СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЛАКСАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПОСЛЕ ИЗГИБА Российский патент 2003 года по МПК G01N33/36 

Изобретение относится к текстильному материаловедению и предназначено для объективной оценки свойств материалов для одежды после изгиба по релаксационным характеристикам после снятия изгибающего усилия: времени распрямления образца, периоду и частоте колебаний, времени и коэффициенту затухания и остаточному углу после завершения свободных затухающих колебаний.

Наиболее близким к заявленному способу является способ определения жесткости и упругости материала при изгибе [1].

Существующий способ предусматривает испытание материалов, обладающих значительной жесткостью, и предполагает определение двух характеристик: жесткости - величины нагрузки, необходимой для прогиба согнутого кольцом образца на 1/3 первоначального диаметра, упругости, определяемой по восстановлению первоначальной формы образца после снятия нагрузки [1].

Однако этот способ используется только для жестких материалов и недостаточно информативен.

Техническим результатом заявленного способа является повышение достоверности и объективности оценки способности любых текстильных материалов к восстановлению формы после изгиба за счет приближения испытаний к условиям изготовления и эксплуатации одежды и повышения информативности измерений путем введения новых показателей.

Заявляемый способ моделирует реальный процесс деформирования материалов при выполнении технологических операций изготовления одежды (изгиб деталей и швейных изделий) и ее эксплуатации (неопорные участки одежды), т.к. позволяет дать не только оценку результатов распрямления образца, но и кинетику распрямления образца после изгиба.

Измерение времени распрямления свободного конца образца, согнутого в форме полуцилиндра, после освобождения его от изгибающего усилия позволяет оценить упругость материала. По характеру свободных затухающих колебаний образца рассчитывают показатели: период и частоту колебаний, время и коэффициент затухания свободных колебаний. После окончания затухающих колебаний образца определяют остаточный угол его наклона от прямолинейного состояния.

Способом определяют восстановление после изгиба текстильных полотен, нитей, а также пакетов одежды, состоящих из различных материалов. Полученные при испытании характеристики позволяют оценить упругость материалов при изгибе в процессе изготовления из них швейных изделий и прогнозировать формоустойчивость швейных изделий из текстильных материалов на участках, подверженных изгибу.

Возможность прогнозирования способности материалов к восстановлению после изгиба позволит научно обоснованно конфекционировать материалы для одежды и обеспечить выпуск качественных швейных изделий.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства, на фиг.2 - конструкция датчика для реализации способа.

Способ осуществляется следующим образом. Прямоугольный образец 3 (фиг.2) одним концом механически фиксируют, а другим концом закрепляют в специальном зажиме так, чтобы он принял форму полуцилиндра вокруг оправки 2. После освобождения от изгибающего усилия, образец возвращается в прямое исходное состояние. Время восстановления фиксируют с момента освобождения конца образца до начала свободных затухающих колебаний образца. По времени восстановления оценивают упругие свойства ТМ после изгиба.

Эластические свойства текстильного материала после изгиба оценивают по характеру свободных затухающих колебаний - определяют жесткость, время и коэффициент затухания свободных колебаний образца и угловую частоту колебаний.

Жесткость материала определяют по периоду свободных затухающих колебаний:

где М_св - масса свободного, консольно-закрепленного образца материала;
Т - период свободных затухающих колебаний.

Время установления свободных затухающих колебаний представляет собой отрезок времени до попадания колебаний в 5% коридор. Колебания, совершаемые внутри 5% коридора, пренебрежимо малы, и их влияние можно не принимать во внимание.

Коэффициент затухания свободных колебаний
ρ = α_обр•f_обр,
где α_обр - логарифмический декремент затухания;
f_обр - собственная частота колебаний образца.

Причем

где F - частота опроса измерительного датчика (задается программно);
х₂ и х₁ - количество точек по оси абсцисс за n - периодов

где А₁ и А₂ - амплитуды максимумов первого и второго периодов колебаний.

Угловая частота колебаний
ω = 2•π•f_обр.

После завершения колебаний оценивают пластические свойства ТМ после изгиба, определяя положение образца по углу его наклона от исходного, прямого состояния, как остаточный угол:

где Ак - конечный код, поступающий с АЦП от фотодатчика 7 (фиг. 2);
К* и В* - коэффициенты статической характеристики датчика;
L_св - длина свободного конца образца ткани.

Устройство для реализации способа содержит (фиг. 1): датчик упругости материала (ДАТ), плату сопряжения аналогового датчика с ЭВМ (ПС) и ПЭВМ (ЭВМ). В конструкции датчика упругости материала входят две элементные пары источник света (ИС1, ИС2) - фотодатчик (Д1, Д2), усилители (У1, У2), преобразующие фототок в постоянное напряжение, и устройство отпускания испытуемого образца (УОТ), которое удерживает образец в изогнутом в виде полуцилиндра состоянии и по команде оператора отпускает его и запускает процесс снятия данных. Плата сопряжения (ПС) содержит: аналоговый коммутатор (АК), который подключает аналоговые сигналы с датчика к входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП), где они преобразуются в цифровой код, и схему сопряжения (СС), с помощью которой происходит управление АЦП, источниками света (ИС1, ИС2) и устройством отпускания образца (УОТ).

В конструкцию датчика (фиг.2) входит: основание 1, оправка 2, два источника света 4, 5 и два фотодатчика 6, 7, также показано положение образца 3, при его распрямлении.

Способ позволяет определить способность текстильных материалов к восстановлению первоначальной формы после изгиба и изучить информацию о материале для прогнозирования качества швейных изделий еще на этапе их проектирования.

В таблице приведены результаты испытаний льняных, смешанных и неоднородных тканей на изгиб существующим способом и методом определения релаксационных характеристик.

Преимуществами изобретения являются приближение условий испытаний к условиям изготовления и эксплуатации одежды, расширение информативности получаемых характеристик, повышение объективности результатов и снижение затрат времени на испытание за счет использования автоматизированного устройства.

Источники информации
1. Бузов Б.А., Модестова Т.А., Алыменкова Н.Д. Материаловедение швейного производства. - М.: Легпромбытиздат, 1986, с. 177.

Изобретение относится к текстильному материаловедению и предназначено для объективной оценки свойств материалов для одежды при изгибе в текстильной и легкой промышленности. Способ определения релаксационных характеристик текстильных материалов после изгиба заключается в том, что образец из испытуемого материала подвергают испытаниям путем изгиба образца вокруг оправки таким образом, что образец принимает форму полуцилиндра, снимают изгибающее усилие и по параметрам колебаний образца испытуемого текстильного изделия судят о его жесткости и релаксационных характеристиках: времени и коэффициенте затухания свободных колебаний образца, угловой частоте колебаний и угле отклонения образца от исходного состояния по завершении колебаний. Данное изобретение позволяет повысить достоверность и объективность оценки способности текстильных материалов к восстановлению формы после изгиба. 1 табл., 2 ил.

Способ определения релаксационных характеристик текстильных материалов после изгиба, по которому образец из испытуемого материала подвергают изгибу, снимают изгибающее усилие и измеряют характеристики, отличающийся тем, что прямоугольный образец одним концом механически фиксируют, а другим концом закрепляют в зажиме так, чтобы он изогнулся вокруг оправки, приняв форму полуцилиндра, освобождают от изгибающего усилия другой конец образца, определяют время распрямления образца, по которому судят об упругости текстильного материала, при этом жесткость текстильного материала определяют по периоду свободных затухающих колебаний как С = 47π²M_cв/T², где М_св - масса свободного, консольно-закрепленного конца образца текстильного материала, Т - период свободных затухающих колебаний образца текстильного материала после освобождения его конца от изгибающего усилия, а в качестве дополнительных релаксационных характеристик определяют время и коэффициент затухания свободных колебаний образца текстильного материала, угловую частоту колебаний и, после завершения колебаний, угол отклонения образца от исходного прямого состояния.