CC BY
30
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СКОРОСТИ РАСТЯЖЕНИЯ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПАРААРАМИДНЫХ НИТЕЙ Глобина С.А.1, Курденкова А.В.2, Шустов Ю.С.3, Буланов Я.И.4 Email: [email protected]
1Глобина Светлана Александровна - аспирант; 2Курденкова Алла Вячеславовна - кандидат технических наук, доцент; 3Шустов Юрий Степанович - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой; 4Буланов Ярослав Игоревич - кандидат технических наук, преподаватель, кафедра материаловедения и товарной экспертизы, Российский государственный университет им. А.Н. Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство), г. Москва
Аннотация: текстильные материалы со специальными свойствами имеют широкую область применения. Так, для производства высокопрочных изделий применяются параарамидные нити, которые имеют повышенные прочностные свойства и малую растяжимость. В работе рассмотрено влияние скорости растяжения на абсолютную и удельную разрывную нагрузку, а также на разрывное удлинение. Проведен однофакторный эксперимент и получены математические зависимости, которые позволяют прогнозировать механические свойства параарамидных нитей различных производителей от скорости растяжения.
Ключевые слова: параарамидные нити, разрывная нагрузка, удельная разрывная нагрузка, разрывное удлинение, скорость растяжения, однофакторный эксперимент, математическая модель.
STUDY OF THE INFLUENCE OF SPEED OF SPEED ON MECHANICAL PROPERTIES OF PARAARAMIDE NEEDS Globina S.A.1, Kurdenkova A.V.2, Shustov Yu.S.3, Bulanov Ya.I.4
1Globina Svetlana Aleksandrovna - Graduate Student; 2 Kurdenkova Alla Vyacheslavovna - Candidate of technical sciences, Associate Professor; 3Shustov Yuri Stepanovich - Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department; 4Bulanov Yaroslav Igorevich - Candidate of technical sciences, Teacher, DEPARTMENT OF MATERIAL SCIENCE AND COMMODITY EXAMINATION, RUSSIAN STATE UNIVERSITY NAMED AFTER A.N. KOSYGIN (TECHNOLOGIES, DESIGN, ART),
MOSCOW
Abstract: textile materials with special properties have a wide range of applications. Thus, for the production of high-strength products, para-aramid yarns are used, which have increased strength properties and low extensibility. The effect of the tension rate on the absolute and specific tensile load, as well as on the elongation of elongation, is considered. A one-factor experiment was carried out and mathematical dependences were obtained, which allow predicting the mechanical properties of para-aramid yarns of different manufacturers from the stretching rate.
Keywords: para-aramid yarns, breaking load, specific breaking load, tensile elongation, stretching rate, one-factor experiment, mathematical model.
УДК 677.017
Актуальность темы обусловлена широким применением пара-арамидных нитей, как российского (СВМ, Русар), так и зарубежного (тварон, технора) производства в
различных отраслях техники, медицины, в производстве технических текстильных изделий (ленты, канаты, страховочное и спасательное снаряжение) и др. Готовые изделия и материалы из них эксплуатируются в различных условиях, в том числе при воздействии влажности воздуха, светопогоды и т.д. Поэтому изделия должны противостоять их длительному воздействию с максимально возможным сохранением исходных физико-механических свойств, т.е. качества этих изделий. Ведь качество продукции - это совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением [1-4].
В работе проведены испытания на определение механических свойств нитей в зависимости от скорости движения зажима разрывной машины. В качестве объектов исследования в работе были взяты параарамидные нити отечественного и зарубежного производства, предназначенные для изготовления высокопрочных канатов, жгутов и лент, строп, тканей.
Испытания проводились при скоростях движения верхнего зажима 100, 200, 300, 400 и 500 мм/мин. Разрывные характеристики текстильных нитей определялись в соответствии с ГОСТ 6611.2. Линейная плотность нитей определялась в соответствии с ГОСТ 6611.1 [5, 6].
Основные свойства исследуемых нитей представлены в таблице 1 и рисунках 1 -3.
Таблица 1. Механические свойства параарамидных нитей
Растяжение до разрыва
Скорость Линейная Число Диаметр Удельная Разрывное удлинение, %
растяжения, мм/мин плотность, текс элементарных нитей элементарных нитей, мкм Разрывная нагрузка, Ш разрывная нагрузка, сН/текс
Русар
100 16378 289 4,7
200 16778 296 4,5
300 62 300 12 16888 297 3,5
400 17018 299 3,2
500 17138 301 2,5
Тварон
100 10408 134 6,4
200 11678 147 6,1
300 100 1000 12 13328 163 6,1
400 15768 188 5,9
500 16358 193 5,8
СВМ
100 9753 200 4,8
200 11148 224 4,8
300 56 300 11 11518 231 4,7
400 11858 237 4,6
500 11998 239 4,2
Терлон СБ
100 6424 141 3,6
200 7058 152 3,5
300 56 300 11 7862 167 3,5
400 9135 189 3,5
500 9547 197 3,4
Кевлар
100 13228 142 8,6
200 14998 157 8,5
300 120 670 12 15428 160 8,3
400 15878 164 8,2
500 17498 178 8,1
♦ Русар ♦ Тварон ♦ СВМ ♦ Терлон СБ ♦ Кевлар Рис. 1. Зависимость разрывной нагрузки параарамидных нитей от скорости растяжения
Рис. 2. Зависимость удельной разрывной нагрузки параарамидных нитей от скорости
растяжения
Рис. 3. Зависимость разрывного удлинения параарамидных нитей от скорости растяжения
В зависимости от скорости растяжения меняется время, в течение которого осуществляется деформация. При увеличении скорости время деформирования снижается.
Вследствие этого не успевают нарушиться многие межмолекулярные связи, развиться эластическая и пластическая деформации. При низкой скорости получается обратная зависимость.
С ростом скорости растяжения увеличивается разрывная нагрузка и падает разрывное удлинение.
При исследовании влияния скорости движения зажима на разрывную нагрузку нити при растяжении установлено, что прочность возрастает по экспоненциальному закону следующего вида:
bx
У = ae (1)
где у - разрывная нагрузка при растяжении, сН; или удельная разрывная нагрузка нитей, сН/текс;
х - скорость движения зажима, мм/мин; а, b - расчетные коэффициенты.
При исследовании влияния скорости движения зажима на разрывное удлинение нити при растяжении установлено, что оно снижается по линейному закону следующего вида:
У = ах + Ь (2)
где у - разрывное удлинение, %; х - скорость движения зажима, мм/мин; а, b - расчетные коэффициенты.
Таким образом, наилучшей прочностью обладает нить Русар.
Список литературы /References
1. Костомарова С.А. Исследование изменения механических свойств параарамидных нитей под воздейстивем светопогоды. [Текст] С.А. Костомарова, Ю.С. Шустов, А.В. Курденкова // Дизайн и технологии, 2016. № 56. С. 61-66.
2. Bulanov Ya.I., Kurdenkova A.V. Effect on Piercing Resistance of Treating Ballistic Fabrics with Resin in Ethanol // Fibre Chemistry. May, 2017. Volume 49. Issue 1. Pp 64-66.
3. Bulanov Y.I., Shustov Y.S., Kurdenkova A.V. Study of the mechanical properties of ballistic fabrics taking into account the number of layers // Fibre Chemistry. 2015. Т. 46. № 5. С. 309-311.
4. Буланов Я.И., Курденкова А.В., Шустов Ю.С. Исследование влияния поверхностной обработки баллистических тканей на усилие прокола // Дизайн и технологии. № 58, 2017. С. 70-75.
5. Шустов Ю.С. и др. Текстильное материаловедение. Лабораторный практикум. М.: ИНФРА-М, 2016. 430 с.
6. Никитина О.В. Разработка метода прогнозирования механических свойств параарамидных нитей после воздействия светопогоды: дис. канд. техн. наук: 05.19.01 / Никитина Ольга Владимировна. Моск. гос. текст. ун-т им. А.Н. Косыгина. Москва, 2012. 200 с.
