Раздел 5. механические свойства материалов

Механические свойства характеризуют способность материалов сопротивляться действию внешних механических усилий, которые могут вызывать различные деформации.

В зависимости от характера деформации все характеристики механических свойств могут быть разделены на характеристики растяжения, изгиба, сжатия, кручения.

Испытательный цикл состоит из следующих фаз: нагрузка, разгрузка, отдых

В зависимости от "полноты" испытательного цикла различают:

1. Полуцикловые характеристики (однократное действие части цикла "нагрузка"), которые могут быть разрывными и неразрывными.

2. Одноцикловые характеристики (действие однократное всего цикла) – всегда неразрывные.

3. Многоцикловые характеристики (многократное действие полного цикла) - разрывные и неразрывные.

Тема 17. Полуцикловые характеристики растяжения

Разрывные характеристики используются для оценки предельных механических возможностей текстильных материалов. Возможные виды деформаций:

одноосное растяжение;

одноосное раздирание;

двухосное растяжение;

многоосное растяжение.

Одноосное растяжение

Применяемой оборудование - разрывные машины.

Виды заправки проб материалов определяются особенностями методов испытаний:

1) стрип-метод (стандарт РФ);

2) грэб-метод (стандарт США);

3) комбинированный (стрип-грэб или полугрэб);

4) лопаткой (для трикотажа по Шалову И.И.);

5) кольцевой (для трикотажа).

Основные разрывные характеристики:

1) Разрывная нагрузка - усилие (кгс, Н), выдерживаемое пробой при растяжении до разрушения;

2) Разрывное напряжение , где - площадь поперечного сечения пробы.

При , где - площадь сечения пробы до испытания,

- "временное сопротивление". (30)

3) Удельная разрывная нагрузка - разрывная нагрузка (Н), приходящаяся на 1 структурный элемент материала , (31)

где - плотность (например, число нитей на 100 мм).

= 0,5 - при испытании тканей при ширине полоски 50 мм

= 0,25 - при испытании тканей при ширине полоски 25 мм

4) Разрывное удлинение (удлинение при разрыве) - приращение длины (мм) растягиваемой пробы к моменту разрыва. Различают:

абсолютное разрывное удлинение , мм и (32)

относительное разрывное удлинение 100, % (33)

5) Коэффициент поперечного сокращения , (34)

где - относительное сокращение по ширине;

- относительное удлинение.

Для текстильных материалов = 0,5 - 1,3

6) Работа разрыва – работа (Дж), затрачиваемая при растяжении пробы на преодоление связей в материале (между ниятми, волокнами, макромолекулами)

(35)

, дж (36)

где - коэффициент полноты диаграммы растя-

жения.

7) Характер разрушения -

Разрыв может иметь сплошной характер; быть в виде 2 - 3 надрывов края; быть в виде многочисленных мелких надрывов, что связано с особенностями структуры материала;

8) Вид диаграммы "удлинение-назрузка", записываемых самопишущими устройствами разрывных машин,

1 – х.-б. ткань

2 – льняная ткань

3 – трикотажное х.-б. полотно «гладь»

4 – холстопрошивной НМ

В общем виде зависимость напряжения от деформации имеет вид уравнения:

, (37)

где , - коэффициенты, зависящие от вида материала и его структуры.

Вид и форма кривой определяют величину коэффициента полноты диаграммы растяжения , которая, по данным Московского текстильного института, составляет

Вид материала

___________

х.-б. - ситец арт.3 0,68 0,25

х.-б. - бязь отбельная арт.50 0,43 0,35

х.-б. - мебельная арт.1251 0,50 0,27

___________

лен - парусина брезентовая 0,42 0,42

___________

Шрс - "Ударник" - костюмное трико арт.1304 0,49 0,56

___________

Шелк Крепдешин арт.1121 0,47 0,50

Плащевая капроновая 0,45 0,44

___________

По данным, представленным в работах проф. Бузова Б.А,. = 0,25 - 0,75 (ткани), 0,15 - 0,40 (трикотаж), 0,5 - 0,8 (нетканые клеевые материалы).

Зависимость разрывных характеристик от вида пробы(по грэб и стрип-методам)

(грэб) = (1,1 - 2,1) (стрип) - для тканей,

(грэб) = (1,1 - 1,4) (стрип) - для тканей,

(грэб) = (1,13 - 1,15) (стрип) - для трикотажа.

Увеличение значений по грэб-методу, который более приближен к реальным условиям эксплуатации, объясняется тем, что часть нагрузки приходится на нити, расположенные вне зажима. Однако, неровнота экспериментальных данных получаемых по грэб-методу больше, о чем свидетельствуют значения коэффициента вариации по прочности , Таким образом, при испытаниях по грэб-методу необходимо большее число испытаний. По данным G.B.Havin для х/б тканей отличие результатов по грэб- и стрип-методам зависит от поверхностной плотности тканей:

, кгс, (38)

где = 3,6 кгс (при G = 100 г/м²)

= 4,5 кгс (при G = 200 г/м²)

= 13,5 кгс (при G = 500 г/м²)

= 38,5 кгс (при G = 1000 г/м²).