Анизотропия деформационных свойств иглопробивных нетканых материалов

И.М.Смолейчук,

кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры товароведения непродовольственных товаров ДВГАЭУ;

Г.А.Лаврушин, доктор технических наук, профессор кафедры товароведения непродовольственных товаров ДВГАЭУ;

Л.А.Серебрякова, кандидат технических наук, доцент кафедры товароведения непродовольственных товаров ДВГАЭУ

АНИЗОТРОПИЯ ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ИГЛОПРОБИВНЫХ НЕТКАНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Иглопробивные материалы отличаются от других видов нетканых материалов (клееных, вязально-прошивных) тем, что после иглопрока-лывания волокна в материале сцепляются не только в плоскости холста, но и перепутываются между отдельными слоями, образуя пространственную структуру, что затрудняет получение изотропности по целому ряду свойств (прочности, упругому восстановлению, удлинению) даже в двух направлениях.

Нами исследована анизотропия деформации растяжения иглопробивных нетканых материалов, выработанных из капрона и восстановленной шерсти в различном процентном соотношении (4 варианта). Исследование полной деформации растяжения и ее составных частей проводили на релаксометре Р-5 при

трех уровнях напряжения (0,132; 0,142; 0,164 МПа). При нагружении (СГ/ = const) деформацию-^астяжения фиксировали с помощью индикаторов часового типа и динамометров через 5,15, 30, 60, 90, 120 с до 20 мин и после снятия нагрузки через такие же интервалы. Направление раскроя образцов изменялось от 0 до 180° с интервалом 15°. Полученные экспериментальные данные обобщены и представлены на рис. 1-2. Зависимость относительной деформации растяжения от направления раскроя образцов представляет собой параболу у=ах2+Ьх+с, решение которой нашли с использованием интерполяционного полинома Лагранжа, в итоге преобразований получено выражение:

g(A) = 3,792А,2+ 4,373А, + 0,42 ,

где -Я* = 90° (продольное направление).

Полученное выражение используется для построения модели прогнозирования деформации растяжения иглопробивных нетканых материалов:

а

х 2 т3

+ ig2a)f2(k}p2(a)k(T-0)d0+ ¡f3(k}p3{a)g3il)B(0)de ,

Ч т2

где е - полная деформация;

сг

- эксплуатационное (расчетное) нормальное напряжение, которое имеет место в реальных условиях;

Е - нормальный модуль упругости;

Т и 0 - фиксированное и текущее время.

№ я°

Рис. 1. Влияние направления раскроя образцов на деформацию растяжения иглопробивного нетканого материала

.

т

15й п 90

50 £0

т Ф г

Рис. 2. Кривые релаксации нетканого материала

(рг (р),<рг(р),<р2(р) - функции влияния напряжения;

/2^), Уз(^) — функции влияния волокнистого состава нетканых

материалов;

%ъО ) - функции влияния направления раскроя.

Первое слагаемое в правой части уравнения выражает мгновенноупругую составляющую полной деформации в цикле нагружения. второе - вязкоупругую, третье - вязкопластическую. В этой общей форме уравнение отражает все возможные особенности деформационных процессов иглопробивных нетканых материалов.

По предложенной математической модели определены реологические характеристики иглопробивных нетканых материалов различного волокнистого состава, разработана компьютерная программа для использования модели на практике. Это позволит целенаправленно регулировать и прогнозировать механические свойства нетканых материалов различного волокнистого состава в зависимости от поставленной задачи при проектировании товаров народного потребления.