Показатели физико-механических свойств материалов

Разрывная нагрузка (P_p)- усилие, выдерживаемое пробами материала при растяжении их до разрыва. Разрывная нагрузка выражается в ньютонах (Н) или деканьютонах (да Н); 1 да Н= 10 Н= 1,02 кгс.

Разрывное удлинение (удлинение при разрыве)- приращение длины растягиваемой пробы материала к моменту ее разрыва.

Абсолютную величину удлинения l_p (мм) получают как разность конечной L_к и первоначальной L₀ длин пробы.

Относительную величину удлинения материала к моменту разрыва Ԑ_p определяют как отношение абсолютной величины удлинения l_p к первоначальной длине L₀ :

, %;

Для определение разрывных характеристик при одноосном растяжении используют разрывные машины конструкции: с постоянной скоростью опускания, с постоянной скоростью возрастания усилия. Наибольшее распространение получили машины с постоянной скоростью опускания нижнего зажима, например, РТ - 250М.

Рабочие размеры элементарной пробы ткани должны быть: для шерстяных и полушерстяных тканей- 50 х 100 мм, для тканей, трикотажных и нетканых полотен- 50 х 200 мм. Элементарная проба материала, закрепленная в верхнем и нижнем зажимах машины, деформируется при равномерном опускании нижнего зажима. Показатель разрывного усилия и значение абсолютного разрывного удлинения определяют по шкалам разрывной машины в момент разрыва материала.

Жесткость при изгибе(B _EI, мкН∙см²)- способность материала сопротивляться изменению формы при действии внешней изгибающей силы. Определяется по формуле:

,

где m- масса пробной полоски(г.),

А- функция относительного прогиба f₀, определяется по табл. 4.9.1.(на стр. 175 из сп.и.и.[4]).

Относительный прогиб f₀ (мм) вычисляется по формуле:

f₀ = f / l,

где f - окончательный прогиб проб, мм;

l - длина свешивающихся концов проб, равная 7 см.

Коэффициент жесткости K_EI материала определяют как отношение величин жесткости в продольном EI _проди поперечном EI _попер направлении:

K_EI = EI _прод / EI _попер

Для определения жесткости при изгибе тканей, трикотажных и нетканых полотен, комплексных (дублированных) материалов используется прибор ПТ-2. Готовят пробы: вырезают по 5 полосок в продольном и поперечном направлении размером 160 х 30 мм. Пробы взвешивают, для определения их массы, затем каждую из проб поочередно укладывают симметрично по шкале лицевой стороной вверх на опорную горизонтальную полоску, совмещая при этом наружный край пробы и площадки. В центре пробу закрепляют грузом шириной 2 см и массой 500 г. По истечению одной минуты с момента отделения концов пробы от поверхности боковых участков опорной площадки с помощью указателей прогиба, перемещающихся винтом, по шкале измеряют прогибы концов пробной полоски.

Несминаемость- свойство материала сопротивляться смятию и восстанавливать первоначальное состояние после снятия усилия, вызвавшего его изгиб и смятие. Показатель несминаемости X(%) рассчитывают по формуле:

X= ,

где γ- угол раскрытия элементарной пробы, равный 180◦,

- результат измерения угла восстановления(град)

Для определения несминаемости материала используют прибор СМТ. К пробам, сложенным в петлю, подходят основной груз, вес которого 1,47 да Н (давление на пробу составляет 98,1 кПа, т. е. ~ 1 кгс/ см²), и в течение 15 минут пробы находятся под этим давлением. Пробы освобождают от предварительной нагрузки, осуществляется разгрузка и в течение 5 минут отдых. Спустя 5 минут измеряют угол восстановления .

Усадкой материалов(У, %) называется изменение их линейных размеров после воздействия влаги и тепла; определяется по формуле:

,

где L₁- длина(ширина)материала до усадки(мм),

L₂- длина(ширина)материала после усадки(мм).

,

.

ткань верха: ,

подкладочная ткань:

,

,

При проведении испытания из материала выкраивают пробу 300 х 300 мм. На пробы наносят контрольные метки несмываемой краской или ниточными стежками, концы которых связывают без стягивания ткани. Затем пробу замачивают в ванне при температуре воды 40±3ºC для тканей из пряжи химических волокон, для льняных и полушерстяных тканей при температуре 60±3ºC. Проба лежит в ванне, затем ее вынимают и убирают излишки воды, после пробу кладут на горизонтальную поверхность до полного высыхания.

Для определения стойкости к истиранию используют следующие характеристики: выносливость- число циклов до полного износа материала (образование дыры), или долговечность- время испытания до образования дыры; изменение какого-либо показателя: разрывной нагрузки при одноосном растяжении или продавливании, массы, воздухопроницаемости, либо других показателей при истирании до заданного числа циклов.

Изменение свойств материала при истирании П (%) определяется отношением разности показателей до и после испытания к первоначальному значению показателя:

П = 100∙(А₁- А₂) / А₁.

Для сопоставления результатов испытаний материалов с разными поверхностными плотностями используют коэффициент устойчивости к истиранию:

К _у= n / M_s,

где n- число циклов истирания до разрушения пробы материала;

M_s - поверхностная плотность материала(г/ м²).

Для определения стойкости текстильных материалов к истиранию используют следующие характеристики: выносливость - число циклов истирания до полного износа материала (образование дыры), или долговечность - продолжительность испытания до образования дыры.

Прибор ДИТ-М предназначен для определения стойкости к истиранию по плоскости хлопчатобумажных, льняных, шелковых, из химических волокон и нитей, смешанных и неоднородных тканей и льняных и полульняных тканей для спецодежды.

Для проведения испытания хлопчатобумажных, шелковых и смешанных тканей, а также тканей из химических нитей и пряжи от каждой испытываемой ткани вырезают по 10 круглых проб диаметром 27 ± 1 мм. Для испытания льняных и полульняных (смешанных) тканей от каждого испытываемого полотна вырезают две круглые пробы диаметром 85 ± 2 мм; для льняных и полульняных тканей для спецодежды вырезают 10 круглых проб диаметром 82 мм.

Стойкость к истиранию определяется выносливостью, подсчитываемой как среднее арифметическое выносливости всех проб.

Толщина ткани (D, мм) - расстояние между лицевой и изнаночной поверхностями ткани, измеренное при определенном давлении. Толщину ткани измеряют на приборах, называемых толщиномерами.

Воздухопроницаемость- способность материала пропускать воздух. Она характеризуется коэффициентом воздухопроницаемости B _p(дм³/ м²∙с), который показывает, какое количество воздуха проходит через единицу площади в единицу времени при определенной разнице давлений по обе стороны материала:

,

где V- объем воздуха, прошедшего через материал(дм³),

S- площадь материала(м²), τ- длительность прохождения воздуха(с).

Раздвигаемостью называют смещение под действием внешних сил нитей одной системы ткани вдоль нитей другой системы. Раздвигаемость нитей (да Н) является следствием малого тангенциального сопротивления(трения) между нитями, их слабого закрепления в структуре ткани. Раздвигаемость может быть результатом совместного действия усилий растяжения и давления при пропускании ткани через каландры в процессе отделки или глажения, при носке на отдельных участках одежды (в областях локтя, колена и т.п.). Часто раздвигаемость наблюдается вблизи швов, где она является результатом воздействия на нити ткани стежков строчки при растяжении деталей. Раздвигаемость нитей может оцениваться усилием давления или растяжения, вызывающим ту или иную раздвигаемость в зависимости от используемого метода определения.

Теплостойкость - способность материалов сохранять или изменять свойства при действии повышенных температур. Оценивают максимальной температурой, при которой наблюдаемые изменения физико-механических свойств носят обратимый характер.

Таблица 6 Показатели качества материалов