Разрывная нагрузка —наибольшее усилие, выдерживаемое материалом до разрушения и выражающее его способность воспринимать нагрузку.
Для тканей разрывную нагрузку (абсолютную) обычно выражают в ньютонах (Н) или килограмм — силах (кгс); 1 кгс» ~9,8 Н.
Этот показатель является обязательным для большинства тканей различного
волокнистого состава. Интерес к нему объясняется сравнительной простотой
его определения; кроме того, разрывная нагрузка тканей позволяет
косвенно оценить качественный состав сырья, используемого для выработки
продукции, а также степень повреждения материала в процессах
заключительной отделки. Например, ткани из дефектной шерсти или
недостаточно зрелого хлопка имеют заниженные против норм значения
разрывной нагрузки. Пережог, перекрас, неправильные опаливание, беление
или отделка термореактивными смолами (несминаемая отделка) тоже приводят
к снижению разрывной нагрузки ткани. Поэтому, несмотря на то что ткани,
особенно бытового назначения, в процессе эксплуатации обычно не
испытывают нагрузок, близких к разрывным, последние широко используют
для характеристики механических свойств тканей и нормируют в стандартах.
Разрывную нагрузку часто используют для оценки кинетики изнашивания
тканей. На рис. 3 приведены типичные кривые изменения разрывной нагрузки
тканей в процессе эксплуатации последних. Как видим, высокое начальное
значение разрывной нагрузки еще не определяет поведение ткани в носке. У
одной ткани (кривая) начальное значение разрывной нагрузки было больше,
чем у другой ткани (кривая). Но в процессе эксплуатации первая ткань
изнашивается быстрее, и уже после определенного периода и ее разрывная
нагрузка меньше, чем у второй ткани. В связи с этим ткань, которой
соответствует кривая, имеет меньший срок носки.
Разрывное удлинение (абсолютное)это разница между длиной образца в момент разрыва и зажимной его длиной до разрыва.
Ткани, имеющие высокое удлинение при разрыве, например шерстяные и из
синтетических волокон, обладают, как правило, хорошими эластичностью,
несмииаемостью, стойкостью к истиранию и т. п.
Как и разрывная нагрузка, удлинение при разрыве в значительной степени
зависит от качественного состава сырья, из которого выработана ткань.
При одинаковой разрывной нагрузке лучшей в отношении механических
свойств считается та ткань, которая имеет более высокое разрывное
удлинение. Механические свойства у ткани, которой соответствует кривая
/, лучше, чем у ткани, которой соответствует кривая, так как из — за
большего разрывного удлинения работа разрыва (заштрихованная площадь) у
нее больше. Поскольку работа разрыва характеризует количество энергии,
которое необходимо затратить на разрушение материала, первую ткань можно
считать более «прочной», чем вторую.
Разрывную нагрузку и удлинение при разрыве тканей определяют путем
испытания трех пробных полосок по основе и четырех по утку/Размеры
пробных полосок указаны в табл. 6. При возникновении разногласий
испытывают пробные полоски размерами 50X100 мм для шерстяных тканей и
50×200 мм для всех остальных тканей. Заготовки для пробных полосок
вырезают из образца ткани с помощью специальных металлических шаблонов.
Ширина заготовок 30 или 60 мм, длина должна быть больше зажимной длины
на 150 мм. Продольные нити удаляют с обеих сторон заготовок до тех пор,
пока рабочая ширина пробных полосок тканей не станет равной 25 или 50
мм.
Согласно ГОСТ 3813 —72, пробные полоски подвергают растяжению до
разрушения на разрывных машинах трех типов: с переменной скоростью
возрастания нагрузки и деформации, с постоянной скоростью возрастания
нагрузки, с постоянной скоростью деформирования. Различие между этими
машинами заключается в характере нагружения или деформирования
испытуемого материала.
На рис. 5 приведены диаграммы нагрузки и деформации, получаемые на
разрывных машинах различных типов. Машины второго и третьего типов
считаются более совершенными, так как характер роста нагрузки или
деформации испытуемых на них материалов не зависит от особенностей
механических свойств последних. Это позволяет более правильно оценивать в
сравнении механические свойства различных материалов. Машины первого
типа лишены такого преимущества. Например, а показаны диаграммы роста
нагрузки и деформации двух тканей. Несмотря на то что конечные
результаты испытания этих тканей (разрывная нагрузка и удлинение при
разрыве) у них одинаковы, нельзя говорить о том, что механические
свойства тканей одинаковы. Вместе с тем машины первого типа более просты
в устройстве и эксплуатации.
С учетом сказанного ГОСТ 3813 —72 рекомендует при возникновении
разногласий проводить испытания на разрывных машинах с переменной
скоростью возрастания нагрузки и деформации, которые работают по
следующему принципу.
Пробная полоска ткани заправляется в зажимы. Зажим соединен с рычагом
(маятником). Поэтому рассматриваемые машины иногда называют разрывными
машинами с маятниковым силоизмерителем, или разрывными машинами
маятникового типа. Зажим может опускаться с постоянной скоростью;
движение он получает от какого — либо привода, обычно электрического.
При движении нижнего зажима усилие через образец передается к верхнему
зажиму, и грузовой рычаг начинает отклоняться влево. Нагрузка на образец
возрастает пропорционально увеличению угла ср. В момент разрушения
пробной полоски стрелка рычага 2 останавливается и на шкале / показывает
значение разрывной нагрузки. А по шкале 3 определяют величину удлинения
при разрыве.
Сменой груза на рычаге 2 можно изменить диапазон нагрузок, получаемых при испытании.
В СССР серийно выпускается разрывная машина РТ — 250М с маятниковым
силоизмерителем, имеющая диапазон нагрузок от 0 до 50 и от 0 до 250 кгс.
Заметим здесь, что шкала нагрузок разрывной машины должна подбираться
так, чтобы средняя разрывная нагрузка испытуемого образца находилась в
пределах 20 —80% максимального значения шкалы.
По ГОСТ 3813 —72, при заправке пробных полосок в зажимы разрывной машины
им дают предварительное натяжение путем подвешивания специальных грузов
к нижнему концу пробной полоски. Величину грузов предварительного
натяжения выбирают в зависимости от размеров пробной полоски и
поверхностной плотности испытуемой ткани.
При испытании скорость опускания нижнего зажима разрывной машины должна
быть такой, чтобы средняя продолжительность растяжения пробной полоски
до разрушения соответствовала 30±5 с для тканей с удлинением менее 150% и
60±15 с для тканей с удлинением 150% и более.
За окончательный результат при определении разрывной нагрузки и
удлинения при разрыве принимают среднее арифметическое всех первичных
результатов.
Раздирающая нагрузка —усилие (кгс, Н), необходимое для разрыва
специально надрезанной пробной полоски ткани. Эта нагрузка характеризует
способность тканей выдерживать усилие, которое концентрируется на
сравнительно небольшом ее участке, например при надрывах, при жестком
закреплении края ткани и т. д.
При определении раздирающей нагрузки (ГОСТ 17922 —72) пробные полоски,
вырезаемые из образца —три с поперечным расположением нитей основы и
четыре с поперечным расположением нитей утка,размечают по схеме. По
линии делают надрез и заправляют образовавшиеся язычки в зажимы
разрывной машины по линиям АВ и АС. Расстояние между зажимами
устанавливают равным 100 мм, скорость опускания нижнего зажима 100 ±10
мм/мин. При движении нижнего зажима нагрузка через продольные нити
передается поперечным и они рвутся в направлении надреза. Разрыв пробной
полоски ведут до линии аа. Раздирающую нагрузку ткани подсчитывают как
среднее арифметическое из результатов первичных испытаний по основе и по
утку.
Обычно раздирающая нагрузка тканей намного меньше разрывной нагрузки.
Например, если по ГОСТ 5067 —74 раздирающая нагрузка шелковых и
полушелковых плательно — костюмных тканей равна не менее 0,8 кгс, то
разрывная нагрузка —не менее 20 кгс.
Для хлопчатобумажных и шелковых тканей, имеющих ворс, в стандартах должна нормироваться прочность закрепления ворса.
Прочность закрепления ворса характеризуется усилием, необходимым для
выдергивания из ворсовой ткани одной ворсинки. При определении этого
показателя (ГОСТ 3815.3 —77) из образца вырезают пять полосок вдоль
основы размерами 20X100 мм. К обоим концам каждой полоски пришивают
другую полоску ткани шириной 20 мм и длиной 250 мм. Складывая
образующуюся ленту пополам, выделяют у испытуемой полоски ткани ряд
ворсинок, которые зажимают в верхнем зажиме разрывной машины для
испытания одиночной нити. Нижнюю часть ленты под натяжением 25 гс
заправляют в нижний зажим разрывной машины. Расстояние между зажимами
200 мм, скорость опускания нижнего зажима 200 мм/мин. В момент полного
выдергивания ворсинок отмечают показания шкалы нагрузок. Ворсинки,
оставшиеся в верхнем зажиме, пересчитывают, после чего определяют
усилие, необходимое для выдергивания одной ворсинки.
Опубликовано: 2010-10-07 13:22:26
