способ определения жесткости текстильной нити при изгибе

Формула изобретения

Способ определения жесткости текстильной нити при изгибе с огибанием цилиндра известного радиуса нитью, отличающийся тем, что измеряют действительный радиус кривизны нити, фактический угол охвата нитью цилиндра, натяжение в обеих ветвях нити, рассчитывают постоянные параметры трения, а жесткость В определяют по формуле

где _i - радиус кривизны нити;

G₁ - постоянная начальная сила;

G₂ - возрастающая растягивающая сила;

R - радиус иглы;

F₀, f₀ - постоянные параметры трения;

- фактический угол охвата нитью цилиндра;

i - число опытов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к способам оценки физико-механических свойств текстильных материалов.

Известно, что величина жесткости текстильных нитей при изгибе влияет на структуру текстильного изделия и в том числе на форму и длину нити в петле как в процессе петлеобразования, так и в готовом трикотаже.

Наиболее существенно влияние жесткости при изгибе нити на ее натяжение при огибании поверхности, радиус кривизны которой соизмерим с толщиной самой нити. При этих условиях вызывает трудности определение параметров нити, характеризующих изгиб.

Для определения жесткости нити при изгибе используют следующие способы: консольный метод под действием собственной силы тяжести без принудительной деформации образца, метод кольца под действием сосредоточенной нагрузки с принудительной деформацией образца. Известные способы исходят из определения чистого изгиба, исключая любые сопутствующие изгибу явления. Явление чистого изгиба практически отсутствует при переработке текстильной нити. Как правило, изгиб сопровождается трением и растяжением.

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ определения жесткости нити - при изгибе с огибанием цилиндра известного радиуса нитью.

Недостаток этого способа проявляется в снижении точности и малой информативности.

В реальных условиях петлеобразования изгибание нити в статических и динамических условиях происходит совместно с трением ее о поверхности различной природы (нити о нить, нити о металл), с растяжением при периодически изменяющихся нагрузках и с деформацией поперечного сечения нити вследствие смятия. В свою очередь коэффициент трения, характеризующий сопротивление взаимодействующих поверхностей, зависит от нагрузки, приложенной к ним.

Поэтому задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении точности измерения параметров изгиба нити для последующего расчета жесткости нити на изгиб. Реальный угол охвата нитью цилиндра с достаточной степенью точности можно зафиксировать только при малых нагрузках на нить. В этом случае коэффициент трения нити о поверхность контакта и жесткость нити на изгиб будут соответствовать условиям нагружения в эксперименте, которые в 2-10 раз ниже усилий в нити при ее переработке.

Для согласования условий эксперимента с реальными условиями эксплуатации нити определяются постоянные параметры трения, характеризующие нить во всем диапазоне нагрузок.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения жесткости текстильной нити при изгибе с огибанием цилиндра известного радиуса нитью измеряют действительный радиус кривизны нити, фактический угол охвата нитью цилиндра, натяжение в обеих ветвях нити, рассчитывают постоянные параметры трения, а жесткость В определяют по формуле



где _i - радиус кривизны нити;

G₁, - постоянная начальная сила;

G₂ - возрастающая растягивающая сила,

R - радиус иглы;

F₀, f₀ - постоянные параметры трения;

- фактический угол охвата нитью цилиндра;

i - число опытов.

На чертеже представлена расчетная схема для определения жесткости нити на изгиб.

Сущность предлагаемого способа заключается в получении и обработке информации по участку нити, расположенному на игле. На планшете закреплена игла (1) с известным радиусом (R), которую огибает образец нити (2). Напротив иглы устанавливают видеокамеру. Набегающую ветвь нити нагружают постоянной начальной силой (G₁), a сбегающую - равномерно возрастающей растягивающей силой (G₂). Нагружение сбегающей ветви прекращают в момент смещения нити по поверхности иглы, который фиксируют с помощью видеокамеры и компьютера. По полученным изображениям замеряют действительный радиус (r) нити, уголы схода набегающей и сбегающей ветвей нити, определяют фактический угол охвата нитью цилиндра ().

В ходе эксперимента начальную нагрузку (G₁) изменяют в диапазоне, позволяющем с достаточной точностью определить ().

Жесткость нити на изгиб для малых и больших нагрузок рассчитывают с использованием зависимости



где _i - радиус кривизны нити,

i - число опытов, i=1, 2, 3..;

=R+r;

F₀, f₀ - постоянные параметры трения, определенные из эксперимента.

Использование предлагаемого способа определения жесткости текстильной нити при изгибе обеспечивает следующие преимущества:

- повышается точность измерения параметров, характеризующих изгиб нити, за счет ввода новых факторов - фактического угла охвата нитью цилиндра, натяжения в обеих ветвях нити, радиуса кривизны нити;

- повышается достоверность и объективность оценки жесткости текстильной нити при изгибе за счет введения параметров трения, характеризующих ее поведение при изгибе в условиях, приближенных к реальным.