Спосіб визначення в’язко-пружних властивостей трикотажних полотен

Спосіб визначення в'язко-пружних властивостей трикотажних полотен, при якому зразок вертикально установлюють в консольно закріплених ак 29353 попередньо навантажують активний захват без зразку (режим х.х.), збуджуючи вільні затухаючі коливання, реєструють величину амплітуди вільних затухаючих коливань для активного захвату без зразку та із зразком (режим р.х.), визначають силу опору зразку руху активного захвату по різниці логарифмічних декрементів затухання та розраховують напруження, що виникає в одній петлі трикотажного полотна, по якому судять про в'язкопружні властивості трикотажного полотна. Використання у запропонованому способі визначення в'язко-пружних властивостей навантаження вільними затухаючими коливаннями консольно-закріпленого захвату без зразку та із зразком, вертикально установленим в активному та пасивному захватах, дозволяє по різниці логарифмічних декрементів затухання визначити силу в'язкопружного опору зразку руху активного захвату з урахуванням похибок, які вносяться кінематичними ланками пристрою, при цьому можна судити про напружений стан зразку на протязі всього циклу випробування, шляхом визначення по нескладній методиці напруження, що виникає в одній петлі трикотажного полотна. На фіг. 1 зображена схема установки для визначення в'язко-пружних властивостей трикотажних полотен, на фіг. 2а, 2б представлені графіки затухаючих коливань відповідно для режиму х.х. та режиму р.х. Установка містить активний захват 1 для зразку 2, що являється в'язко-пружним елементом з коефіцієнтом затухання b м коливань у відповідності з рівнянням (1) сили в'язко-пружного опору. Нерухомий захват 3 жорстко закріплений на платформі 4 випробувального стенду. Активний захват 1 закріплений на повзуні 5, який дістає зворотньопоступальні затухаючі коливання від коромисла 6 через шатун 7. Коромисло 6 жорстко закріплено на валу 8, встановленого в подшипнику на стійці 9 платформи. На валу 8 по ковзкій посадці з натягом закріплена втулка 10 із стрілкою 11 для реєстрації кутів a та b для визначення Fmaxх. х. та Fmaxр. х. . Про тухаючих коливань. Перемотка стрічки 19 виконується із постійною відомою швидкістю для визначення періоду коливань tх.х. та tр.х. затухаючих коливань при холостому (фіг. 2,а) та робочому (фіг. 2,б) ході здійснення способу. Горизонтальна установка платформи 4 виконується регулювальними гвинтами 20. По закінченні затухаючих коливань по шкалі 21 відлічуються кути a та b (фіг. 1). Суть технічного рішення відображується рівнянням (1) коливальної системи для режиму вільних затухаючих коливань при холостому та робочому ходах (переміщеннях) активного захвату 1: & m * &&1 + b м y1 + c м y1 = 0, y (1) де 2 & æV æj ö m* = (m1 + m14 + m 5 ) + J1ç 1 ÷ + m1ç s7 ç y çy ÷ &1 ø è &1 è 2 2 2 ö ÷ + ÷ ø 2 & & & æj ö æj ö æj ö + J6 ç 6 ÷ + J10 ç 10 ÷ + m12R 2 ç 12 ÷ , ç y ÷ ç y ÷ çy ÷ &1 ø &1 ø è &1 ø è è приведені до активного захвату масо-інерційні параметри ланок у коливальній системі у відповідності з фіг. 1, тут mi, Ji - маса та моменти інерції ланок з індексами, що відповідають позначенням на фіг. 1; & ji - кутова швидкість відповідних ланок; Vs7 - переносна швидкість центра ваги шатуна; l y 1 = r(1 - cos j8 + sin2 j8 ) - переміщення ак2 тивного захвату; l & & y 1 = rj8 (sin j 8 + sin 2j8 ) - швидкість активно2 го захвату; &&1 = rj 2 (cos j8 + l cos 2j 8 ) - прискорення акти&8 y вного захвату; b м - коефіцієнт затухання коливань; см - жорсткість матеріалу зразку при його розтягу/стиску вздовж петельних стовбців і/або петельних рядів (в режимі холостого ходу см=0 та b м=0, а затухання коливання відбувається за рахунок сил тертя в кінематичних парах коливальної системи); l=r/l - кінематична характеристика коливальної системи (r - довжина коромисла 6, І - довжина шатуна 7). Коефіцієнти yм та см зв'язані з параметрами затухання слідуючим чином: æ A k ( x.x.) - A k (p.x.) ö ÷ - різниця логаDd = lnç ç A k + 2( x.x.) - A k + 2(p.x.) ÷ è ø рифмічних декрементів затухання у відповідності з фіг. 2. yм=2Dd - коефіцієнт демпфірування (поглинання енергії) зразком із трикотажного полотна при вільних затухаючих коливаннях; y с & F = м м y 1 - сила в'язко-пружного опору зраз& 2pj 8 тивага 12 масою m12 та радіусом R також змонтована на валу 8 і служить для збудження затухаючих коливань активного захвату. Спосіб здійснюється наступним чином: на початку режиму х.х. та режиму р.х. противага 12 та стрілка 11 відмітчика кута суміщаються в одній площині в крайньому верхньому положенні. При цьому активний захват 1 займає також крайнє верхнє положення і в режимі х.х., і в режимі р.х., а проба максимально розтягується при виконанні робочого ходу на цій стадії виконання способу. При опусканні противаги виникають затухаючі коливання активного захвату і перший півперіод стрілка 11 відмітчика кутів a та b зустрічає на своєму шляху в крайньому нижньому положенні активного захвату обмежувальний упор 13. Втулка 10 повертається на валу 8, встановлюється разом із стрілкою 11, а після разом з валом та активним захватом здійснює затухаючі коливання. Ці коливання і в режимі х.х., і в режимі р.х., автоматично записуються пристроєм, що складається із державки 14, закріпленої на повзуні 5, олівця 15, електродвигуна 16, ведучого валика 17 та валика 18 для подачі та перемотки паперової стрічки 19 реєстратора за ку по результатам затухаючих коливань; m Rg Fmax( x.x.) = 12 (1 - cos a ) - максимальна сила y1 в'язко-пружного опору руху активного захвату при режимі холостого ходу; 2 29353 Приклад Для визначення в'язко-пружних властивостей трикотажного полотна заготовляли п'ять зразків слідуючих розмірів: довжиною Із=(150+1) мм; шириною b1=(27+1) мм; товщину h1 вимірювали за допомогою товщиноміра. Ці дані занесені до табл. 1. Кількість петельних стовбиків та петельних рядів в зразку площею 2500 мм2 становить відповідно 60 та 58; жорсткість матеріалу см=42,955 Н/м; переплетення - гладь. Зразок зшивали в виді кільця і надівали на захвати. Знімали результати випробувань, заносили ці дані до табл. 1 та вираховували середнє арифметичне значення. По результатам вимірювань робили розрахунки. Для цього використовували слідуючі характеристики установки: маса противаги m12=0,5 кг; радіус противаги R= =0,133 м; довжина коромисла r=0,195 м; довжина шатуна =0,576 м; кут повороту валу jв=90. Результати вимірювань та розрахунків занесені до табл. 2. Як видно із табл. 2 s max значно більше s1 i (див. 11, 12 колонки) та Fmax значно більше F. Це дозволяє рахувати, що при розрахунку напруження в одній петлі по Fmax дає похибку d=( s max /sі)100. Тобто розрахунок напруження в i одній петлі по Fmax (зміряного максимального навантаження для першого напівперіоду навантаження зразку, що розраховується по методу затухаючих коливань) дає різницю в 3,9 рази. По відомому прототипу заміряється тільки Fmax та довжина зразку. Проте поскільки вимірювання довжини зразку потребує час відлежки (30 хв), то по величині DІ не може бути визначене також і напруження в одній петлі. m12Rg (1 - cos b) - максимальна сила y1 в'язко-пружного опору руху пасивного захвату при режимі робочого ходу; m Rg Fmax = Fmax( x.x.) - Fmax( p.x.) = 12 [(1 - cos a ) y1 Fmax( p.x.) = -(1 - cos b)] - максимальна сила в'язко-пружного опору без розрахунку різниці логарифмічних декрементів затухання; DS=Dl×Dh - площа поперечного перерізу зразку після випробувань; å n× å s å s1 = F / DS - сумарне напруження всіх пе i =1 тель зразку; å si si = å np × å nc - напруження в одній петлі трикотажного полотна. Таким чином, при послідовному виконанні затухаючих коливань активного захвату в режимі холостого ходу (без зразку) та в режимі робочого ходу (із зразком), подальший розрахунок величини коефіцієнта демфірування yм по різниці логарифмічних декрементів затухання Dd дозволяє визначити силу в'язко-пружного опору зразку F і по її величині т розрахувати напруження dі, що виникає в одній петлі трикотажного полотна будь-якого виду переплетення. Описана сутність технічного рішення не реалізується при використанні способів по описаним аналогам. Таблиця 1 h2×103 Ak+2(p.x.)×10 3 b2×103 м 2 75 75 75 75 75 75 м 3 27 27 27 27 27 27 м 4 0,59 0,61 0,6 0,6 0,61 0,6 м 6 2,6 2,7 2,55 2,55 2,65 2,61 м 7 0,55 0,59 0,58 0,54 0,57 0,566 м 8 16,5 16 17 17 16 16,5 м 9 11 11 11 11 11 11 м 10 13 10,5 14 16 15 13,7 м 11 7 6,5 7,5 9 8,5 7,7 75 м 5 82 81 82 81 82 81,6 при t=30 хв І2=86 3 3 l2×103 3 h1×103 Ak+2(x.x.)×10 прототип b1×103 Ak(p.x.)×10 1 1 2 3 4 5 c І1×103 Ak(x.x.)×10 № зразків 3 Результати випробувань після до 29353 Таблиця 2 Результати вимірювань № зразків 1 1 2 3 4 5 c прототип DІ×103 Dh×103 DS×103 м 2 4 6 3 7 6 5,2 м 3 0,04 0,02 0,06 0,04 0,18 0,07 ь2 4 0,16 0,12 0,06 0,42 0,24 0,2 11 yм |F| Fmax å si å s max i si×103 s max ´ i 5 -0,134 0,201 -0,154 -0,693 -0,916 6 -0,268 0,402 -0,308 -1,386 -1,832 Н 7 0,036 0,054 0,041 0,185 0,245 0,112 Н 8 1,9370 1,9888 1,9633 2,1273 2,1870 2,041 Н/м2 9 0,224 0,448 0,687 0,441 1,02 0,564 Н/М2 10 12,11 16,57 32,72 5,06 9,11 15,11 Н/м2 11 2,11 4,40 6,53 4,96 10,88 5,78 Н/м2 12 1,14 1,63 3,11 0,57 0,97 1,48 6 Dd Фіг. 1 4 ´103 29353 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5