способ определения деформационных свойств объемных теплоизоляционных материалов и готовых образцов

Формула изобретения

Способ определения деформационных свойств объемных теплоизолирующих материалов и готовых образцов, заключающийся в определении изменений параметров образцов после осадки при сжатии их плоским пуансоном при постоянном времени воздействия нагружающих усилий, отличающийся тем, что сжатие объемного текстильного материала и готовых образцов производится составным пуансоном, состоящим из центрального диаметра d и наружного диаметром D2d, а испытания проводятся последовательно: сначала центральный пуансон нагружают усилием F₁, затем наружный пуансон нагружают усилием F₂, обеспечивающим равенство осадки под центральным и наружным пуансонами, определяют высоту образцов под центральным пуансоном при заданных значениях усилия F₁ и основные реологические константы, при этом распределение давлений под центральным пуансоном имеет минимальную неоднородность, а влияние краевого эффекта миниминизировано.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области текстильного производства, в частности к способу определения деформационных свойств объемных текстильных теплоизоляционных материалов, например синтепона или пуха.

В текстильном материаловедении при оценке функциональных свойств текстильных материалов, полотен используется способ определения деформационных свойств текстильных материалов, полотен путем сжатия образца при постоянном давлении (Р) и времени воздействия нагрузки () /1/. Однако данный способ не позволяет определить деформационные свойства объемных теплоизоляционных материалов и готовых образцов.

Наиболее близким техническим решением является способ определения деформационных способностей текстильных материалов путем их сжатия плоским пуансоном. Данный способ позволяет качественно определить свойства текстильных материалов при сжатии образцов цилиндрической формы, диаметр которых меньше диаметра плоского пуансона.

Однако данный способ не может быть использован для определения деформационных свойств объемных материалов и их пакетов. Объемные материалы и готовые пакеты при сжатии их плоским пуансоном легко сжимаются, вытесняя заключенный внутри них воздух, и уплотняются, в то же время наблюдается выдавливание материала за пределы периметра образцов. Чем рыхлее утеплитель, тем легче он деформируется и тем больше отклоняются показатели приборов от видимой толщины материалов в свободном несжатом состоянии. Кроме того, данный способ не позволяет определить деформационные свойства материалов на готовых образцах путем вдавливания плоского пуансона из-за наличия “краевого эффекта” - на контуре пуансона давление стремится к , а за пределами пуансона наблюдается восстановление материала /2/.

Целью предложенного способа является повышение качества оценки деформационных свойств объемных теплоизоляционных материалов и готовых образцов.

Поставленная цель достигается тем, что сжатие объемного текстильного материала и готовых образцов осуществляется составным пуансоном, состоящим из центрального (диаметром d) и наружного (диаметром Dd) пуансонов. Испытания проводятся последовательно: сначала центральный пуасон нагружается усилием F₁, а затем наружный пуансон нагружается усилием F₂, обеспечивающим равенство осадки под центральным и наружным пуансонами. При этом распределение давлений под центральным пуансоном имеет минимальную неоднородность, а влияние краевого эффекта миниминизировано.

Заявляемый способ позволяет определить не только величину осадки h центрального пуансона и высотной деформации (h₀ - исходная высота образца) при заданных значениях усилия F₁, но и определить основные реологические константы (модуль упругости Е_Y, коэффициент Пуассона , модули сдвига K и сжимаемости G) из следующих уравнений:

При этом модуль сдвига К и сжимаемости G могут служить основными параметрами, характеризующими деформационные свойства объемных теплоизоляционных материалов. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию “новизна”.

На чертеже представлена последовательность нагружения усилий на составной пуансон (усилия F₁ - на центральный и F₂ - на наружный пуансоны).

Предлагаемый способ определения деформационных свойств объемных теплоизолирующих материалов и готовых образцов реализован следующим образом.

Деформационные свойства определены для двух объемных утеплителей натуральной (гусиная перопуховая масса с процентным содержанием пера 20 и пуха 80, именуемая в дальнейшем “пух”) и химической природы (thinsulate), отличающихся своей структурой, составом и способом получения.

Образцы утеплителей цилиндрической формы (размеры образцов для thinsulate 0,250,024 м; а пух помещают в чехлы таких же размеров с плотностью заполнения 10 кг/м³) сжимают составным пуансоном, состоящим из центрального (диаметром d=0,1 м) и наружного (D=0,2 м) пуансонов, последовательно. Вначале центральный пуансон нагружают усилием F₁, затем наружный пуансон нагружают усилием F₂, обеспечивающим равенство осадки под центральным и наружным пуансонами (значения усилий F₁ и F₂ для пуха и thinsulate даны в таблице).

После воздействия нагрузки (время воздействия =60 с) измерена высота образцов h₁ под центральным пуансоном при заданных значениях усилия F₁ и определены основные реологические константы, значения которых приведены в таблице.

Литература

1. ГОСТ 12023-93. Материалы текстильные. Полотна. Метод определения толщины. Введен 01.01.95. - М.: Издательство стандартов, 1995. С.5-8.

2. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. - М.: Наука 1979. С.389-391.