Файл: Зыбин А.Ю. Двухосное растяжение материалов для верха обуви.pdf

иые положения. Поэтому система координат по удельным на­ грузкам не была использована.

Можно было бы использовать прямоугольную систему коор­ динат по удлинениям (рис. 23, б). Тогда бы двухосные виды

Рис. 23. Схемы для графического изображения результатов испытании при различных видах растяжения

растяжения нашли бы свое место, так как еі= В 2 при двухосном симметричном растяжении, а еі или вг равны нулю при двухос­ ном стесненном растяжении. При использовании этой системы координат некоторые колебания имели бы векторы одноосного растяжения, так как поперечное сокращение обувных материа­ лов значительно колеблется и еще недостаточно изучено. Его можно было бы принять равным 0,5 и тогда бы получилась си­ стема изображения, показанная на рис. 23, в. В этой системе каждый вид и направление растяжения имеют определенное место.

■ Предельные кривые продольных и поперечных удлинений ис­ следуемых материалов широко используются. Эти кривые пока­

зывают, какими продольными и поперечными удлинениями мож­ но деформировать материалы. При переходе за линию, ограни­ чивающую внутреннюю зону предельной кривой, материал раз­ рушается.

Однако построенные таким образом предельные кривые не­ удачны для восприятия из-за того, что они значительно теряли те особенности, которые желательно было бы выделить. Поэто­ му пришлось пойти на некоторую схематизацию графического построения: принять условные изображения степени двухосности и направления растяжения (рис. 23, г). Такие схемы названы сводными диаграммами — это как бы развернутый относитель­ но центра координат рис. 23, в.

В середине стоит двухосное симметричное растяжение, нале­ во и направо степень двухосности уменьшается: последовательно идет двухосное стесненное (несимметричное) растяжение, затем одноосное, но налево — в одном из направлений растяжения, например, по основе или вдоль хребта, а направо — соответст­ венно в другом.

На рис. 24—27 показаны построенные таким способом свод­ ные диаграммы для всех исследованных материалов, кроме по­ ливинилхлорида.

Для сравнительной оценки по вертикальным осям соответст­ вующих диаграмм откладываются относительные величины по­ казателей ер, <7р и А, рассчитанные по показателю двухосного симметричного растяжения, принятого за 100%. Показатель степени п дается в абсолютных цифрах, так как они вполне сравнимы.

Условно принимается, что растяжение по двум диагональным направлениям (под 45 и 135°) для текстильных материаловиме­ ет одинаковый характер и одинаковые абсолютные значения. Поэтому материал фактически испытывался по одной диагонали. На сводных диаграммах данные испытаний по диагонали изо­ бражены симметричными пунктирными линиями.

Относительное удлинение при разрушении образца. На рис. 24 показаны сводные диаграммы изменения относительного удлинения в момент разрушения образцов материалов в зави­ симости от степени двухосности испытаний и направления рас­ тяжения.

Кривые подтверждают теоретические предпосылки: двухос­ ное растяжение той или иной степени резко меняет механические характеристики волокнисто-сетчатых материалов. Как отмеча­ лось ранее (см. с. 14), увеличение степени двухосности растяги­

можность ориентации структурных элементов волокнисто-сетча­ тых материалов, а следовательно, и уменьшает удлинения, в том

82

числе и относительное удлинение образца при разрушении. Оно падает в некоторых случаях даже в несколько раз (кроме удли­ нения тканей, испытываемых по основе и по утку).

При изменении степени двухосности испытаний относительное удлинение выростка и юфти уменьшается в 2,5—3 раза. То же самое имеем и в синтетической коже и трикотаже, испытывае­ мых по диагонали. Относительное удлинение шевро, тканей, испытываемых по диагонали, трикотажа, нагружаемого вдоль петельного ряда, уменьшается в 4—6 раз.

Здесь можно отметить характерную зависимость: чем боль­ ше тягучесть материала по органолептической оценке, тем сильнее падает относительное удлинение при увеличении степе­ ни двухосности.

Коэффициент удлинения. В общем, картина изменения коэф­ фициента удлинения в зависимости от степени двухосности ис­ пытаний и направления растяжения образцов аналогична изме­ нениям 8Р (см. рис. 25).

Коэффициент удлинения А при двухосном симметричном рас­ тяжении выростка по сравнению с коэффициентом удлинения при одноосном растяжении уменьшается в 1,5—2 раза для об­ разцов, испытываемых соответственно вдоль и поперек хребта. Изменения коэффициента А юфти менее значительны, нс также проявляется анизотропия в свойствах по направлениям выруба­ ния образцов, равная 1,5.

Коэффициент удлинения материалов большой тягучести (шевро и тканей, испытываемых по диагонали) в зависимости от степени двухосности уменьшается до 8 раз.

В общем, характер уменьшения А еще раз подтверждает по­ ложение о том, что основную роль в удлинении волокнисто-сет­ чатых материалов играет грубая структура материала, вызыва­ ющая его деформацию при различных видах растяжения.

Удельная нагрузка при разрушении. В отличие от ер и А, которые резко уменьшают свои значения, удельная нагрузка при разрушении в зависимости от степени двухосности изменяет­ ся незначительно (см. рис. 26). С некоторым приближением ее можно считать почти постоянной.

Резкого различия в изменении qp кож, тканей при увеличении степени двухосности не наблюдалось, однако каждому материа­ лу присущи характерные черты. Вследствие анизотропии удель­ ная нагрузка при разрушении образцов несколько падает при переходе от одноосного растяжения в одном направлении через двухосное до одноосного растяжения в перпендикулярном на­ правлении.

Испытания на новых приборах и теоретическое рассмотрение соотношений нормальных и касательных напряжений, возникаю­ щих при испытании материалов, полностью подтверждают тео­ рию ориентации волокнисто-сетчатых материалов: элемент во-

Рис. 24. Сводные диаграммы изменения относительного удли­ нения при разруше­ нии еР в зависимо­ сти от степени двухосности испытании и направления растяже­

ния образцов:

О

ш

і

Рис. 25. Сводные диаграммы изме­ нения коэффици­ ента удлинения А в зависимости от степени двухоспости испытаний и направления растя­

жения образцов:

локнисто-сетчатого материала при нагружении находится под действием двух составляющих напряжений — нормальной, стре­ мящейся растянуть этот элемент до разрушения, и касательной, стремящейся повернуть его так, чтобы уменьшить угол между направлением элемента и направлением приложения нагрузки.

Увеличение степени двухосиости до симметричного растяже­ ния уменьшает касательные напряжения до нуля и резко огра­ ничивает возможность ориентации элементов волокон, что сни­ жает удлинение образца волокнисто-сетчатого материала в не­ сколько раз. С другой стороны, увеличение степени двухосиости

86