или анизотропией основ (мягкие искусственные кожи). В указанных случаях механические свойства (разрушающее напряжение, удлинение при разрыве, жесткость и ряд других показателей) в долевом и поперечном направлениях будут различны.

Важными свойствами материала является его ширина, толщина и масса (поверхностная плотность).

Для анализа физико-механических свойств искусственных кож и плёночных материалов используют методы физико-механических испытаний, которые являются одной из самых распространённых форм лабораторных исследований.

Кроме общих требований к различным видам искусственных кож и плёночных материалов, предъявляются специфические требования в зависимости от назначения материала и условий его эксплуатации. Например, для плёнок, предназначенных для надувных игрушек, нормируется показатель «воздухопроницаемость», для светотехнических — коэффициенты пропускания, отражения и рассеяния.

Показатели свойств материалов выражаются в единицах международной системы «СИ», однако в промышленности искусственных кож и плёночных материалов существуют некоторые традиционные единицы измерения, не соответствующие «СИ», но привычные для специалистов отрасли. Например, паропроницаемость в мг/(см •ч).

Нормируемые показатели свойств для различных видов искусственных кож и плёночных материалов приведены в табл. 1.1-1.4.

 

Таблица 1.1. Нормируемые показатели качества обувной резины

Показатель Разновидность резины
подошвенная каблучная набоечная
Плотность, г/см3 + + +
Предел прочности при растяжении, МПа + - -
Относительное удлинение при разрыве, % + - -
Относительное остаточное удлинение после разрыва, % + - -
Твердость, усл.ед + + +
Устойчивость к многократному изгибу, число изгибов + - -
Истираемость, Дж/мм3 + + +
Прочность связи резины с тканью, Н/м + - -
Сопротивление раздиру, Н/см + - -
Сопротивление прорыву, Н/мм + - -

Таблица 1.2. Нормируемые показатели качества обувного картона

Показатель Картон
Стелеч­ ный Задни- ковый Прости- лочный Геленоч- ный Для плат- форм
Плотность, г/см3 + + + +  
Предел прочности при растяжении после замачивания, МПа + + - +  
Относительное удлинение при разрыве в сухом состоянии, % + + - - -
Истираемость во влажном состоянии, мм/мин + - - - -
Жесткость, сН + + - - -
Намокаемость, % + + + +  
Влажность, % + + + +  
                 

 

Таблица 1.3. Нормируемые показатели качества поливинилхлоридной плёнки

Показатель Пленка
  Галанте- рейная Оканто- вочная Плаще- вая Свето- техническая
 
Ширина, см + + + +
Толщина, мм + + + +
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа + + + +
Относительное удлинение при разрыве, % + + + +
Жесткость, сН + + - -
Моростойкость, °С + + - -
Устойчивость, в баллах: к светотепловому воздействию, - - - +
по жесткости, + - - -
по изменению цвета + - - -
Прочность окраски и печати к + - - -
сухому и мокрому трению, баллы        
Сопротивление раздиру, даН + - + -
Сумма коэффициентов пропускания и отражения - - - +
Коэффициент рассеяния - - - +

Таблица 1.4. Нормируемые показатели качества мягкой искусственной кожи

Показатель Мягкая искусственная кожа
обувная обивочная галантерейная одежная
Толщина, мм + + + +
Поверхностная плотность, г/м2 + + + +
Разрывная нагрузка, Н + + + +
Относительное удлинение при разрыве, % + + + +
Паропроницаемость, мг/(см2 ч) + + - +
Воздухопроницаемость, см3 /(см2 ч) + + - +
Гигроскопичность, % + + - +
Истираемость, мм + + + +
Усадка после двухчасовой намокаемости, % + + + -
Жесткость, сН + + + +
Устойчивость к многократному изгибу, килоциклы + + + +
Морозостойкость, °С + + + +

Примечание. Знаки + и - означают соответственно:

+ что данный показатель нормируется;

- что данный показатель не нормируется.

 

Промышленностью выпускаются и другие виды искусственных кож и плёночных материалов, которые находят применение в различных отраслях народного хозяйства и обладают определёнными свойствами в зависимости от их назначения.

 

Лабораторная работа 2

ПОДГОТОВКА ПРОБ К ИСПЫТАНИЮ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ И ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА

Цель работы. Изучить общие правила проведения испытаний материалов

Задание. 1. Изучить правила отбора и разметки проб материалов для испытаний;

2. Определить влажность воздуха в лаборатории.

Лабораторная работа 3

Методика проведения работы

Для измерения толщины образцы специально не заготовлять, а использовать предназначающиеся для определения массы 1м2 искусственной кожи.

При определении толщины образец поместить на нижнюю измерительную площадку, при этом участок образца, находящийся в зоне действия площадок толщиномера, должен быть расположен параллельно их поверхности. Верхнюю измерительную площадку толщиномера опустить плавно без удара на образец. Показания толщиномера снимать через 1-5 с.

На каждом образце производить 3 измерения на расстоянии не менее 20мм от края и от точки другого измерения.

Обработка результатов. За результат испытания принять среднее арифметическое результатов параллельных испытаний всех образцов, вычисленное с точностью до 0, 01мм.

Результаты испытаний оформить в виде формы.3.1.

Форма 3.1

Материал Номер образца Толщина средняя по образцу, мм Толщина искусственной кожи, мм
       
       

Выводы. Сделать заключение о соответствии толщины искусственной кожи её назначению.

 

ИСКУССТВЕННЫХ КОЖ

 

Механические свойства — комплекс свойств, определяющих реакцию материала на действие внешних сил.

Под действием внешней силы материал деформируется, изменяет свои первоначальные размеры и форму. Материалы изделий легкой промышленности должны иметь заданные свойства, так как они определяют технологичность и надежность материалов при производстве и эксплуатации изделий.

При производстве изделий и эксплуатации материалы испытывают разнообразные механические воздействия, вызывающие следующие деформации: растяжения, сжатия, изгиба, среза и кручения, а также трения при соприкосновении с другой поверхностью материала. Для оценки механических свойств материалов используют большое число характеристик, знание которых позволяет осуществить рациональный выбор материалов с целью обеспечения качество и конкурентоспособность изделий легкой промышленности.

Согласно классификации проф. Г.Н. Кукина все характеристики механических свойств подразделяют на типы в зависимости от характера деформации. Показатели каждого типа подразделяют на классы в зависимости от полноты цикла механического воздействия: нагрузка-разгрузка-отдых.

Различают характеристики трех классов:

полуцикловые — однократное действие внешней силы (нагрузки);

одноцикловые — действие полного цикла (нагрузка-разгрузка-отдых);

многоцикловые — многократное действие внешней силы (нагрузка-разгрузка).

Полу- и многоцикловые характеристики свойств материалов могут быть получены с разрушением или без их разрушения, поэтому их подразделяют на подклассы: разрушающие и неразрушающие. В качестве факторов здесь выступают величина приложенной к материалу силы, продолжительность действия, температура, влажность и др.

Внутри подкласса характеристики классифицируют по видам.

 

Лабораторная работа 4

Основные понятия

 

Одноосное растяжение в материале возникает тогда, когда внешние силы, действующие на материал вдоль одной оси, направлены в разные стороны.

Основными полуцикловыми характеристиками свойств материалов при одноосном растяжении являются следующие:

абсолютное удлинение Δ ℓ, (мм) — изменение линейного размера рабочей части элементарной пробы материала при действии внешней силы: Δ ℓ = ℓ 1- ℓ, (4.1)

где ℓ 1 - длина рабочей части при действии внешней силы, которая меньше разрушающей; ℓ - длина рабочей части элементарной пробы до растяжения;

относительное удлинение ɛ (%) — относительное изменение длины рабочей части пробы материала:

ɛ = 100 ℓ 1- ℓ )/ ℓ ] = 100(Δ ℓ / ℓ ); (4.2)

напряжение σ (МПа или Па), возникающее в материале при действии внешней силы:

σ = P/F, (4.3)

где Р — действующая сила, Н; F — площадь поперечного сечения рабочей части испытываемой элементарной пробы материала, м2;

F= b•h,

где b — ширина, м; h — толщина, м;

прочность Р* (даН или Н) — максимальное значение силы, которое необходимо приложить к элементарной пробе материала для его разрушения;

абсолютное удлинение при разрыве Δ ℓ * — изменение линейного размера рабочей части элементарной пробы материала при действии разрушающей силы Р*:

Δ ℓ * = ℓ * - ℓ, (4.4)

где ℓ * — длина рабочей части в момент разрушения;

относительное удлинение при разрыве ɛ * (%) — относительное изменение длины рабочей части элементарной пробы материала при разрушении:

ɛ * = 100[(ℓ * - ℓ )/ ℓ ] = 100(Δ ℓ */ ℓ ); (4.5)

предел прочности σ *, (Па) — максимальное напряжение, предшествующее разрушению материала:

σ * = P*/F. (4.6)

Материалы, применяемые для производства изделий легкой промышленности, не подчиняются закону Гука, поэтому уравнение зависимости P= f(Δ ℓ ) (рис. 4.1) имеет вид степенной функции:

ɛ = AQп (4.7)

где А — коэффициент растяжимости материала; Q— усилие, определяемое по формуле Q= 0, 1•Р; где п—- показатель степени.

Уравнение (4.7) описывает кривую растяжения материала только при действии на материал внешней силы Р < 0, 75Р*.

Коэффициент растяжимости А для всех видов материалов определяется при действии на элементарную пробу силы Р= 10 даН. Относительная деформация ɛ при этой силе принимает значение ɛ А, и, исходя из уравнения (4.7), ɛ А численно равно А, так как при Q = 1 значение Qn = 1. Для расчета ɛ А из графика зависимости Р = f(Δ ℓ ) определяют величину абсолютного удлинения Δ ℓ А при Р= 10 даН (см. рис. 4.1). Зная Δ ℓ А, относительную деформацию вычисляют по формуле:

 

ɛ А =100• (Δ ℓ А /ℓ ). (4.8)

Если коэффициент растяжимости характеризует деформационные свойства материала при действии силы в 10 даН, то показатель степени п в уравнении (4.7) определяет изогнутость кривой относительно оси А/ и может принимать следующие значения: п > 1, п = 1, п < 1 (рис. 4.2).

Показатель степени п можно рассчитать, если прологарифмировать (4.7):

lgɛ = lgА + n•lgQ.

Тогда

п = (lgɛ - lgА) / lg Q. (4.9)

Рис. 4.1.График растяжения пробы материала

Показатель степени п определяют как среднеарифметическое нескольких показателей степени п, рассчитанных при разных значениях Q и ɛ.

Показатель степени п можно определить и графическим способом. Зная величины lgɛ и lgQ, строят график зависимости lgɛ =f(lgQ). Тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс равен показателю степени п, т. е. tgα =п.

Если показатель степени п не зависит от ширины испытываемой пробы, то коэффициент растяжимости материала А зависит от ширины испытываемой пробы. Если ширина пробы больше 10 мм, то коэффициент растяжимости материла Аb рассчитывают по следующей формуле:

 

Аb = А/bn (4.10)

 

где А — коэффициент растяжимости материла при b = 10 мм.

Характеристиками упругих свойств материалов при полуцикловых испытаниях являются:

условный модуль упругости Еу (Па или МПа):

Еу = 100 σ у/ ɛ у, (4.11)

где σ у — условное напряжение; ɛ у — условная относительная деформация материала;

условная жесткость Dy(даН или Н) — способность материалов сохранять исходные размеры при действии внешней силы:

Dy=EyF, (4.12)

где F- средняя площадь поперечного сечения элементарной пробы.

Условную жесткость материала с учетом формул (4.11 и 4.12) и при σ у = Py/F, можно вычислить по формуле:

Dy= 100(Py/ ɛ у). (4.13)

Чем выше у материала значения условного модуля упругости и жесткости, тем меньше его деформация.

Характеристиками энергетических свойств материалов при полуцикловых испытаниях являются:

работа при разрыве AR (Дж), равная площади S, расположенной под кривой графика растяжения пробы материала (рис. 4.1), и вычисляемая по формуле:

; (4.14)

удельная работа при разрыве Av (Дж/м3) или при растяжении Ат (Дж/кг), которая рассчитывается соответственно по формулам:

АVR/V; (4.15)

Am = AR/m, ( 4.16)

где V— объем рабочей зоны (V= •F, где ℓ — длина, м; F— средняя площадь поперечного сечения, м2); т — масса рабочей части элементарной пробы, г.

Масса т определяется после разрушения пробы испытываемого материала. Для этого остатки испытанной элементарной пробы вынимают из зажимов разрывной машины и отрезают части пробы, которые находились в зажимах. Массу т определяют с точностью до 0, 01 г.

Для характеристики равномерности (изотропности) механических свойств искож и пленок по площади применяют коэффициент равномерности кр:

kр = Пminmax (4.17)

где П тin и Птах - среднеарифметическое значение соответственно минимального и максимального значений любого однотипного показателя: прочности (Р*), относительного удлинения (ɛ * ), предела прочности (σ *) и др.

Рассмотренные показатели механических свойств нормируются государственными стандартами на соответствующие виды материалов.

Лабораторная работа 5

Основные понятия

 

При производстве и эксплуатации изделия на его материал крайне редко действуют усилия, равные или больше, чем разрушающие. В реальных условиях на материалы, из которых изготовлены изделия, действуют усилия, которые меньше разрушающих.

Ввиду того что материалы обладают вязкоупругими свойствами, в них возникают необратимые деформации даже при действии сил намного меньших разрушающих.

Показателями, характеризующими свойства материалов при действии вне­шних сил Р меньше разрывных Р*, т.е. при Р< Р* (σ < σ *), являются:

пластичность П (%), характеризующая способность материала принимать определенный размер (форму) после действия на материал внешней силы:

П = 100(ɛ опол), (5.1)

где ɛ 0 — относительная остаточная деформация материала после прекращения действия на пробу материала внешней нагрузки Р (напряжения σ ) и «отдыха», %; ɛ пол — относительная полная деформация пробы материала при действии заданной нагрузки (напряжения) или деформации;

полная деформацияɛ пол (%):

 

ɛ пол = 100(ℓ 1 - ℓ )/ ℓ = 100(Δ ℓ пол / ℓ ), (5.2)

 

где ℓ 1 — длина рабочей части пробы при действии Р(σ ); ℓ — длина рабочей части пробы до испытания; Δ ℓ пол — абсолютная полная деформация рабочей части пробы материала;

остаточная деформация ɛ 0 (%):

ɛ 0 = 100(ℓ 2 - ℓ )/ ℓ = 100(Δ ℓ о/ ℓ ), (5.3)

 

где ℓ 2 — длина рабочей части пробы после действия Р(σ ) и «отдыха» (пролежки); Δ ℓ о — абсолютная остаточная деформация рабочей части пробы материала;

упругость У (%), характеризующая способность материала восстанавливать исходные размеры (форму) после действия внешней силы (напряжения):

У = 100[(ɛ пол - ɛ ост) / ɛ пол)], (5.4)

или

У= 100 - П; (5.5)

Коэффициент поперечного сокращения μ, характеризующий изменение поперечного размера пробы материала при одноосном растяжении:

 

μ = ɛ поп / ɛ прод (5.6)

где ɛ поп — относительная деформация пробы в поперечном на­правлении:

 

ɛ пол = 100(b - b1)/ b, (5.7)

где b – ширина рабочей части пробы материала до растяжения; b1 - ширина рабочей части пробы при заданном значении Р; ɛ прод — относительная деформация рабочей части пробы в продольном направлении при действии заданной силы. Значение ɛ прод = ɛ пол, вычисленной по формуле (5.2).

 

Подготовка к испытанию. Общие размеры проб текстильных полотен, кож, мягких искусственных кож, меха и резин, а также методики подготовки их к испытанию при одноосном растяжении изложены в выше в лабораторной работе №1.

На пробах текстильных полотен перед испытанием на двух продольных и двух поперечных пробах проводят в центральной части рабочей зоны линию, перпендикулярную длине, размером b = (40 ±0, 1) мм при ширине пробы 50 мм, оставляя по 5 мм с каждой стороны (рис. 5.1 а).

Рис. 5.1. Форма, размеры и разметка полоски проводится перпендикулярно рабочей зоны ткани (а) и картона (б)

Форма пробы (полоски) для картонов прямоугольная, общая длина равна 140 мм, а ширина (50 ±0, 5) мм. Перед испытанием на лицевой поверхности вдоль пробы карандашом наносят три тонкие параллельные линии, из которых одна проходит посередине и две другие - на расстоянии 10 мм от нее (рис. 5.1, б). К этим линиям на расстоянии 20 мм от одного из концов полоски проводится перпендикулярная линия, от которой на расстоянии рабочей длины, равной 100 мм, проводится параллельная ей вторая линия. Точки пересечения отмечают тонкой иглой или карандашом. По этим линиям пробы устанавливают в зажимах.

Испытание проводят при скорости опускания нижнего зажима 60 мм/мин. При достижении требуемой нагрузки, равной 1, 8 кН (180 кгс), разрывную машину выключают и образец выдерживают под данной нагрузкой не менее 2 мин.

Затем образец вынимают из зажимов разрывной машины и не раньше чем через 5 мин проводят измерение рабочей длины ℓ 2 по трем продольным линиям.

Для картонов определяют пластическую деформацию:

ɛ д.п. = 100(ℓ 2 - ℓ )/ ℓ, (5.8)

Для кож верха обуви и целых шкурок меха дополнительно определяют упругую деформацию ɛ упр при напряжении 10 МПа.

При испытании кож для одежды и ремешков (проб) меха определение упругой деформации осуществляют при напряжении 5 МПа. Расчет ɛ упр проводят по формуле

ɛ упр = ɛ пол - ɛ о. (5.9)

При определении ɛ упр меха измерение длины ℓ 1 рабочей части ремешка или образца меха для расчета ɛ пол проводят после 3 мин выдержки в зажимах разрывной машины с заданным напряжением. Измерение ℓ 2 рабочей части ремешка или образца меха для расчета ɛ о проводят после 3 мин разгрузки и пролежки. Результаты измерений и расчетов заносят в форму 5.1.

Для проб кож, мягких искусственных кож на нетканой основе и меха значение усилия Ру (даН) для проведения испытаний вычисляется, исходя из заданного напряжения и средней величины площади поперечного сечения

Ру = σ •Fcp.

Для войлоков в соответствии с ГОСТ 314—72 перед проведением испытаний вычисляют требуемое усилие Ру для деформирования точечной пробы по формуле Ру = σ •F, где σ = 250 МПа (нормируемая величина), Fcp - площадь поперечного сечения, м2.

Если нельзя заранее определить требуемое усилие для деформирования пробы материала, необходимо провести предварительное полуцикловое испытание двух проб по разным направлениям до разрыва. В основном эта процедура применяется для текстильных материалов и мягких искусственных кож на текстильной основе.

При проведении испытаний регистрируют значения Δ ℓ при соответствующих Р. Результаты полуцикловых испытаний заносят в форму 5.1 и по этим данным строят графики растяжения проб материалов. Из графиков для каждой пробы определяют значение

Δ ℓ у = Δ ℓ пол = 0, 75Δ ℓ *

в продольном и поперечном направлениях и соответствующее им значение усилия Ру.

Затем вычисляют среднеарифметическое значение Ру по каждому направлению. Полученное значение Ру применяют при деформации оставшихся проб материалов для проведения испытаний.

Размеры рабочей части проб для материалов, направление вырубания (вырезания), их количество, уровень заданного усилия Ру или деформации Δ ℓ у для испытаний при определении П, У, μ приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Материал Размер рабочей части, мм Число проб на материале при направлении Действующая сила (напряжение) или
  Длина Ширина Про- дольном Попе- речном деформация
Кожа: для верха обуви           σ = 10 МПа
подкладки для одежды σ = 5 МПа
Искусственная кожа: на тканой основе Δ ℓ пол = Δ ℓ у = 0, 75 Δ ℓ *
на нетканой основе σ = 5 МПа
Все ткани, кроме шерстяных Δ ℓ пол = Δ ℓ у = 0, 75 Δ ℓ *
Ткани шерстяные Δ ℓ пол = Δ ℓ у = 0, 75 Δ ℓ *
Трикотажные полотна Δ ℓ пол = Δ ℓ у = 0, 75 Δ ℓ *
Нетканые полотна Δ ℓ пол = Δ ℓ у = 0, 75 Δ ℓ *
Войлок Ру = 25 F, Н
Картон Р= 180 даН
Мех: для ремешков σ = 5 МПа
для целых шкурок σ = 10 МПа
Синтетические материалы для низа обуви Если ɛ *> 100%, Δ ℓ у = 50 мм; Если ɛ *< 100%, то Ру = 0, 4Р*

 

Проведение испытаний. Определив экспериментально или рассчитав теоретически величину усилия Ру или деформации Δ ℓ у, приступают к проведению испытаний.

При закрытом арретире разрывной машины устанавливают требуемое расстояние между зажимами. Затем выбирают шкалу для измерения усилия. Для испытания мягких кож, трикотажа, нетканых полотен и мягких искусственных кож выбирают шкалу 0-50 даН, для испытания тканей с высокой жесткостью, картонов и резин — шкалу 0-100 даН.


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2017-03-14; Просмотров: 712; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.12 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь