СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ ТЕКСТИЛЬНОЙ НИТИ ПРИ ИЗГИБЕ Российский патент 2003 года по МПК G01N33/36 

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к способам оценки физико-механических свойств текстильных материалов.

Известно, что величина жесткости текстильных нитей при изгибе влияет на структуру текстильного изделия и в том числе на форму и длину нити в петле как в процессе петлеобразования, так и в готовом трикотаже.

Наиболее существенно влияние жесткости при изгибе нити на ее натяжение при огибании поверхности, радиус кривизны которой соизмерим с толщиной самой нити. При этих условиях вызывает трудности определение параметров нити, характеризующих изгиб.

Для определения жесткости нити при изгибе используют следующие способы: консольный метод под действием собственной силы тяжести без принудительной деформации образца, метод кольца под действием сосредоточенной нагрузки с принудительной деформацией образца. Известные способы исходят из определения чистого изгиба, исключая любые сопутствующие изгибу явления. Явление чистого изгиба практически отсутствует при переработке текстильной нити. Как правило, изгиб сопровождается трением и растяжением.

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ определения жесткости нити - при изгибе с огибанием цилиндра известного радиуса нитью.

Недостаток этого способа проявляется в снижении точности и малой информативности.

В реальных условиях петлеобразования изгибание нити в статических и динамических условиях происходит совместно с трением ее о поверхности различной природы (нити о нить, нити о металл), с растяжением при периодически изменяющихся нагрузках и с деформацией поперечного сечения нити вследствие смятия. В свою очередь коэффициент трения, характеризующий сопротивление взаимодействующих поверхностей, зависит от нагрузки, приложенной к ним.

Поэтому задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении точности измерения параметров изгиба нити для последующего расчета жесткости нити на изгиб. Реальный угол охвата нитью цилиндра с достаточной степенью точности можно зафиксировать только при малых нагрузках на нить. В этом случае коэффициент трения нити о поверхность контакта и жесткость нити на изгиб будут соответствовать условиям нагружения в эксперименте, которые в 2-10 раз ниже усилий в нити при ее переработке.

Для согласования условий эксперимента с реальными условиями эксплуатации нити определяются постоянные параметры трения, характеризующие нить во всем диапазоне нагрузок.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения жесткости текстильной нити при изгибе с огибанием цилиндра известного радиуса нитью измеряют действительный радиус кривизны нити, фактический угол охвата нитью цилиндра, натяжение в обеих ветвях нити, рассчитывают постоянные параметры трения, а жесткость В определяют по формуле

где ρ_i - радиус кривизны нити;
G₁, - постоянная начальная сила;
G₂ - возрастающая растягивающая сила,
R - радиус иглы;
F₀, f₀ - постоянные параметры трения;
α - фактический угол охвата нитью цилиндра;
i - число опытов.

На чертеже представлена расчетная схема для определения жесткости нити на изгиб.

Сущность предлагаемого способа заключается в получении и обработке информации по участку нити, расположенному на игле. На планшете закреплена игла (1) с известным радиусом (R), которую огибает образец нити (2). Напротив иглы устанавливают видеокамеру. Набегающую ветвь нити нагружают постоянной начальной силой (G₁), a сбегающую - равномерно возрастающей растягивающей силой (G₂). Нагружение сбегающей ветви прекращают в момент смещения нити по поверхности иглы, который фиксируют с помощью видеокамеры и компьютера. По полученным изображениям замеряют действительный радиус (r) нити, уголы схода набегающей и сбегающей ветвей нити, определяют фактический угол охвата нитью цилиндра (α).
В ходе эксперимента начальную нагрузку (G₁) изменяют в диапазоне, позволяющем с достаточной точностью определить (α).
Жесткость нити на изгиб для малых и больших нагрузок рассчитывают с использованием зависимости

где ρ_i - радиус кривизны нити,
i - число опытов, i=1, 2, 3..;
ρ=R+r;
F₀, f₀ - постоянные параметры трения, определенные из эксперимента.

Использование предлагаемого способа определения жесткости текстильной нити при изгибе обеспечивает следующие преимущества:
- повышается точность измерения параметров, характеризующих изгиб нити, за счет ввода новых факторов - фактического угла охвата нитью цилиндра, натяжения в обеих ветвях нити, радиуса кривизны нити;
- повышается достоверность и объективность оценки жесткости текстильной нити при изгибе за счет введения параметров трения, характеризующих ее поведение при изгибе в условиях, приближенных к реальным.

Способ относится к текстильной промышленности, в частности к способам оценки физико-механических свойств текстильных материалов. Способ определения жесткости текстильной нити при изгибе с огибанием цилиндра известного радиуса нитью, в котором измеряют действительный радиус кривизны нити, фактический угол охвата нитью цилиндра, натяжение в обеих ветвях нити, рассчитывают постоянные параметры трения, а жесткость В определяют по формуле

где ρ_i - радиус кривизны нити; G₁ - постоянная начальная сила; G₂ - возрастающая растягивающая сила, R - радиус иглы; F₀, f₀ - постоянные параметры трения; α - - фактический угол охвата нитью цилиндра; i - число опытов. Данный способ отличается повышенной точностью измерения параметров изгиба нити для расчета жесткости нити на изгиб. 1 ил.

Способ определения жесткости текстильной нити при изгибе с огибанием цилиндра известного радиуса нитью, отличающийся тем, что измеряют действительный радиус кривизны нити, фактический угол охвата нитью цилиндра, натяжение в обеих ветвях нити, рассчитывают постоянные параметры трения, а жесткость В определяют по формуле

где ρ_i - радиус кривизны нити;

G₁ - постоянная начальная сила;

G₂ - возрастающая растягивающая сила;

R - радиус иглы;

F₀, f₀ - постоянные параметры трения;

α - фактический угол охвата нитью цилиндра;

i - число опытов.