Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время разработка методов оценки деформационных свойств текстильных материалов приобретает большое значение в связи с необходимостью получения текстильных материалов с заданными свойствами при разных условиях эксплуатации. Разработанные методы оценки деформируемости текстильных материалов при заданных условиях эксплуатации на основе предлагаемых теорий и моделей позволяют проводить анализ и прогнозирование деформационных свойств нитей и пряжи в процессе эксплуатации при различных условиях нагружения.
Для описания нелинейной вязкоупругости нитей и пряжи и прогнозирования их поведения под нагрузкой применяются разновидности наследственной теории, математические и механические модели. Многообразие теоретических подходов для описания нелинейной вязкоупругости нитей и пряжи обусловлено различием деформационных свойств полимерных волокон, из которых состоят нити и пряжа, а также их макроструктурой, расположением волокон в нитях и пряже. Общим для всех теоретических подходов описания нелинейной вязкоупругости текстильных материалов является учет упругой, высокоэластической и остаточной или пластической деформации, а также применение закона Гука.
При применении наследственной теории для адекватного описания нелинейной вязкоупругости нитей и пряжи возникает вопрос, связанный с выбором ядер ползучести, учитывающих активирующее влияние напряжения и температуры на процесс деформации исследуемого объекта. В настоящее время используются интегральные уравнения с ядрами ползучести разностного типа в реальном времени, из которых следует возможность описания ползучести с применением принципа напряженно-временной аналогии. Что же касается вопроса применения интегральных уравнений с ядрами ползучести разностного типа в преобразованной временной шкале для описания вязкоупругости пряжи, то он никем ранее не рассмотрен. Также никем ранее не рассмотрен вопрос применения интегральных уравнений, из которых следует возможность описания ползучести нитей и пряжи с применением гипотезы о подобии кривых ползучести.
Другим фактором, который позволят расширить область применения наследственной теории для описания нелинейной вязкоупругости нитей и пряжи, является определение функции ползучести, позволяющей адекватно описать ползучесть нитей и пряжи.
Цель работы. Цель работы состояла в разработке математической модели с применением наследственной теории и в разработке методов прогнозирования вязкоупругих свойств нити и пряжи при различных режимах деформирования.
В задачи работы входило: - изучение влияния нагрузки на ползучесть нитей и пряжи различного состава;
исследование вязкоупругих свойств нитей и пряжи при различных режимах нагружения;
разработка математической модели на основе наследственной теории с ядром ползучести разностного типа в преобразованной временной шкале;
разработка методик прогнозирования вязкоупругих свойств нитей и пряжи по данным, полученным из обработки кривых ползучести;
апробация разработанных методик прогнозирования.
Научная новизна работы состоит:
в разработке математической модели с применением наследственной теории с ядром ползучести разностного типа в преобразованной временной шкале, содержащей функцию ползучести арктангенс от степенного аргумента, для описания нелинейных вязкоупругих свойств пряжи и нитей;
в разработке методов прогнозирования деформационных свойств пряжи и нитей при сложных режимах нагружения по кривым ползучести;
в разработке методик прогнозирования нелинейной вязкоупругости нитей и многокомпонентной пряжи с применением принципа напряженно-временной аналогии и гипотезы о подобии кривых ползучести;
Практическая значимость работы состоит в применении разработанных методов для прогнозирования деформационных свойств нитей и пряжи различного состава на основе предлагаемой математической модели по кривым ползучести и кривым релаксации напряжения в области неразрушающего действия напряжения, а также возможность прогнозирования деформационных свойств нитей и пряжи, проявляемых при ее эксплуатации.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на Всероссийской научно-технической конференции "Современные технологии и оборудование текстильной промышленности", Текстиль - 2005 (г. Москва, 2005г.); Межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов Поиск - 2006 (г. Иваново, 2006г.); Международной конференции (г. Иваново, 2006г., 2007г.), Международной научно - технической конференции "Современные технологии и оборудование текстильной промышленности", Текстиль - 2006, 2007, 2008 (г. Москва, 2006г., 2007г., 2008 г.); научной сессии МИФИ - 2007(г. Москва, 2007г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 работ. Из них 5 статей и 9 тезисов докладов. Три работы опубликованы в журналах рекомендуемых ВАК РФ. Список публикаций приведен в автореферате.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав. Работа изложена на 192 страницах и содержит 49 рисунков, 4 таблицы и список используемой литературы из 131 наименования.
