Материаловедение. Классификация методов испытаний материалов
 Скачать 19.7 Kb.
|
|
Федорова Анастасия, ЛТО-118 Классификация методов испытаний материалов Характеристики свойств материалов при одноосном растяжении. Деформация. Характеристики (точнее показатели - количественное выражение характеристик) 1 Разрывное усилие P*, Н или даН (1 даН 1,02 кг) 2 Удлинение (абсолютное) Dl = li - l; Dl* = l* - l 3 Относительное удлинение e =(Dl/l) 100 [%] Относительное удлинение при разрыве, %: e =(Dl*/l) 100 [%] где l - длина пробы материала до растяжения Наименьшую деформацию имеет волокно, т.к. при получении волокна макромолекулы ориентируются вдоль длины волокна. Деформационные свойств волокнистых и волокнисто-сетчатых материалов определяются двумя факторами: - способностью структурных элементов материала (волокон, пучков волокон пряжи и нитей) ориентироваться вдоль действующей силы; - деформационными свойствами структурных элементов материала. Способность структурных элементов к ориентации, определятся строением конкретного материала. Связи между элементами определяются либо силами трения (ткань, трикотаж, пряжа, кожа); либо эти связи образованы за счёт путем другого материала - клея (клеевые нетканые полотна, картон и т.д.) Механизм деформирования, у материалов имеющих волокнистые структуры очень сложный. Свойства материалов при одноосном растяжении Особенности растяжения тканей При растяжении ткани на 1-ом участке диаграммы растяжения, удлинение пробы материала связана с распрямлением нитей, вдоль которых действует внешняя сила. Величина деформации от распрямления нитей в ткани будет зависеть от их изогнутости, которая определяется ФАЗОЙ строения ткани. Однако нити уложенные поперек, также участвующих в процессе растяжения ткани. Это возможно за счет наличие сил трения в ПОЛЯХ СВЯЗИ. Поперечно лежащие нити, при распрямлении нитей вдоль силового поля, приходят в движение и начинают изгибаться. При этом происходит уменьшение ширины. Прочностные свойства кожи Помимо общих показателей (рассмотренные ранее: P*, *,*, условный модуль упругости, условная жёсткость Eу; Dу, коэффициент растяжимости А), для кожи определяют специфические: При растяжении кожи на лицевой поверхности могут появляться поперечные трещины (иногда для этого порока используют термин «садка лица»), используют показатели усилие, относительная деформация, напряжение при появлении трещин на лицевом слое: Рт, т, т. Этот порок чаще проявляется при недостаточной связи сосочкового и сетчатого слоев. СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ ПРИ МНОГООСНОМ РАСТЯЖЕНИИ Показатели свойств материалов при двухосном и многоосном растяжении Основными показателями свойств материалов при двухосном и многоосном растяжении являются: - абсолютное, в мм, и относительное, в %, удлинение испытываемой пробы материала; - абсолютное, в мм2, и относительное, в %, изменение площади испытываемой пробы материала; - усилие (P) при разрыве, в Н или даН; - удельное усилие при разрушении пробы материала равное q = P/S, где S - периметр или площадь поперечного сечения пробы материала. Наряду с вышеуказанными показателями свойств материалов можно осуществить расчет: жесткости, даН и модуля упругости, МПа, материала. Однако данные показатели, при двух- и многоосном растяжении определяются крайне редко. Для трикотажа стандартизован (ГОСТ 8847-85) метод продавливания полотна шариком 20 мм. Диаметр съемного шарика 20 мм, внутренний диаметр кольцевого зажима 25 мм. По величине стрелы (f) прогиба рассчитывают увеличение поверхности материала F, %, по формуле F = 13,7f - 87,5. Фрикционные свойства материалов Основные качественные характеристики трения Основные количественные характеристики трения: 1) коэффициент трения скольжения = Fтр/N, где Fтр - сила трения, N - нормальная сила 2) коэффициент трения качения К = FR/N, где R - радиус катящегося тела 3) коэффициент сцепления = F1/N , где F1 < F - неполная сила трения От сил внешнего трения зависят такие свойства как: 1) сопротивление истиранию; 2) устойчивость к раздвигаемости в швах; 3) осыпаемость нитей тканей; 4)характер формования заготовок на колодках; 5) удобство одевания и снятия обуви со стопы и др. От трения зависят условия и параметры операций настилания, резания, стачивания, а также выбор конструкций швов, методы обработки срезов. Одноцикловые характеристики материалов Методы одноцикловых испытаний материалов Одноцикловые испытания, чаще всего, проводят при воздействии на материал постоянного усилия, или при постоянной деформации. 1-й метод. Испытание при постоянном усилии P=const, =f(t), Первая половина цикла (нагружение) соответствует режиму ползучести, а вторая - режиму уменьшения деформации за счёт исчезновения высокоэластической деформации (эластическое восстановление). В качестве входного возбуждения (задаваемая величина) используется усилие P, выходной функцией (измеряемой величиной) является деформация 2-й метод. Испытание при постоянной величине деформации =const, P=f(t) Эти изменения предопределяют стабильность размеров и формы деталей изделия после снятия деформации. Испытание заключается в определении изменения усилия (напряжения) в деформированной пробе материала после её быстрой деформации на заданную величину, которая в период нагрузки сохраняется постоянной. Такой режим испытания соответствует режиму релаксации усилия. В качестве входной функции (возбуждения) используется изменение деформации, а в качестве выходной функции - изменение усилия в пробе во времени. 3-й метод. В первой половине цикла проба постепенно деформируется с постоянной скоростью, а во второй половине усилие постепенно уменьшается до нуля. Модельные методы Достоинства и недостатки модельных методов Достоинства: 1) Проверка гипотез; 2) Удешевление эксперимента; 3)Прогнозирование процессов при сложных видах нагружения; 4)Возникает необходимость разработки теоретических методов, позволяющих прогнозировать поведение материалов в условиях производства и эксплуатации. В модельных методах исследования реальный объект (кожа, ткань, ИК и т.д.) заменяется физическим объектом (либо их математическим). Недостатки: 1)Каждая конкретная эмпирическая зависимость справедлива лишь для узкого диапазона изменения параметров входного возмущения и для небольшой группы материалов (чаще лишь для одного) 2 )Как правило подобные зависимости не позволяют определять оптимальные режимы технологических процессов их переработки. Таким образом, отсутствует теоретическое обобщение, что снижает также их практическую ценность. |