Спосіб визначення міцності ниток

Спосіб визначення міцності ниток, що полягає у їх квазістатичному навантаженні розтягом з одночасним записом діаграми “навантаження – видовження” та акустограми, при цьому розривне навантаження встановлюють методом акустичної емісії, який відрізняється тим, що значення навантаження початку макроруйнування волокон у нитці визначають за зміною амплітуд сигналів акустичної емісії і приймають його за величину граничного навантаження або допустимого натягу. (19) (21) 2003076699 (22) 16.07.2003 (24) 15.03.2006 (46) 15.03.2006, Бюл. № 3, 2006 р. (72) Скальський Валентин Романович, Андрейків Олександр Євгенович, Сергієнко Олег Миколайович (73) ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИЙ ІНСТИТУТ ІМЕНІ Г.В.КАРПЕНКА НАН УКРАЇНИ (56) Velu Y.K., Ellison M.S. and Dai J.R. Single fiber acoustic emission and tensile properties from cotton bundle fracture tests // Textile Research J.- 1999.- 69, №8 RU 2236000, 10.09.2004 RU 2138039, 20.09.1999 3 75108 4 за величиною амплітуд акустичних сигналів від винного перетворювача 3, дальше подають на руйнування окремих волокон встановлюють напопередній підсилювач 7, а відтак на блоки вантаження розриву. У порівнянні із прототипом, фільтрів 8 і обробки сигналів 9, а після цього синде визначення міцності нитки ведуть за допомогою хронно із діаграмою розтягу "навантаженняспектру густини енергії акустично-емісійного відносне видовження" записують реєструючим імпульсу, що враховує роботу розриву нитки, і за пристроєм 10 акустограму, відповідно до яким оцінюють її міцність, способом встановлюють представленої на фіг. 2. За акустограмою визнаміцність нитки за величиною огинаючої амплітуд чають точку початку руйнування нитки А. сигналу акустичної емісії, який дозволяє кількісно Проекцією точки А на вісь ординат діаграми розтяоцінити критичне значення міри об'ємної гу визначають точку Р0, що є навантаженням попошкодженості нитки на підставі того, що чатку руйнування волокон нитки. Навантаження амплітуда сигналів акустичної емісії і міра об'ємної початку руйнування нитки Р0 значно менше ніж P1 пошкодженості матеріалів лінійно пов'язані [3]. За - навантаження розриву, визначене за діаграмою досягнення критичного значення об'ємної розтягу "навантаження Р - відносне видовження l". пошкодженості наступить розрив волокон - почаЦе значить, що навантаження початку руйнування ток макроруйнування нитки, який чітко виділяється волокон нитки Р0 визначено з більшою точністю. на акустограмі різким зростання амплітуд сигналів Таким чином, величина значення Р0 у практичній акустичної емісії. діяльності, а саме, текстильному виробництві моСпосіб визначення міцності ниток реалізують же бути прийнята за граничну величину навантаза допомогою відомої установки, схематично ження розриву або макроруйнування нитки. показаної на фіг. 1, а на фіг. 2 представлено Ґрунтуючись на більш достовірних даних величини діаграму "навантаження-видовження" і акустогразначення Р0, встановлюють допустимий натяг нитму, за якими визначають початок руйнування воки у в'язальних пристроях, установках та машинах. локон. Приклад виконання На фіг. 1 зображено: нитка 1, нерухомий захоп Одним із найбільш поширених матеріалів у 2 нитки 1 з спеціально підготовленою площиною текстильному та килимарському виробництві є для встановлення первинного перетворювача 3 шерсть, яка як і інші протеїнові волокна має сигналів акустичної емісії, тензометричний динанерозпрямлені молекули, що надають їй низьку мометр 4, жорстко зв'язаний із захопом 5 наванміцність і велику розтяжність. Завдяки останньому, тажувального пристрою 6 для створення зусилля у шерстяній нитці навантаження розриву зростає із розтягу нитки 1, попередній підсилювач 7, блок ростом діаметра волокна. Шерстяне волокно має фільтрів 8, блок обробки сигналів акустичної емісії три шари: верхній епідерміс у вигляді лусковитих 9, реєструючий пристрій 10, тензометричний переклітин, що створюють із своїх тонких безбарвних творювач переміщення 11, підсилювачі 12 та 13. пластинок оболонку, яка має специфічні для кожНа фіг. 2 представлено діаграму, де по осі абцис ного типу волокна зазубрини, корковий шар та відкладено відносне видовження l, по осі ординат серцевину. Під дією механічного навантаження, величину зусилля навантаження Р та амплітуду реалізованого на установці 6 за фіг. 1, прикладали огинаючої сигналів акустичної емісії U. А - точка квазістатичне зусилля навантаження Р, одночасно початку руйнування нитки 1, Р0 - критичне наванфіксуючи діаграму розтягу та акустограму. Встатаження, Р1 - навантаження розриву. новили, що волокна починають руйнуватися із Спосіб визначення міцності нитки працює такрихкого розтріскування епідермісу, а далі руйнуким чином. Спочатку нитку 1 фіксують у вання переходить і на внутрішні шари, котрі спеціальному нерухомому захопі 2 і встановлюють пластичніші і визначають в'язкість руйнування. Для його на спеціально підготовленій площині первиншерстяної нитки діаметром 2 мм, середньої довний перетворювач сигналів акустичної емісії 3. жини волокна 500 мм величини становлять Р1 Після цього, нитку 1 під'єднують до тензометрич=17,5 гс/текс, l = 38% та Р0 = 14,3 гс/текс. В ного динамометра 4, з'єднаного жорстко із захорезультаті видно, що Р0 < Р1, таким чином, Р0 крипом 5 навантажувального пристрою 6. Електронну тичне навантаження визначено достовірніше. Враакустико-емісійну апаратуру, а саме, попередній хувавши те, що натяг ниток в машинах і підсилювач 7, блок фільтрів 8, блок обробки механізмах є одним із визначальних параметрів сигналів акустичної емісії 9 під'єднують до первинякості кінцевого виробу, слід рекомендувати натяг ного перетворювача акустичної емісії 3, а шерстяних ниток діаметру 2 мм встановлювати на підсилювачі 12 та 13 - до тензометричного динарівні Р0 = 14,3 гс/текс, що буде оптимальним з точмометра 4 та тензометричного перетворювача ки зору як якості виробу, так і технологічним з переміщень 11, відповідно. Сигнали з виходів виробничої точки зору. попередніх підсилювачів 12 та 13, а також з виходу Технічний результат отриманий від викориблоку обробки сигналів акустичної емісії 9 подають стання способу полягає у точному встановленні на реєструючий пристрій 10. Навантажувальним початку руйнування нитки, навантаження її розрипристроєм 6 через захопи 2 та 5 створюють ву, що дасть можливість під час виробничого проквазістатичне навантаження розтягу нитки 1, а за цесу виготовлення килимів або тканин усунути допомогою електричних сигналів із тензометриччасті розриви ниток за рахунок встановлення праних динамометра 4 і перетворювача переміщень вильного натягу у в'язальних пристроях, установ11, підсилених попередніми підсилювачами 12 та ках та машинах. 13, записують на реєструючому пристрої 10 Бібліографічні дані: діаграму "навантаження Р - відносне видовження 1. ГОСТ 6611.2-73 (переиздание 1981 г. с изl". Сигнали акустичної емісії, які відбирають з перменениями №1). Нити текстильные. Методы опре 5 75108 6 деления разрывной нагрузки и разрывного удли1999. - 69, N8, - P.616-620. нения. - 7 с. 3. Скальський В.Р. Акустико-емісійне визна2. Velu Y.K., Ellison M.S. and Dai J.R. Single fiчення накопичення об'ємної пошкодженості тверber acoustic emission and tensile properties from дих тіл // Фізико-хімічна механіка матеріалів, cotton bundle fracture tests // Textile Research J. 2003. - №2. - С.84-92. Комп’ютерна верстка М. Клюкін Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601