Швейное производство
Модельные методы изучения релаксационных процессов
При изучении механических свойств полимерных материалов широкое применение получили модельные методы. Они используются для описания зависимостей между напряжением, временем его действия и деформацией, для составления дифференциальных уравнений деформации.
- Занавески.
В последнее время механические модели использовались для описания релаксации нитей (Г. Н. Ку-киным, А. Н. Соловьевым, А. В. Матуконисом, Ф. Випклером), трикотажа (А. И. Кобляковым), тканей (Б. А. Бузовым, Д. Г. Петропавловским). Модельные методы изучения релаксационных процессов в текстильных материалах представляют большой научный интерес, а результаты изучения позволяют прогнозировать поведение материалов в различных условиях эксплуатации.
Простейшей механической моделью является модель, предложенная Максвеллом (рис. 2.28),— последовательно соединенные идеально упругая пружина и поршень, погруженный в вязкую жидкость, течение которой подчиняется закону Ньютона. Под действием приложенной внешней силы о мгновенно проявляется упругая деформация пружины еу и в течение всего времени действия внешней силы развивается вязкое течение—необратимая часть деформации 8н- В каждый момент времени полная деформация в определяется как сумма деформаций ку и к1Ьт.е. 8 = 8у + 8„. Дифференцируя по времени / это равенство, получаем Для текстильных материалов, имеющих эластический характер деформации, предложены более сложные механические модели.
А. И. Кобляков для изучения механизма растяжения трикотажа использовал трехкомпоиентную модель Кельвина—Фойгта (рис. 2.29), в которой первый элемент соответствует начальной фазе релаксации, второй элемент -замедленной фазе и третий— фазе с заторможенными процессами. Модель, использованная А. И. Кобляковым, хорошо описывает процесс деформирования при напряжении в пробе материала, не превышающем 10 % разрывного.
В общем виде уравнение деформации для такой эластической (механической) модели имеет вид Применение этого метода Б. А. Бузовым и Д. Г. Петропавловским выявило возможность использования трехзвеппой модели Кельвина--Фойгта для количественного описания релаксации деформации тканей как в режиме ползучести, так и в режиме эластического восстановления. Однако методика расчета параметров моделей потребовала уточнения и корректировки. Эксперименты показали, что на начальном этапе, который составляет 0,1—-0,15 с, величина деформации, а также темп замедления се дальнейшего развития зависят от уровня нагрузки, вида материала и направления растяжения. Однако во всех случаях эксперимента отмечалось, что деформацию ткани на этом этапе составляет преимущественно упругая компонента, развивающаяся в линейной зависимости от времени. Поэтому при определении быстропротекающнх процессов предложено вести расчет по двум первым точкам экспериментальной кривой, что существенно уменьшает погрешность вычислении всех параметров модели.