И ПЛЕНОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ К МНОГОКРАТНОМУ ИЗГИБУ

⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 11Следующая ⇒

Цель работы. Изучение методов и приборов для определения показателей устойчивости образцов искусственных кож и полимерных пленочных материалов к многократному изгибу.

Задания: 1. Изучить характеристики свойств материалов, методы и приборы для испытаний.

2. Провести испытания материалов и определить показатели устойчивости образцов к многократному изгибу.

3. Дать характеристику испытываемым материалам по степени устойчивости к многократному изгибу и рекомендации по их применению.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Испытания на приборе МИРЦ (рис. 9.1, а). На приборе МИРЦ проводят многоцикловые испытания на изгиб искусственных кож и пленочных материалов (ГОСТ 8578—75). Стойкость к многократному изгибу определяют на образцах, вырезанных вдоль и поперек рулона, длиной (180± 1) мм и шириной (140±1) мм.

Для каждого направления вырезают не менее трех образцов, если это не оговорено нормативно-технической документацией на материал. Образцы сшивают по длине тачным швом, расстояние шва от края (5 ± 1, 5) мм, частота стежка не менее трех на 1 см.

Рис. 9.1. Схемы узлов крепления образцов для многократного изгиба искусственных кож и пленочных материалов: а — на приборе МИРЦ: 1, 2- соответственно подвижная и неподвижная траверсы; 3 - оправка; 4, 7- винты; 5 - шток; 6 - плоская скоба; 8 - образец; б— на приборе МИДП: 1 - верхний зажим; 2 - губки зажима; 3 - нижний подвесной зажим; 4 - площадка; 5 - грузы

Прибор МИРЦ снабжен зажимами, одни из которых закреплены на неподвижной траверсе 2, а другие, противостоящие, — на траверсе 7, совершающей в процессе испытания возвратно-поступательные движения. Зажим состоит из оправки 3 диаметром (40±1) мм, на которую надевают один из концов образца 8 цилиндрической формы, и плоской скобы 6, зажимающей конец образца с помощью винта 7. При вращении головки винта 4 неподвижный зажим перемещается вверх или вниз. Каждая пара зажимов имеет шток 5, который устанавливают внутрь по оси образца для ее правильного складкообразования при сжатии. Расстояние между зажимами при заправке образцов 180 мм, длина рабочей части образца (120±1) мм. Частота перемещения подвижных зажимов (100 ±10) циклов в минуту.

В процессе испытания прибор периодически останавливают и осматривают образцы при среднем положении в местах образования гребней и впадин складок.

Интервалы И (в килоциклах) между осмотрами при нормированном показателе N стойкости к многократному изгибу вычисляют по формуле:

И=0, 2N.

Образцы искусственной кожи, предназначенные для союзки обуви, если этого требует нормативно-техническая документация, перед испытанием предварительно растягивают на раме на 3 или 5% длины рабочей части с выдержкой в этом состоянии в течение 5 ч и последующим «отдыхом» не менее 2 ч. При заправке в прибор данных образцов неподвижный зажим перемещают вверх на 3, 5 или 6 мм, что соответствует предварительной деформации образцов.

Испытания рекомендуется заканчивать при появлении крупных трещин лицевой пленки или сквозных разрушений размером 1 - 1, 5 мм, фиксируя число циклов изгиба с последующим усреднением результатов.

Вид пороков, до появления которых образец считают выдержавшим испытание, должен быть указан в нормативно-технической документации на соответствующие виды искусственных кож. Результаты испытаний заносят в табличную форму 9.1.

Испытание на приборе МИДП (рис. 9.1, б). Определение стойкости к многократному изгибу искусственных кож и пленочных материалов на приборе МИДП основано на изгибе образца вокруг зажима постоянного радиуса кривизны на заданный угол в каждую сторону от вертикального положения (двойной перегиб). На образец действует постоянная растягивающая нагрузка.

Испытание проводят на образцах, вырезанных вдоль и поперек рулона, шириной (10±0, 5) мм и длиной (80+0, 1) мм. Число образцов не менее шести в каждом направлении.

Узел испытания состоит из верхнего зажима 1 с губками 2 определенного радиуса (1±0, 05) мм кривизны и нижнего подвесного зажима 3 с площадкой 4 для грузов 5. Масса подвесного зажима должна быть кратна 50, но не более 200 г с погрешностью ±1 %. Число изгибов (двойных перегибов) образца (100±5) циклов в минуту. Угол поворота подвижного зажима в одну сторону составляет 150°.

Методика проведения испытаний состоит в следующем. Длину образца размечают на три участка (мм): первый 20, второй (рабочий) 45, третий 15. Измеряют толщину образца в месте изгиба на границе между первым и вторым участками. Вычисляют растягивающую нагрузку Р (Н) на образец:

Р = 100∙ F

где 100 — заданное напряжение образца при растяжении, МПа;

F- площадь поперечного сечения образца, мм².

Затем вычисляют вес груза р₁, (Н) по формуле

р₁= р - р₂

где р₂ — вес подвесного зажима, Н; р = Р.

Первый и третий участки образца заправляют в зажимы. На площадку подвесного зажима устанавливают груз т₁ масса которого обеспечивает заданное напряжение 0, 98 МПа.

Если при испытании образец под действием груза вытягивается, уменьшают длину рабочего участка так, чтобы длина образца в растянутом состоянии была не менее 45 мм.

Образец осматривают через интервалы времени, соответствующие испытанию на приборе МИРЦ.

Стойкость искусственных кож к многократному изгибу определяется числом циклов до появления следующих пороков: мелких трещин отделочной или лицевой пленки, крупных трещин, потертости, осыпания, отдушестости и сквозного разрушения. Результаты осмотра заносят в табличную форму 9.1.

Форма 9.1

Материал	Номер образца	Число изгибов п, килоциклы	Прочность, Н	U, килоциклы
До воздействия	После воздействия

Выводы: сравните полученные результаты с нормативными требованиями и дайте оценку качества исследуемых материалов.

Вопросы для самоподготовки

1. Какие показатели характеризуют стойкость материалов к многократному изгибу?

2. Какими методами определяют намокаемость плащевых тканей?

3. Какова методика определения капиллярности текстильных материалов?

Лабораторная работа 10

ПОЛУЦИКЛОВЫЕ НЕРАЗРЫВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ. ЖЕСТКОСТЬ ПРИ ИЗГИБЕ ИСКУССТВЕННЫХ КОЖ И ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОК

Задания:

1. Подготовить пробы материалов к испытанию.

2. Изучить прибор и методику определения показателей при изгибе методом консоли и методом кольца.

3. Определить характеристики свойств материалов при изгибе.

Основные понятия

Деформация материала при изгибе возникает под действием сил, направленных либо перпендикулярно его плоскости (поперечный изгиб), либо навстречу друг другу параллельно плоскости материала (продольный изгиб). Сила, действующая на материал может быть сосредоточенной на отдельном участке или распространенной по всей плоскости материала.

Жесткость при изгибе – способность материала сопротивляться изменению формы при действии внешней изгибающей силы.

Жесткость при изгибе D (Н∙ м²) выражается произведением модуля продольной упругости Е (Па) на момент инерции поперечного сечения тела относительно нейтральной оси I= b∙ h³/12(м²):

D=ЕI

b — ширина образца, м; h — толщина образца, м.

Момент инерции характеризует способность тела сопротивляться изгибу в зависимости от размеров и формы поперечного сечения.

Модуль продольной упругости Е= σ /ε, характеризуя упругие свойства твердых тел, находится в прямолинейной зависимости от напряжения σ и деформации ε .

Однако текстильные материалы, деформируясь, не подчиняются закону Гука, а упругие деформации их являются лишь частью полной деформации, соответствующей данному напряжению. Формула, приведенная выше, может быть справедлива лишь для очень малых, кратковременных нагружений текстильных материалов, при которых доля условно-упругой деформации составляет большую часть. Поэтому большинство методов оценки жесткости при изгибе текстильных материалов основано на экспериментальном определении некоторых параметров материала при изгибе, а рассчитываемые значения жесткости имеют условный характер.

Показатели жесткости при изгибе материалов играют важную роль при оценке их качества. В зависимости от значения этих показателей определяют назначение материала, модельные и конструктивные особенности одежды, технологию их изготовления.

Определение свойств при изгибе на приборе ПЖУ-12М (рис. 10.1).

Метод кольца (ГОСТ 8977—74) предназначен для определения жесткости и упругости искусственной и синтетической кожи, пленочных и клеевых материалов, пакетов одежды.

Рис. 10.1. Схема прибора ПЖУ-12М

Основу прибора составляют техни-ческие весы с коромыслом 12, левая чаша 8 имеет нажимную площад-ку 7 для передачи нагрузки на пробу, закрепленную в виде кольца на съемной площадке 6. Столик 5 подни-мается и опускается с помощью ручки 2 зубчато-реечного маховика. Шкала 4, закрепленная на оси маховика, служит для измерения высо-ты подъема столика с пробой. Зажим 3 предназначен для фиксирования столика 5 в заданном положении. Из бункера 11 на левую чашу 8 весов с помощью электродвигателя 13 и переключателя 10 ручного управления через трубку-штуцер 9 подаются металлические шарики диаметром 4, 00±0, 02 или 6, 00±0, 02 мм и массой 0, 26±0, 01 и 0, 88±0, 02 г, соответственно. Шарики из бункера в чашу весов падают с высоты 26 ±2мм; частота падения шариков массой 0, 26 г – 40±2 мин^-1. Сигнальные лампы 19 и 20 загораются соответственно при включении прибора в электросеть с помощью тумблера 17 и пуске электродвигателя.

Методика выполнения работы

Для определения жесткости материала готовят пробы: в двух взаимно-перпендикулярных направлениях: для мягких искусственных и синтетических кож и пленок — вдоль и поперек машинного направления. Число проб (если это не оговорено в нормативно-технической документации) должно быть не менее двух. Размеры проб для испытания следующие: ширина (20 ± 1) мм; длина (70+ 1), (95 ± 1) и (160± 1) мм, с учетом жесткости материала.

Перед испытанием пробу кондиционируют при нормальных условиях. Затем пробу изгибают в виде кольца лицевой стороной наружу и закрепляют с помощью пластины шириной 10±0, 2 мм на съемной площадке 6. При этом проверяют диаметр кольца в вертикальном положении: он должен быть соответственно 22, 30 и 51 мм.

Подвижной контакт 15 устанавливают в положение, соответствующее заданному прогибу пробы (при прогибе на 1/3 диаметра кольца заданный прогиб должен быть соответственно 7, 10, и 17 мм).

Перед началом испытания на левую чашу прибора помещают груз массой 100 мг, необходимый для соприкосновения нажимной площадки с кольцом, и поднимают коромысло вверх, доводят кольцо до соприкосновения с нажимной площадкой и выводят стрелку весов в нулевое положение.

Кнопкой 18 включают электродвигатель подачи шариков и нагружают чашу весов шариками до момента автоматического выключения электродвигателя при соприкосновении стрелки 14 с подвижным контактом 15. Коромысло весов опускают и по электромагнитному счетчику 1 определяют количество шариков в чаше, подсчитывают их общую массу.

Жесткость D_и, сН, с погрешностью не более 0, 1сН рассчитывают умножением количества шариков на массу одного шарика. За показатель жесткости принимают среднее арифметическое результатов испытания трех проб.

D_и=n∙ p

где n- число шариков, шт; p – вес одного шарика, сН.

На приборе ПЖУ-12М можно определять упругость материала. Для этого при определении жесткости пробу, достигшую заданной деформации (прогиба кольца), выдерживают в течение 30 с под нагрузкой. По шкале 16 отмечают положение стрелки 14, тем самым определяя полную деформацию пробы (кольца).

Затем пробу разгружают, столик опускают, одновременно опускают и коромысло весов, ссыпают шарики в бункер. После 30 с отдыха пробы, столик поднимают на прежнюю высоту по шкале 4. На левую чашу весов помещают груз массой 100 мг, необходимый для соприкосновения нажимной площадки с отрелаксированной пробой (кольцом).

На шкале деформации отмечают значение деформации (прогиба) пробы после отдыха.

Упругость Y, %, определяют по формуле:

Y = 100 (H₀- H₁) / H₀,

где H₀– прогиб пробы материала на заданную величину при действии силы Р_и,, мм; H₁ –значение прогиба пробы после распрямления, мм.

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

k_р = D_и_прод/ D_и_попер,

Результаты испытаний на приборе ПЖУ-12 и расчета продольных и поперечных проб заносят в табличную форму 9.2.

Форма 9.2

Вид пробы направление	Число шариков в чашке	Масса одного шарика, г	Жест-кость, D_и сН	Коэффи-циент жесткости, К_Р	Прогиб пробы H₀, мм	Прогиб пробы после распрямления H₁, мм	Упру-гостьY, %
Продольное поперечное

Прибор ПТ-2 (рис. 10.2). Метод консоли (ГОСТ 10550-93) предназначен для определения жесткости при изгибе тканей, трикотажных и нетканых полотен, комплексных (дублированных) материалов, искусственой кожи и пленочных материалов.

Предварительно готовят по 5 продольных и поперечных пробных полосок размером 160х30 мм каждая. Взвешиванием определяют массу 5 пробных полосок в граммах, отдельно продольных и поперечных, с погрешностью 0.01 г. Пробу 6 укладывают симметрично по шкале 9 лицевой стороной вверх на опорную горизонтальную площадку 6, совмещая при этом наружный край пробы и площадки.

Рис. 9.3. Схема прибора ПТ-2

В центре пробу закрепляют грузом 8 шириной 2 см и массой 500 г. средняя часть опорной площадки 6 неподвижна, а ее боковые участки могут плавно и равномерно опускаться с помощью механизма 2, включаемого кнопкой 1. при опускании боковых участков опорной площадки концы пробы концы пробы начинают прогибаться и в какой-то момент отделяются от опускающихся боковых участков. По истечении 1 мин с момента отделения концов пробы от поверхности боковых участков опорной площадки с помощью указателей прогиба линейки 4, перемещающейся винтом 3, по школам 5 измеряют с погрешностью не более 1 мм прогибы концов пробной полоски. За окончательный результат принимают среднее арифметическое 10 определений прогиба пробной полоски с погрешностью на более 0, 1 мм.

Жесткость EI, мкН· см², вычисляют отдельно для проб продольного и поперечного направления по формуле:

EI = 42046 m/A,

где m-масса 5 пробных полосок; г,

А - функция относительного прогиба f₀, определяемая по табл. 10.1.

Относительный прогиб f₀вычисляют по формуле:

f₀= f / l = f / 7,

где f – окончательный прогиб проб;

l – длина свешивающихся концов проб, равная 7 см.

Коэффициент жесткости K_EI материала определяют как отношение величин жесткости в продольном EI _проди EI _поперпоперечном направлениях:

K_EI = EI_прод / EI_попер

Результаты испытаний на приборе ПТ-2 заносят в таблицу форма 10.2.

Таблица 10.1

f₀	A	f₀	A	f₀	A	f₀	A
0.01	0.08	0.26	2.22	0.51	5.28	0.76	13.34
0.02	0.16	0.27	2.32	0.52	5.44	0.77	14.04
0.03	0.24	0.28	2.41	0.53	5.62	0.78	14.79
0.04	0.32	0.29	2.51	0.54	5.79	0.79	15.63
0.05	0.40	0.30	2.60	0.55	5.97	0.80	16.57
0.06	0.48	0.31	2.70	0.56	6.15	-.81	17.65
0.07	0.56	0.32	2.80	0.57	6.34	0.82	18.92
0.08	0.64	0.33	2.90	0.58	6.54	0.83	20.43
0.09	0.72	0.34	3.00	0.59	6.74	0.84	22.26
0.10	0.80	0.35	3.10	0.60	6.96	0.85	24.53
0.11	0.88	0.36	3.21	0.61	7.18	0.86	27.35
0.12	0.96	0.37	3.31	0.62	7.42	0.87	30.92
0.13	1.04	0.38	3.48	0.63	7.66	0.88	35.49
0.14	1.12	0.39	3.54	0.64	7.46	0.89	41.17
0.15	1.21	0.40	3.66	0.65	8.24	0.90	48.46
0.16	1.29	0.41	3.79	0.66	8.56	0.91	57.70
0.17	1.38	0.42	3.92	0.67	8.90	0.92	69.40
0.18	1.47	0.43	4.06	0.68	9.27	0.93	84.14
0.19	1.56	0.44	4.19	0.69	9.66	0.94	102.16
0.20	1.66	0.45	4.34	0.70	10.08	0.95	125.81
0.21	1.75	0.46	4.49	0.71	10.54	0.96	154.60
0.22	1.84	0.47	4.64	0.72	11.08	0.97	190.24
0.23	1.94	0.48	4.79	0.73	11.55	0.98	234.14
0.24	2.03	0.49	4.95	0.74	12.10	0.99	288.00
0.25	2.13	0.50	5.11	0.75	12.70	-	-

Форма 10.2

Вид пробы	Масса 5 проб m, г	Прогиб, см	А	Жесткость EI, мкН· см²	Коэффициент жесткости, K_EI
					f_ср	f₀
По основе По утку

Выводы: Проанализировать соответствие материала нормативным требованиям по жесткости. Дать рекомендации по его использованию в производстве одежды.

Вопросы для самоподготовки

1. Какие основные параметры структуры текстильных материалов влияют на показатели жесткости?

2. В чем состоят основные принципиальные различия приборов, применяемых для определения жесткости материалов?

3. Каков принцип работы приборов ПЖУ-12М и ПТ-2?

4. Каковы показатели жесткости для искусственных кож и пленочных материалов различного назначения?

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 6 7 8910 11 Следующая ⇒

Последнее изменение этой страницы: 2017-03-14; Просмотров: 1076; Нарушение авторского права страницы