Анализ испытаний сочетаний материалов на разрыв

АНАЛИЗ ИСПЫТАНИЙ СОЧЕТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ НА РАЗРЫВ

© Лесникова Т.Ю.*, Ковалева И.И.,

Смирнова О.А., Мруз А.В.

Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса,

г. Шахты

Обеспечить оптимальные параметры формоустойчивости и облегания зон подголовника и верхней части спинки можно за счет применения эластичных лент как вспомогательного материала. Для того чтобы определить, наиболее оптимальное для обеспечения показателей прочности и формоустойчивости сочетание трех часто применяемых материалов с эластичной лентой, были проведены испытания на разрыв ниточного шва.

Для обеспечения оптимальных параметров формоустойчивости и облегания автомобильными чехлами сидения в таких местах, как подголовник и верхняя часть спинки (рис. 1), целесообразно применение эластичных лент. Последние должны настрачиваться под основной материал верха для того, чтобы впоследствии при надевании чехла на подголовник, лента растягивалась и принимала сложную форму подголовника и выпуклых частей спинки.

Рис. 1. Зоны облегания автомобильного кресла

Нами был проведен анализ основных материалов, применяемых при производстве автомобильных чехлов, по результатам которого было выбрано 3 основных материала, наиболее часто применяемых для изготовления чехлов: натуральная кожа (НК), искусственная кожа (ИК) и флок. В качестве вспомогательного материала выбрана лента тканая эластичная (ЛТЭ) согласно ОСТ 17-284-73.

* Студент кафедры «Моделирование, конструирование и дизайн».

Для определения технологичности комбинаторности каждого из основных материалов со вспомогательным, были проведены испытания разрывной нагрузки, с целью определения удлинения ниточных швов, а также раздви-гаемости нитей ткани в соединительных швах. Испытания проводились согласно ГОСТ 28073-89 «Изделия швейные». Методы испытания разрывной нагрузки, удлинения ниточных швов, раздвигаемости нитей ткани в швах».

В качестве экспериментального оборудования для определения разрывной нагрузки и удлинения ниточных швов была использована универсальная разрывная машина ИР 5074-3 с наибольшей предельной нагрузкой 3кН и постоянной скоростью опускания нижнего зажима.

Образцы соединялись с помощью настрочного однорядного шва, параметры которого соответствуют ГОСТ 16964-71 «Швы для чехлов из тканей. Конструкция и размеры».

Тип, модель, номер и основные размеры иглы, в том числе и форма острия, для соединения основных и вспомогательных материалов выбраны в соответствии с ГОСТ 22249-82 «Иглы к швейным машинам. Типы и основные размеры».

Нитки для соединения образцов выбраны в соответствии с ГОСТ 3022693 «Нитки обувные. Хлопчатобумажные и синтетические».

Согласно ГОСТ 28073-89 «Изделия швейные» были подготовлены по 5 образцов на каждый вид сочетания основного и вспомогательного материала (рис. 2).

Рис. 2. Размеры элементарных проб, в мм

Для проведения испытания на разрывной машине установили зажимную длину, равную 100 мм. В верхний зажим заправляли короткую часть образца (в нашем случае - ЛТЭ), а в нижний - длинную часть образца (рис. 3). Ниточный шов был расположен на равном расстоянии от верхнего и нижнего зажимов разрывной машины. Показатели разрывной нагрузки и удлинения при разрыве снимали в соответствии со шкалами на машине. Скорость движения нижнего зажима постоянна и равна 100 мм/мин. Момент разрушение ниточного шва или материала образца фиксировался по остановке прибора, звуку разорвавшейся нити и визуально.

а) ИК + ЛТЭ б) НК + ЛТЭ в) флок + ЛТЭ

Рис. 3. Расположение образцов в зажимах разрывной машины

Результаты проведенных измерений разрывной нагрузки и удлинения образцов представлены в табл. 1. За фактическую разрывную нагрузку шва принимаем среднее арифметическое значение 5 результатов первичных испытаний, округленное до 1,0 Н.

Таблица 1

Показатели разрывной нагрузки и удлинения

Сочетание материалов № образца Разрывная нагрузка, Н Удлинение, мм Характер разрушения

Искусственная кожа + лента тканая эластичная 1 230 24 Разрушение материала по линии ниточного шва

2 230 23

3 210 24

4 240 29

5 240 29

Натуральная кожа + лента тканая эластичная 1 490 27 Разрушение ниток соединительного шва

2 557 25

3 556 33

4 550 30

5 557 33

Флок + лента тканая эластичная 1 332 19 Разрушение материала по линии ниточного шва

2 340 18

3 500 15 Разрушение ниток соединительного шва

4 462 23

5 421 19

Графические результаты измерений разрывной нагрузки и удлинения приведены на рис. 4.

По результатам лабораторных испытаний, в образцах сочетания ИК + ЛТЭ происходит разрушение основного материала по линии соединительного шва, а сам ниточный шов остается целым, аналогичный характер разрушений наблюдается в сочетании флок + ЛТЭ. Но, в данном случае, характер разрушения материала произошло лишь в двух случаях из пяти. Для сочетания НК + ЛТЭ разрушения материала не происходит ни в одном из пяти случаев.

е разрывной нагрузки, I

Рис. 4. Графические результаты измерений

Для всех видов сочетания материалов нами рассчитана величина удлинения ниточного шва в процентах по формуле:

11 = I  100 /А

где I - изменение длины, мм; А - зажимная длина, мм.

Сравнительная схема результатов разрывной нагрузки и удлинения показана на рис. 5.

Искусственная

кожа

Нагрузка - 230 Н

Удлинение - 25,8 мм

Лента тканая Натуральная

эластичная кожа

Нагрузка - 542 Н

Удлинение - 29,6 мм

Флок

Нагрузка - 411 Н

Удлинение - 18,8 мм

Рис. 5. Схема результатов лабораторных испытаний

По результатам экспериментальных испытаний соединение «натуральная кожа + лента тканая эластичная» следует признать наиболее оптимальным для обеспечения показателей прочности и формоустойчивости автомобильных чехлов.

Список литературы:

1. ГОСТ 28073-1989. Изделия швейные. Методы испытания разрывной нагрузки, удлинения ниточных швов, раздвигаемости нитей ткани в швах [Текст]. - Введ. 1990-01-07. - М.: Изд-во стандартов, 1989. - 10 с.: ил.

2. ГОСТ 16964-1971. Швы для чехлов из тканей. Конструкция и размеры [Текст]. - Введ. 1972-01-07. - М.: Изд-во стандартов, 1989. - 8 с.: ил.

3. ГОСТ 22249-1982. Иглы к швейным машинам. Типы и основные размеры [Текст]. - Введ. 1973-01-07. - М.: Изд-во стандартов, 1989. - 20 с.: ил.

4. ГОСТ 30226-1993. Нитки обувные. Хлопчатобумажные и синтетические [Текст]. - Введ. 1996-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1989. - 19 с.: ил.