Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Методы оценок потребительских свойств материалов и конструкций узлов швейных изделий при инженерном конфекционировании

Туханова В. Ю., Тихонова Т. П., Федотова И. В.,

4. Методы оценки жесткости при изгибе

Жесткость швейных материалов характеризуется способностью сопротивляться упругим деформациям. Определяется она, в основном, при изгибе.

Жесткость при изгибе вычисляют по формуле:

Dи = Eи∙I, (4.1)

При определении свойств материалов при изгибе применяют различные методы испытания: метод кольца; метод консоли; метод опоры пробы на двух опорах; метод продольного изгиба; определяют драпируемость и несминаемость материалов. Выбор метода испытаний зависит от вида материала и его назначения в изделии [75].

ГОСТ 10550-93. Материалы текстильные. Полотна. Методы определения жесткости при изгибе [4]. Настоящий стандарт распространяется на материалы для одежды – ткани, трикотажные и нетканые полотна, искусственный мех и дублированные материалы; текстильно-галантерейные изделия (ленты и тесьму) и устанавливает следующие методы определения жесткости:

– определение жесткости при изгибе под действием собственной силы тяжести без принудительной деформации пробы (консольный бесконтактный метод и метод переменной длины);

– определение жесткости под действием сосредоточенной нагрузки с принудительной деформацией пробы (метод кольца).

Определение жесткости по консольному бесконтактному методу проводят для материалов, имеющих абсолютный прогиб 10 мм и более (f > = 10 мм); по методу кольца – для материалов, имеющих абсолютный прогиб менее 10 мм (f < 10); по методу переменной длины – для материалов, имеющих абсолютный прогиб более 60 мм (f > = 60 мм).

Применение метода определения жесткости предусматривается в нормативно-технической документации на конкретный вид ткани в зависимости от условий эксплуатации.

ГОСТ 29104.21-91. Ткани технические. Методы определения жесткости при изгибе [38]. Настоящий стандарт распространяется на технические ткани и устанавливает методы определения жесткости при изгибе.

Сущность консольно-контактного метода заключается в определении изгибающего момента, необходимого для прогиба элементарной пробы ткани под действием собственного веса, отнесенного к кривизне единицы площади элементарной пробы. Сущность метода кольца заключается в определении нагрузки, необходимой для прогиба согнутой в кольцо элементарной пробы ткани на 1/3 его диаметра. Применение метода предусматривается в нормативно-технической документации на конкретный вид ткани в зависимости от условий эксплуатации.

ГОСТ 12.4.090-86. Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты. Метод определения жесткости при изгибе [8]. Настоящий стандарт распространяется на специальную защитную одежду, изолирующие костюмы, средства защиты рук и головы и устанавливает метод определения жесткости при изгибе швов и материалов, применяемых для их изготовления. Сущность метода заключается в определении максимальной величины усилия, необходимого для изгиба швов и материалов. Метод предназначен для определения жесткости при проектировании изделий.

Отбор проб. Для проведения испытания материалов из точечных проб вырезают по пять элементарных проб длиной (9,0 ± 0,1) см и шириной (3,0 ± 0,1) см в продольном и поперечном направлениях.

Для проведения испытания швов из точечных проб материалов вырезают по пять элементарных проб длиной (18,0 ± 0,1) см, шириной (4,0 ± 0,1) см в продольном и поперечном направлениях.

Аппаратура. Для проведения испытания применяют: прибор ПЖШ-2 (рис. 4.1) и осциллограф типа Н-117/1 для фоторегистрации процесса изгиба элементарной пробы по нормативно-технической документации.

Рис. 4.1. Прибор ПЖШ-2: 1 – конечные выключатели; 2 – тензорезистор; 3 – упор для фиксирования неподвижного кронштейна; 4 – неподвижный кронштейн с зажимом; 5 – испытуемая проба; 6 – подвеска с грузами; 7 – клавиша настройки; 8 – клавиша диапазона усилий; 9 – резистор настройки диапазона нагрузок «до 500 мН»; 10 – резистор настройки диапазона нагрузок «до 2500 мН»; 11 – резистор настройки «О» микроамперметра; 12 – клавиша «пуск»; 13 – клавиша «возврат»; 14 – клавиша включения питания; 15 – клавиша включения осциллографа; 16 – микроамперметр; 17 – ручка механического перемещения подвижного кронштейна; 18 – подвижный кронштейн с зажимом; 19 – асинхронный двигатель типа РД-09; 20 – привод подвижного кронштейна

Подготовка к испытанию. Подготовленные элементарные пробы материалов для испытания швов разрезают на две равные части, их продольные стороны соединяют швом и приутюживают. Требования к изготовлению швов – по ГОСТ 29122-91 [39]; номер швейных игл – по ГОСТ 22249-82 [26]. Элементарная проба шва в готовом виде должна быть длиной (9,0 ± 0,1) см и шириной (3,0 ± 0,1) см.

Жесткость шва и материала при изгибе определяют при помощи микроамперметра (экспресс-метод) или осциллографа, позволяющего одновременно проводить научные исследования процесса изгиба.

Испытуемую элементарную пробу 5 заправляют лицевой стороной к работающему сначала в зажим неподвижного, а затем подвижного кронштейна 18. Неподвижный кронштейн при этом фиксируется упором 3.

Заправленную элементарную пробу приводят в свободное состояние, для чего освобождают неподвижный кронштейн от упора и вращением ручки механического перемещения подвижного кронштейна 17, устанавливают ноль на микроамперметре.

Определение жесткости шва и материала при помощи микроамперметра

1. Автоматическим перемещением подвижного кронштейна элементарную пробу шва или материала сжимают до изгиба и образования складки.

2. За результат испытания принимают величину максимального отклонения стрелки микроамперметра в момент образования складки.

Определение жесткости шва и материала при помощи осциллографа

1. Перед началом испытания устанавливают ноль на микроамперметре прибора ПЖШ-2 и осциллографе.

2. За результат испытания принимают максимальную высоту кривой в момент образования складки совмещением ее с тарировочным графиком.

3. После снятия показания с микроамперметра или осциллографа нажатием на клавишу «возврат» подвижный кронштейн переводят в исходное состояние.

Обработка результатов. Величину усилия, необходимого для изгиба элементарной пробы Риз в миллиньютонах вычисляют по формуле:

Риз = K∙Р, (4.2)

где K = 9,81; Р – величина усилия, гс.

За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов испытания пяти элементарных проб швов или материалов отдельно в продольном и поперечном направлениях. Допустимое отклонение от среднего значения не должно превышать 10 %. Вычисления производят с погрешностью до 0,1 мН с последующим округлением до целого числа.

ГОСТ 8977-74. Кожа искусственная и пленочные материалы. Методы определения гибкости, жесткости и упругости [55]. Настоящий стандарт распространяется на искусственные и синтетические кожи, переплетные материалы, клеенку столовую и на полимерные пленочные материалы бытового назначения и устанавливает методы определения гибкости методом плоской петли (метод А), жесткости и упругости методом кольца (метод Б).

Упругость – отношение величины распрямления согнутой в форме кольца элементарной пробы после снятия нагрузки к заданной величине прогиба при определении жесткости.

Гибкость – высота петли, образованная полоской материала при соединении вместе двух концов полоски и прижатии этих концов грузом.

Исследователями [90] этот метод был усовершенствован путем использования проб разной формы и повышения информативности отдельного эксперимента за счет применения большего числа количественных показателей. Разработанный ими метод предусматривает использование как стандартных проб прямоугольной формы, которые сгибаются в кольцо и крепятся на специальной съемной площадке, так и проб крестообразной формы. Их выкраивают из образца материала по размерам, указанным в табл. 1.7, которые выбирают в зависимости от жесткости материала и чувствительности измерительного устройства.

Таблица 4.1

Параметры проб для определения жесткости на изгиб

Примечание. *Ширина каждого лепестка 20 мм соответствует ширине прямоугольной пробы.

Патент РФ 2163017. Способ определения жесткости текстильных материалов при изгибе [81]. Способ определения жесткости текстильных материалов при изгибе, по которому испытуемую пробу располагают на опорной площадке, прижимают грузом к неподвижной части опорной площадки, измеряют прогибы концов пробы после опускания подвижной части опорной площадки и отделения пробы от нее, а по относительной стреле прогиба и массе рассчитывают жесткость, отличающийся тем, что в качестве пробы используют образец в форме «ромашки», лепестки которой размером 30×70 мм имеют разные направления, характерные для кроя деталей одежды, а жесткость определяют по формуле, в которой масса пяти стандартных проб выражена через поверхностную плотность материала:

В = 1009∙Мs/А, (4.3)

Способ отличаюется тем, что направления лепестков соответствуют 15, 30, 45, 60, 75, 90 ... 345° к продольному направлению материала.

Патент РФ 2267784. Способ определения свойств материалов текстильной и легкой промышленности при изгибе [85]. Способ определения свойств материалов текстильной и легкой промышленности при изгибе, по которому образец из испытуемого материала подвергают изгибу и определяют условную жесткость, снимают изгибающее усилие и определяют условную упругость, отличающийся тем, что подвергают изгибу образец выбранной формы (согнутый в кольцо прямоугольный образец или объемный образец) и в процессе изгиба определяют через заданные интервалы времени значение силы сопротивления образца изгибающему усилию, значение прогиба образца и время с момента приложения изгибающего усилия к образцу, по которым определяют характеристики процесса изменения жесткости: зависимость жесткости материала Р (гс) от времени τ (с), записанная в форме таблиц зависимость жесткости материала Р (гс) от величины прогиба образца λ (мм), записанная в форме таблицы, и работа А (Дж), затрачиваемая на изгиб, которую определяют одним из приближенных методов интегрирования по всем аргументам таблицы зависимости Р (λ).

Резюме

Различные способы на определение жесткости при изгибе в различных видах одежды подтверждают, что она является важной характеристикой при проектировании. Для бесконсольного бесконтактного метода определения жесткости и методу переменной длины используют прибор ПТ-1 и ПТ-2. Испытания по методу кольца проводят на приборе типа ПЖУ-12М, ПЖУ-12-2М.

Вопросы для самопроверки

1. Опишите методы определения жесткости.

2. Раскройте различия между показателями жесткости и упругости.

3. Суть патентных изобретений определения жесткости?