Введение к работе
Актуальность темы. Расширение сферы использования химических нитей и необходимость прогнозирования свойств текстильных материалов на их основе требует более полной оценки их строения и свойств с применением как общепринятых, так и новых методов исследований и испытаний. Важным, но мало изученным вопросом, является также оценка взаимодействия элементарных нитей и неравномерности их свойств в комплексных нитях. Степень реализации свойств отдельных элементарных нитей в химических комплексных нитях во многом определяется именно этими факторами. Существующие методы не позволяют количественно оценить силы фрикционного взаимодействия внутри комплексных нитей при разрушении, а предложенный в 50-х годах в работах по проектированию прочности пряжи косвенный показатель внутреннего взаимодействия волокон в нитях так и не был экспериментально определен. В то же время изучение зоны разрушения комплексной нити позволяет найти новые показатели эффективной и критической длины элементарных нитей и с их использованием оценить фрикционное взаимодействие между элементарными нитями в зависимости от строения комплексной нити.
Важную информацию о процессе разрушения комплексных нитей позволяет получить также метод регистрации спектра акустической эмиссии. Для изучения текстильных материалов, состоящих из дискретных структурных элементов, этот метод применялся очень мало. В течение ряда лет метод регистрации акустической эмиссии разрабатывался на кафедре материаловедения СПГУТД в основном применительно к разрушению волокон и иекрученых комплексных нитей при небольшой зажимной длине,
Определение терминов см. стр. 9 н 13.
когда нить ведет себя как пучок невзаимодействующих между собої элементарных нитей. Реальные же условия эксплуатации предполагают использование комплексных нитей различного строения, в том числ< различной крутки, и метод регистращш акустической эмиссии в сочетании < анализом полной диаграммы деформирования до разрыва дает новук информацию об их строении и особенностях свойств, а также наличш неравномерности свойств структурных элементов (элементарных нитей).
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы явиласі разработка метода изучения зоны разрыва комплексных нитей и оценкі фрикционного взаимодействия между элементарными нитями прі разрушении; метода изучения разрушения комплексных нитей і регистрацией совмещенной диаграммы растяжения и спектра акустическоі эмиссии; метода оценки по акустическому спектру наличия дефектны: элементарных нитей и неравномерности их механических свойсте в процесс разрушения комплексных нитей.
Для достижения поставленной цели в работе реализуются следующи задачи:
исследование характера зоны разрушения различных видр химических комплексных нитей при варьировании их крутки;
разработка метода оценки сил фрикционного взаимодействи элементарных нитей в комплексной с использованием показагел критической длины, оцениваемого по длине зоны разрыва;
исследование процесса разрушения при растяжении комплексны нитей с регистрацией полной диаграммы растяжения до разрыва и спектр акустической эмиссии;
изучение влияния крутки комплексных нитей на характеристик спектра акустической эмиссии;
разработка критериев оценки степени взаимодействия между элементарными нитями и неравномерности свойств отдельных элементарных нитей при разрушении комплексной по акустическим спектрограммам;
оценка возможности по спектру акустической эмиссии оценки качества комплексных нитей и неравномерности разрушения элементарных нитей.
Научная новизна;
- разработан новый метод оценки критической длины и фрикционного
взаимодействия между элементарными нитями при разрушении
комплексной;
выявлено соответствие распределения координат точек разрыва элементарных нитей при разрушении комплексной закотгу распределения Вейбулла для одного разрушенного конца и нормальному закону распределения для всей зоны разрушения и рассчитага.! парамегры этих распределений;
найдены средние значения эффективной и критической длин элементарных нитей в различных видах комплексных нитей (вискозные, лавсан, анид, терлон);
оценена зависимость удельной силы трения в комплексной нити и вида поперечного сечения элементарных нитей;
разработан усовершенствованный метод регистрации совмещенной диаграммы растяжения и спектра акустической эмиссии;
установлено влияние коэффициента крутки нитей на вид спектра акустической эмиссии;
разработан метод оценки по виду спектра акустической эмиссии степени неравномерности элементарных нитей в комплексной с учетом их постепенного разрушения при деформировании.
Практическая значимость:
- разработана методика определения критической длины и сил
фрикционного взаимодействия элементарных нитей в комплексной и
рекомендована для оценки процессов обработки при получении химических
комплексных нитей и их подготовки к переработке;
- разработана методика оценки неравномерности механических свойств
элементарных; нитей при растяжении до разрыва комплексных нитей по
акустическим спектрограммам;
- выполнена экспериментальная оценка характера разрушения
комплексных нитей разных видов с различной круткой по совмещенным
диаграммам деформирования до разрыва и акустическим спектрограммам;
- методы регистрации совмещенной диаграммы растяжения и спектра
акустической эмиссии рекомендованы и прошли апробацию при оценки
качества и неравномерности механических свойств элементарных нитей в
химических комплексных нитях лавсан, терлон, армос в ОАО
"НИИХимволокно", ОАО "Тверьхимволокно", ТОО "ТЕХНИКОМ" и других.
Апробация рабогы. Основные результаты работы докладывались на:
Международной научно-технической конференции "Теория и практика разработки оптимальных технологических процессов и конструкций в текстильном производстве" (ПРОГРЕСС-96). Иваново, 1996;
Международной научно-технической конференции "Теория и практика разработки оптимальных технологических процессов и конструкций в текстильном производстве" (ПРОГРЕСС-97). Иваново, 1997;
Всероссийской научно-технической конференции "Современные технологии текстильной промышленности" (Текстиль-97). Москва, 1997;
Conference "Arch '97" Textiles designing and Care. Lodz, 1997;
10-th International Conference on Composite Materials Mechanics. Riga. 1998;
Научно-технической конференции СПГУТД по машинам и аппаратам текстильной и легкой промышленности. Санкт-Петербург, 1998;
Научно-технической конференции "Дни науки". Санкт-Петербург, 1998;
на семинарах кафедры материаловедения СПГУТД.
По материалам диссертации опубликовано двенадцать работ.
Объем работы. Диссертационная работа изложена на 160 страницах, состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы, содержащего 125 наименований и приложений.
Похожие диссертации на Новые разрушающие методы оценки механических свойств химических комплексных нитей
