Швейные изделия во время эксплуатации постоянно подвергаются внешним механическим и физическим воздействиям, что влияет на потребительские свойства изделий. Для определения получаемых деформаций и разрушения конструкций швейных изделий используют методы оценки разрывной нагрузки и удлинения при разрыве.
ГОСТ 28073-89. Изделия швейные. Методы определения разрывной нагрузки, удлинения ниточных швов, раздвигаемости нитей ткани в швах [33]. Распространяется на швейные изделия всех видов и устанавливает методы определения разрывной нагрузки шва, удлинения ниточных швов, раздвигаемости нитей ткани в швах. Методы, изложенные в стандарте, применяются при выборе новых технологических режимов обработки материалов, новых видов швейных ниток, ниточных швов на стадии проектирования одежды.
Полуцикловые характеристики материалов при одноосном растяжении определяют на разрывной машине (динамометре). В зависимости от формы испытываемой пробы материала различают следующие методы испытаний:
Срип (рис. 1.1, а) – поперечные размеры элементарной пробы 1 меньше ширины зажимов 2 динамометра;
Граб (рис. 1.1, б) – поперечные размеры больше ширины зажимов;
Полуграб (рис. 1.1, в) – смешанный метод.
Показатели свойств материалов при одноосном растяжении определяют на разрывных машинах с постоянной скоростью опускания нижнего зажима, с постоянной скоростью возрастания нагрузки и постоянной скоростью деформирования.
При стандартных испытаниях материалов легкой промышленности применяют разрывные машины маятникового типа РТ-250М-2, РМ-3-1, РМ-30-1, ИР-574-3 и др. Разрывные машины данного типа состоят из силоизмерителя (измерение силы в испытываемой элементарной пробе материала осуществляется по углу отклонения маятника от вертикального положения), приводной станции и рабочих органов (зажимов), соединенных с маятником и приводной станцией. Также разрывные машины фирмы «Инстрон» (с приспособлениями для разных видов испытаний), FP-10/1 (универсальная) [75].
В табл. 1.1 представлены размеры проб для различных видов материалов. На рис. 1.2 пробы при испытании тканей на раздирание различными методами.
Рис. 1.1. Методы закрепления проб материалов в зажимах разрывных машин при одноосном растяжении: а – стрип: 1 – элементарная проба; 2 – зажимы; б – граб; в – полуграб
Испытания различных тканей на раздирание свидетельствуют о том, что структура материала оказывает существенное влияние на показатели раздирающей нагрузки. При увеличении в переплетении длины перекрытий, уменьшении числа нитей на 10 см ткани прочность ткани при раздираниии возрастает. Показатели раздирающей нагрузки во многом зависят от коэффициента уплотненности ткани: чем меньше коэффициент, тем выше раздирающая нагрузка. Коэффициент наполнения ткани также существенно влияет на раздирающую нагрузку. Для тканей из полиэфирных и вискозных нитей оптимальное значение раздирающей нагрузки отмечается при коэффициенте наполнения 0,7–0,8. Виды проб, применяемых при двухосном растяжении материала представлены на рис. 1.5.
Размеры проб для различных видов материалов
Общий размер пробы
из материала, мм
Все ткани, кроме шерстяных
Рис. 1.2. Пробы при испытании тканей на раздирание различными методами: а – одиночного раздирания; б – двойного раздирания; в – крыловидный метод; г – метод «гвоздя»; д – метод с поперечным разрезом («раневой метод»); е – трапециевидный метод; ж – метод Т. Ээг-Олофссона
Полуцикловые характеристики определяют отношение материалов к однократному, обычно кратковременному и лишь иногда к длительному нагружению. Если оно сопровождается разрушением, эти характеристики показывают предельные механические возможности материала. Они также хорошо отражают сильную деструкцию молекул вещества, составляющего материал, в результате воздействия на него различных химических и физических факторов, потерю массы материала и др.
Рис. 1.3. Виды проб, применяемых при двухосном растяжении материала
Одноцикловые характеристики, получаемые чаще всего при длительном нагружении, хорошо выявляют влияние временного фактора, особенности деформации материалов, их способность сохранять форму и др.
Многоцикловые характеристики показывают устойчивость механических свойств при многократных силовых воздействиях. При действии малых сил, но многократно, нарушается структура тел, ослабляются межмолекулярные связи, даже деструктируются молекулы. Таким образом, многоцикловыми характеристиками оценивают устойчивость структуры.
Нецелесообразно получать много характеристик одного и того же класса, так как это усложняет эксперимент, но не дает ценных новых сведений. Не следует для целей, которые обеспечиваются характеристиками одного класса, получать характеристики другого класса. Например, полуцикловые характеристики плохо отражают изменения в структуре и, значит, в механических свойствах, происходящие вследствие многократных силовых воздействий. Пытаться с их помощью отразить подобные постепенные расшатывания структуры нецелесообразно. Наоборот, усталостные характеристики не выражают предельную возможность нагружения тел, так как оцениваются при малых нагрузках, но обеспечивают лучшее объяснение. Одноцикловые испытания при растяжении материалов можно выполнять многими методами, поскольку цикл нагрузка-разгрузка-отдых может осуществляться различно. Четыре основных метода [2]:
Читайте также: Пилинг ткани это дефект
1-й метод. Первая половина цикла (нагружение) соответствует режиму ползучести I, а вторая – режиму уменьшения деформации II за счет исчезновения высокоэластической деформации. В качестве входного возбуждения используется нагрузка (рис. 1.4, а).
2-й метод. Первая половина цикла соответствует режиму релаксации усилия I, вторая – режиму астригнации усилия II. В качестве входного возбуждения используется изменение деформации в виде широкого импульса, а в качестве выходной функции – изменение внутреннего усилия в пробе во времени (рис. 1.4, б).
3-й метод. Первая половина цикла соответствует режиму релаксации усилия I, вторая – режиму уменьшения деформации II за счет исчезновения высокоэластической деформации. В первой половине цикла в качестве выходной функции используется изменение усилия, во второй половине – изменение деформации (рис. 1.4, в).
4-й метод. Режим испытания состоит из трех частей: ползучести I, релаксации усилия II, уменьшения деформации за счет исчезновения высокоэластической деформации III (рис. 1.4, г).
Помимо этих четырех методов к одноцикловым испытаниям относят метод, при котором пробу постепенно деформируют, а затем постепенно разгружают. Осуществляется этот метод испытания за относительно короткое время на разрывных машинах. Число испытаний может быть увеличено вследствие варьирования амплитуды возбуждающей функции. Зависимость же релаксационных характеристик от температуры и относительной влажности воздуха требует учета и этих факторов.
Рис. 1.4. Графики однородных (а, б) и смешанных (в, г) методов одноцикловых испытаний при одноосном растяжении текстильных материалов:
а, г – выходная функция ε = f(t); б, в – выходная функция Р = f(t)
Метод определения разрывной нагрузки при растяжении перпендикулярно шву
Отбор проб. Из отобранных точечных проб материалов вырезают по две полоски, каждая длиной 300 мм и шириной не менее 90 и 130 мм. При испытаниях укороченных проб швов допускается вырезать полоски длиной 300 мм и шириной 70 и 110 мм. Полоски вырезают вдоль ткани или полотна. Подготовленные пробы швов перед испытаниями выдерживают не менее 12 ч в условиях, предусмотренных ГОСТ 10681. В этих же условиях проводят испытания.
Подготовка к испытанию. Полоски материала стачивают попарно вдоль длинной стороны на расстоянии от 5 до 15 мм от края в соответствии с нормативно-технической документацией. Шов выполняют от начала до конца полоски без останова машины и перехватов. Из каждой точечной пробы шва на расстоянии 20 мм от начала строчки карандашом, выдергиванием нити из ткани или мелом намечают последовательно линии на расстоянии 50 и 15–20 мм. Намеченные линии переносят, избегая перекоса, препаровальной иглой, карандашом или мелом на нижнюю деталь. По намеченным линиям изготовляют элементарные пробы швов для испытания. Схема изготовления элементарных проб швов в сложенном и развернутом виде приведена на рис. 1.5.
Рис. 1.5. Схема изготовления проб при определения разрывной нагрузки при растяжении перпендикулярно шву
Проведение испытания. На разрывной машине устанавливают зажимную длину, равную 100 мм. Для укороченных швов (головные уборы, корсетные изделия и т.п.) допускается проводить испытание швов при зажимной длине 50 мм. Предварительное натяжение пробы шва устанавливают в зависимости от удлинения и поверхностной плотности 1 м2 материала в соответствии с табл. 1.2.
Скорость опускания нижнего зажима разрывной машины устанавливают так, чтобы средняя продолжительность процесса растяжения шва до разрыва соответствовала (30 ± 15) с.
Показатели разрывной нагрузки и удлинения при разрыве снимают с соответствующих шкал разрывной машины при разрушении шва. Момент разрушения шва фиксируют по диаграммной записи, останову прибора, звуку разорвавшейся нитки, визуально и др.
Обработка результатов. Характер разрушения шва классифицируют по следующим факторам: разрушению ниток шва; разрушению материала по линии шва; сбросу нитей ткани в шве. За фактическую разрывную нагрузку шва принимают среднее арифметическое значение восьми результатов первичных испытаний, округленное до 1,0 Н (0,1 кгс).
Читайте также: Какая ткань лучше для платья футляр
Натяжение пробы материала
Предварительное натяжение Н (гс)
1. Материалы с разрывным удлинением до 50 % и поверхностной плотностью, г/м
Деформация ткани при растяжении
Деформация ткани, подвергаемой растяжению, состоит в изменении формы и размеров клеток, образованных нитями. Если к зажатому с одного конца образцу ткани приложить силу, направленную под углом к направлению системы нитей, то последние будут подвергаться различным деформациям.
1. Сдвиг нитей происходит вследствие того, что клетки ткани не имеют жестких узлов и диагоналей, и продолжается до тех пор, пока направление нитей не совпадает с направлением равнодействующих сил, приложенных к нитям;
2. Выпрямление нитей состоит в том, что волнообразно изогнутая нить любой системы при напряжении ее выпрямляется, но одновременно увеличивает крутизну волн нитей другой системы (при двуосном растяжении меняются крутизны волн обоих направлений);
3. Растяжение нитей постоянно сопровождает сдвиг и выпрямление их и отражает изменения, происходящие с самой нитью под влиянием приложенных напряжений. Растяжение нити состоит в удлинении ее по всей длине, в сужении по диаметру и в сплющивании и мало доступно теоретическому исследованию.
Положение еще более усложняется для прорезиненных тканей; в которых резиновый слой между клетками ткани действует как упругое заполнение при сдвиге, при выпрямлении и растяжении нитей. Отсюда реальные деформации при повышении напряжения ниже теоретически вычисленных, а при снятии растяжения выше последних; остающееся удлинение обусловливается равновесием между упругими силами и внутренним трением материала.
Поскольку в условиях эксплуатации рукавов, аэростатов, газгольдеров и других резиновых изделий ткани подвергаются двуосному растяжению, для правильного суждения о взаимозависимости между напряжениями и деформациями в ткани в целом необходимо также изучать их в условиях и двуосного растяжения и сдвига. Методику такого исследования и построения так называемых «нормальной» и «касательной» характеристик ткани предложили Р. Гаас и А. Дитциус, а также А. М. Гаврилов и А. С. Константинов; Гогешвили А. А.
Механические свойства тканей
Изучение деформации растяжения материала одежды при ее носке, установление направления и величин наибольшего растяжения представляет большой интерес. Результаты этих исследований могут быть использованы при конструировании деталей одежды, разработке технологии ее изготовления, создании объективных методов оценки качества материалов и одежды, а также при проектировании новых материалов для одежды.
Установлено, что в белье из бязи и сатина в направлении нитей основы растяжение ткани больше, чем по утку. Наибольшее удлинение ткани происходит в рукавах в области локтя и не превышает 5%. На спинке мужского пиджака и кителя в области средней и нижней части шва проймы ткань испытывает наибольшие нагрузки, достигающие на отдельных участках 1600 Г на полоску ткани шириной 10 мм.
Распределение и величины деформации растяжения ткани в изделиях гимнастерки зависят от характера движений человека. Наибольшее растяжение ткань испытывает на тех участках одежды, на которых при движениях человека происходит наиболее резкое увеличение размеров его тела. Установлено, что при выполнении наиболее резких движений на спинке и в рукавах указанных изделий, в зонах, прилегающих к среднему и нижнему участкам проймы, ткань испытывает наибольшее растяжение. Причем в диагональных направлениях (под углом 22,5°; 67,5° и особенно 45° к нитям основы) растяжение ткани значительно больше, чем по основе или утку, и составляет в основном 10—15%.
На отдельных участках одежды растяжение достигает 20—22%, что соответствует 35—40% разрывного удлинения. По основе ткань растягивается на 3—5%, а по утку —на 6—9%, причем наибольшее удлинение по утку составляет около 50% от разрывного, а по основе — не более 20% от разрывного. На участках одежды, расположенных на уровне плечевого пояса или на участках линии талии, т. е. выше или ниже линии груди, растяжение ткани значительно меньше, чем в области средней и нижней части проймы.
Рис. 11-29. Схема расположения точек измерения на участках проймы: а — гимнастерки; б — оболочки
Величина и распределение деформации растяжения ткани по участкам одежды зависит также от соответствия размера одежды размерам тела человека, его физического развития. При этом с увеличением размеров тела человека изменяется не только удлинение, но и характер распределения деформации по участкам одежды.
Читайте также: Мышка из ткани своими руками выкройка простая
Значительный интерес представляют результаты, полученные при измерении деформации ткани, возникающей на участках гимнастерки и оболочки одновременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях. На рис. 11-29 показано расположение участков деталей одежды, на которых измеряли деформацию.
Для хлопчатобумажной диагонали, из которой изготовлены гимнастерка и оболочка, коэффициент поперечного сокращения при растяжении стандартных полосок, вырезанных по основе, утку и в диагональных направлениях под углом 22,5; 45 и 67,5° к основе, изменяется от —0,92 до —1,30. Очевидно, что уменьшение абсолютного значения коэффициента поперечного сокращения свидетельствует о том, что ткань на данном участке в направлении, перпендикулярном основному растяжению, испытывает сдерживающее усилие. В случае растяжения ткани одновременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях значение коэффициента будет положительным.
На большинстве участков гимнастерки (одежда свободной формы) значение коэффициента поперечного сокращения соответствует значениям, полученным при растяжении стандартных полосок из этой ткани. В оболочке (одежда плотного облегания) на многих участках абсолютное значение коэффициента поперечного сокращения ткани меньше значений, полученных при испытании стандартных полосок, т. е. на этих участках в направлениях, перпендикулярных основному растяжению, ткань испытывает сдерживающее усилие. На отдельных участках оболочки этот коэффициент имеет положительное значение, свидетельствующее о том, что ткань растягивается одновременно в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Кроме того, большое влияние на характер распределения и величины деформации растяжения материала в одежде, очевидно, оказывают конструктивные особенности одежды, расположение швов, вид материала и его свойства, условия окружающей среды и другие факторы. Необходимы дальнейшие систематические исследования и накапливание экспериментальных данных, которые позволят ответить на эти вопросы, выявить характер зависимости деформации материала одежды от влияния различных факторов. Результаты этих исследований будут способствовать созданию удобной и прочной в носке одежды, разработке объективных методов оценки ее качества. Растяжение материала в одежде при ее носке можно определить несколькими методами: непосредственным измерением, методом «нитки» или тензометрированием.
При использовании метода непосредственного измерения величины растяжения материала предварительно на участке одежды в заданном направлении отмечаются две точки. Далее, измеряя расстояние между этими точками до начала движения (человек находится в исходном положении) и в момент выполнения движения (на некоторое время движение должно быть задержано), определяют величину растяжения материала на данном участке. Этим методом возможно измерять растяжение материала только на отдельных открытых участках одежды при однократных движениях. Кроме того, точность результатов измерения невысокая.
По методу «нитки» на участке одежды в выбранном направлении отмечают две точки и между ними прокладывают отрезок хлопчатобумажной нитки в 6 сложений. Один конец нитки закрепляют в первой выбранной точке, а другой ее конец во второй точке протягивают в виде одного стежка через материал и оставляют свободным.
Рис. 11-30. Схема тензометра на иглах.
В исходном положении на нитке при входе ее в материал во второй точке делают отметку. При растяжении материала на данном участке и изменении расстояния между двумя заданными точками происходит перетягивание нитки за счет ее свободного конца. После выполнения одного движения на нитке в той же точке делают вторую отметку. Расстояние между двумя отметками на нитке и характеризует растяжение материала на данном участке в заданном направлении.
С помощью нитки можно измерять растяжение материала на различных участках одежды и при самых различных движениях. Точность измерения значительно выше, чем при непосредственном измерении. Тензометрирование является наиболее совершенным и точным методом измерения деформации растяжения материала в одежде. Тензометрический метод предусматривает использование тензодатчиков в виде скоб 1 (рис. II-30), изготовленных из фосфористой бронзы толщиной 0,1—0,15 мм, с наклеенными на верхнюю полку проволочными датчиками 2 сопротивления. Скоба на материале закрепляется с помощью игл 3. Применение тензодатчиков в виде скоб позволяет измерять деформацию растяжения и сокращения материала 4 на самых различных участках одежды при многократных движениях и с записью этой деформации на пленку осциллографа.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом