CC BY
6УДК 677.494.675
А.В. Станийчук
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОТЕКАНИЯ РЕЛАКСАЦИОННОГО ПРОЦЕССА НАПРЯЖЕНИЙ ТРИКОТАЖНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Проведены исследования закономерности протекания процесса релаксации усилий трикотажных материалов. Получены зависимости, по которым можно судить о характере поведения трикотажа при пространственном растяжении.
Ключевые слова: релаксационные процессы, одноцикловые характеристики, трикотажное полотно, деформационные свойства трикотажа.
INCREASE OF EFFICIENCY STUDY OF THE RELAXATION PROCESS OF VOLTAGES KNITTED MATERIALS
The study of the regularity of the process of relaxation of the f orces of knitted materials has been carried out Dependencies have been obtained on which one can judge the nature of the behavior of knitted fabrics in the case of spatial stretching.
Key words: relaxation processes, single-cycle characteristics, knitted fabrics, deformation properties of knitted fabrics.
Введение
В процессе производства n эксплуатации трикотаж испытывает нагрузки не менее чем по двум осям. Трикотажные полотна имеют различную растяжимость вдоль петельных рядов и петельных столбиков. Поэтому при оценке деформационных свойств трикотажа представляет интерес информация при испытании его в обоих направлениях. Для оценки деформационных свойств трикотажных материалов при растяжении проводят полуцикловые, одноцикловые и многоцикловые испытания. Так, по показателям одноцикловых испытаний до разрыва материала судят о степени его сопротивляемости постоянно действующим внешним силам. Эти характеристики хорошо отражают особенности деформации трикотажных материалов [1].
Постановка задачи исследования
Цель настоящего исследования - выявить при помощи разработанной установки [2] закономерности протекания процесса релаксации усилий общего Р0бщ. по направлениям петельного столбика Рст и петельного ряда Рряд. При изучении закономерности исследуемый образец растягивался перпендикулярно к его плоскости до постоянного заданного удлинения вз, составляющего 35% от разрывного для каждого исследуемого материала соответственно, и выдерживался в таком состоянии в течение трех часов. При этом регистрировалось протекание релаксаций усилий общего Р0бщ по направлениям петельного столбика Рст и петельного ряда Рряд.. В качестве объектов исследования были выбраны трикотажные полотна, которые применяются для изготовления широкого ассортимента изделий. Характеристики образцов представлены в табл. 1.
Таблица 1
Характеристики образцов
Вид переплетения Линейная плотность нити, текс Длина нити в петле 1, мм Плотность по горизонтали, Пг Плотность по вертикали, пв
Кулирная гладь, хлопчатобумажная 71,4 7 65 75
Кулирная гладь, полушерстяная 50x2 5 55 75
Кулирная гладь, капрон 6 2 120 200
Ластик, хлопчатобумажная 71,4 6,8 70 90
Интерлок, хлопчатобумажная 71,4 3 120 130
Ластик, хлопчатобумажная 16,5x2 5 100 120
Ластик, полушерстяная 50x2 6 70 90
Трико-сукно, капрон-вискозная 20 3 160 160
Сукно-сукно, МФ-капрон 24 3 160 280
Трико-трико, хлопок-капрон 10 4 160 200
Исследование закономерности протекания процесса релаксации усилий
Результаты исследований закономерности протекания процесса релаксации усилий общего Р0бщ по направлениям петельного столбика Рст и петельного ряда Рряд при растяжении исследуемого образца по нормали к его плоскости для указанных выше материалов приведены в табл. 2. По данным табл. 2 построены графики (рис. 1-6).
Таблица 2
Значения усилий Р0бЩ., Рст. и Рряд. при растяжении исследуемого образца по нормали
к его плоскости
Вид переплетения Усилия: общее и по осям, Р, % Время релаксации усилий 1, ч
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Кулирная гладь, х/б Робщ. 100 58 45 40 39 39 39
р L ст. 100 65 57 52 50 49 49
р 1 ряд. 100 75 70 69 68 68 68
Кулирная гладь, п/ш Робщ. 100 60 50 55 54 53 53
р L ст. 100 70 75 60 59 58 58
р 1 ряд. 100 82 78 77 76 76 76
Кулирная гладь, капрон Робщ. 100 65 58 55 54 54 54
р L ст. 100 75 70 68 67 67 67
р 1 ряд. 100 82 80 78 77 77 77
Ластик, х/б Робщ. 100 58 48 45 44 43 43
р L ст. 100 67 60 57 56 56 56
р 1 ряд. 100 80 75 74 73 73 73
Интерлок, х/б Робщ. 100 60 50 45 44 43 43
р L ст. 100 70 75 60 59 58 58
р 1 ряд. 100 82 78 77 76 76 76
Трико-трико; хлопок-капрон Робщ. 100 55 45 40 39 38 38
р L ст. 100 75 68 65 64 63 63
р 1 ряд. 100 67 60 55 54 54 54
Анализируя графики, находим, что процесс релаксации напряжений Р0бщ., Рст и Рряд. при растяжении типичен для релаксационных процессов трикотажных материалов, когда время процесса соизмеримо со временем наблюдения. За сравнительно малое время растяжения образца до заданной величины деформации успевают произойти лишь частичные изменения макро- и микроэлементов структуры трикотажа, поэтому напряженность нити на отдельных участках элементарных звеньев оказывается разной. Вследствие этого по окончании растяжения начинаются процессы изменения конформации элементарных звеньев трикотажа, перемещения нитей из одних, более напряженных
участков в другие, менее напряженные (рис. 1-6, левая часть графиков). В результате таких перемещений напряженность отдельных участков элементарных звеньев структуры трикотажа выравнивается и напряжения в образце уменьшаются, пока не наступит состояние технического равно-
—*—-Робщ. ■ Рст —*—'ряд Рис. 1. Зависимости усилий Р0бЩ, Рст и Рряд. от времени нагружения t при растяжении
кулирной глади, х/б.
—РобЩ. Я Рст. А - Рряд Рис. 2. Зависимости усилий Р0бЩ, Рст и Рряд. от времени нагружения t при растяжении
кулирной глади, п/ш.
t Робщ. ■ Рст. —*—Рряд Рис. 3. Зависимости усилий Р0бЩРст и Рряд. от времени нагружения t при растяжении
кулирной глади, капрон.
t Рабщ. ■ -Рст. —*—Рряд
Рис. 4. Зависимости усилий Р0бЩРст и Рряд. от времени нагружения t при растяжении ластика, х/б.
» Рабщ. ■ Рог. —*— Рряд Рис. 5. Зависимости усилий Р0бЩРст и Рряд. от времени нагружения 1 при растяжении интерлока х/б.
—Робщ. ■ -'Рст —Л—Рряд Рис. 6. Зависимости усилий Р0бЩРст и Рряд. от времени нагружения 1 при растяжении трико-трико, хлопок-капрон.
Выводы
Исследования показали, что характерная особенность протекания процесса релаксации усилий при растяжении исследуемого образца по нормали к его плоскости - то, что наиболее высокие величины и темпы изменения усилий наблюдаются по направлению общего силового воздействия на
материал. Величины и темпы изменения усилий по направлению петельного столбика Рст и петельного ряда Рряд. несколько меньше, причем самые низкие отмечаются по оси с наибольшей растяжимостью, т.е. по петельному столбику.
1. Кобляков, А.И. Структура и механические свойства трикотажа. - М.: Легкая индустрия, 1973. - 240 с.
2. Установка для исследования деформационных свойств трикотажа при различных видах растяжения. Сборник статей по материалам V Международной научно-практ. конф. «Технические науки: проблемы и решения». - № 5 (4). - М.: Интернаука, 2017. - С. 93-97.
УДК 531/534: [57+61]
A.B. Бушманов, А.И. Конников
ОЦЕНКА ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ КАЧЕСТВ СТЕРЖНЕВОГО АППАРАТА ВНЕШНЕЙ ФИКСАЦИИ ПЕРЕЛОМОВ КОСТЕЙ ТАЗА
Целью работы является исследование деформаций и напряжений элементов стержневого аппарата для фиксации тазового кольца. В ходе исследования построена деформационная модель аппарата наружной фиксации переломов тазового кольца у человека, а также геометрическая модель тазового кольца, включающая подвздошные, седалищные, лобковые кости, крестец и копчик. В результате получены векторы сил, действующих на тазовое кольцо со стороны мышечной ткани при различных углах наклона бедренной кости к тазовому кольцу. Проведен анализ напряженно-деформированного состояния полученной модели с использованием программного комплекса SolidWorks и программной системы конечно-).! е.ментного анализа ANSYS для аппарата наружной фиксации, полностью изготовленного из нержавеющей стали 03X16H15M3 (аналог стали 316L), а также аппарата, в котором элементы, испытывающие наибольшие нагрузки, изготовлены из сплава титана ВТ6. Выявлено, что при использовании сплава титана элементы стержневого аппарата могут испытывать большую нагрузку в каждой фазе походки человека, находясь в зоне упругой деформации. Продемонстрировано, что разработанная деформационная модель может использоваться для исследования напряженно-деформированного состояния при различных направлениях и местах приложения силы. Кроме того, созданная модель позволяет исследовать влияние свойств материалов элементов сборки на общую ее жесткость. Показано, что конструкция стержневого аппарата может применяться в травматологи при лечении переломов тазового кольца.
Ключевые слова: тазовое кольцо, крестцово-подвздошное сочленение, деформационная модель, метод конечных элементов, наружная фиксация, стержневой аппарат.
