Способ определения жесткости текстильного материала при деформации растяжения и изгиба

СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 1 111) ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТ ТНРЦТИЯМ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 431348/37.05,883. 12.90,осков скинА.Н. Ко(57) Изобретекстильныхприменено длления жестконых полотенформациях ра ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАТЕРИАЛАИЯ И ИЗГИБА ЖЕСТКОСТИПРИ ДЕФОРМА ся испытаний и может быть ации опредеб текстильсложных деизгиба и позкасаериалов ни т я автомат т нитей п тяж ия К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Изобретение касается испытаний текстильных материалов и может быть применено для автоматизации измерения жесткости на изгиб текстильных тканей и нитей и других текстильных материалов при сложных деформациях растяжения и изгиба.Цель изобретения - повышение точности результатов определения.На чертеже изображено устройство для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - кривые зависимостей усилие - деформация нити; на фиг. 3 - кривые зависимости усилие - удельная энергия деформации нити; на фиг. 4 - кривая зависимости жесткости от числа циклов нагружения нити(51)5 С 01 И 33/36//С 0 2воляет повысить точность результатов , определения. Предварительно прикладывают усилие растяжения к концам распрямленного образца и определяют зависимость удлинения от усилия растяженияЗатем изгибают образец матери- ала той же длины вокруг цилиндрическогс тела, прикладывают усилие растяжения к концам изогнутого образца и определяют зависимость деформации его от усилия растяжения. Путем сравнения полученных зависимостей оценивают удельную энергию изгиба, а жесткость образца рассчитывают по формуле В = 2 й 2 И,ц, где К - радиус цилиндрического тела, м; Ущ,ц - удельная энергия изгиба, Дж/м. Все операции могут производиться в автоматическом режиме с применением ЭВМ. 4 ил. Установленный неподвижно тензодатчик 1 (типа 1909 ДСТ) механи чески соединен с цилиндрическим телом 2 с радиусом кривизны Е. В данном случае К = 2 мм, Цилиндрическое тело огибается текстильным материалом, в данном случае нитью заданнойдлины Х , концы которой внизусоединейы с зажимом 4. Зажим 4 механически соединен с устройством 5 вертикального перемещения (шаговый двигатель ДШ) и подвижным токосъемником 6 стандартного реохорда 7 - датчика продольного перемещения зажима 4 с закреплен, ными в нем концами текстильной нити. Подвижный токосъемник 6 реохордаи тенэодатчик 1 электрически соЕдинены с входами измерительно-вычислительного устройства 8 (микроЭВМ 11 нИскра). Управляющий выход из 5 верительно-вычислительного устройства 8 соединен с устройством 5 продольного перемец 1 ения.Способ осуществляется следующим бразом. 10Нажатием клавиши "Пуск" микроЭВМвключается цикл измерения, При ом по команде микроЭВМ устройство вертикального перемещения пускает с заданной скоростью 15 ажим 4 с закрепленными в нем конами текстильной нити. В это время микроЭВМ опрашивает по двум входным каналам усилие и координату расяжения текстильной нити, изогнутой а цилиндрическом теле, При достижении заданной величины усилия растяения микроЭВМ переключает устройсто продольного перемещения на движеие в противоположном направлении 25 о возвращения в исходное состояние, осле этого цикл измерения повторятся. В темпе с процессом микроЭВМ обрабатывает полученную информацию,Полученная суммарная кривая Ь усилие - растяжение (усадка) (фиг, 2) включает в себя сумму двух состав,ляющих, Первая составляющая деформаЦия растяжения а определяется построением кривой уаилие - удлинение При предварительном растяжении выПрямленной текстильной нити или по Известным характеристикам растяже-. ия прямолинейных текстильных нитей, торая составляющая деформация изиба с определяется вычитанием из40 суммарной кривой первой составляющей. Геометрическая длина линии заправки нити, изогнутой на цилиндрическом теле, равна длине нити Хо в выпрямленном состоянии, Например, для указанного случая Х = цК + 1О оф где Х - длина нити в выпрямленномбсостоянии, К - радиус изгиба контрольного тела; ц - угол изгиба нити на контрольном теле; 1 р - расстоя 50 ние от центра цилиндрического тела до зажима, в котором закреплены концы нити, После разложения суммарной кривой на сумму двух составляющих микроЭВМ интегрированием первой и второй составляющих деформаций растяжения и изгиба расчитывает кривые 5 зменения удельных энергии растяже(2) где Г 1 ФХ), Е (ЛХ) - кривые усилиедеформация соответственно для деформации растяжения и деформации изгиба текстильной нити; длина нити, подвергаемой деформации изгиба наконтрольном тел е 2 К 2 Ъ, (3 изгиб, Н м 2ия деформаци где В - жесткость на11 рц - удельная энергииз гиба, Лж/м;К - радиус изгиба, м, рассчитывает жесткость на изгиб нити по известной из выражения (2) удельной энергии изгиба нити, МикроЭВМ рассчитывает величину усилия растяжения Рц, при котором удельные энергии растяжения и изгиба равны Ир = И. При усилиях Р растяжения нити меньших Р преимущественная составляющая в энергообмене нити - удельная энергия изгиба нити, а при усилиях Р растяжения больших, чем Р , преимущественная составляющая - удельная энергия растяжения нити. В случае постоянного модуля упругости Е = совами растяжения нити сравнительная оценка влияния жесткости изгиба и жесткости растяжения на энергообмен нити может быть представлена в виде коэффициента влияния, учитывающего отношение удель ных энергий растяжения и изгиба Т О У усилие равного энергообмена нити при деформациях растяжения и деформациях изгиба; де Р с радиусом кривизны К.Вместе с тем микроЭВМ в соответствии с выражениемР - текущее значение усилия растяжения изогнутой на контрольном теле текстильнойнити.Практически во всем диапазоне рабочих нагрузок удельная энергия изгиба У, = Р /2 ЕЯ величина постоянная, а удельная энергия растяжения Ы= Р /2 ЕБ величина переменная, зависящая от Рт. На фиг. 2 и 3 представлены также кривые деформации изгиба Й и удельной энергии изгиба с, определяемые при разгибании нити во время движения устройства продольного перемещения в обратном направлении, Из экспериментальных характеристик стеклянной комплексной нити (фиг. 3), изгибаемой и-растягиваемой на контрольном теле с радиусом изгиба 2,5 мм, линейная плотность которой 36 текс, определены жесткость на изгиб при сгибании В = 1,110 Н м и разгибании В = 0,9 А х 10 О Н м стеклянной нити, удельная деформация изгиба при сгибании Ъ ри = 0,810 Дж/м и разгибании И= 0,65 10 Як/м стеклянной нити, а также усилие равного энерго- обмена нити Р = 126 сН, Практическиеоиспытания показали высокую точность предлагаемой энергетической .оценки жесткости на изгиб (3%) по сравнению с известными (15-257) при сложных деформациях растяжения и изгиба,При многократном повторении циклов нагружения и разгрузки может быть получена кривая изменения жесткости нити от числа циклов (фиг, 4).Формула изобретенияСпособ определения жесткости текстильного материала при деформации растяжения и изгиба, заключающийся визгибе образца вокруг цилиндрического тела, приложении усилия растяжения к концам изогнутого образца, определении зависимости деформации отусилия растяжения и определении по нейжесткости на изгиб, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения точности результатов определения,предварительно прикладывают усилиерастяжения к концам распрямленного образца, определяют зависимость удлинения от усилия растяжения и оцениваютудельную энергию изгиба путем срав нения полученных зависимостей, приэтом жесткость рассчитывают по формулеВ = 2 К 2 йя и,30где К - радиус цилиндрического тела, м;1 ц - удельная энергия изгиба,Дж/м,Ъ)оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 ЗакВНИИП осударстве1,Составитель Г. Техред Л.ОЛийн Тираж 515 Подписноеного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 035, Москва, Ж, Рауиская наб., д. 4/5