Коэффициент полноты диаграммы растяжения
Срок действия с 01.07.90
до 01.07.95*
_________________________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 4-93 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации
(ИУС N 4, 1994 год). — Примечание изготовителя базы данных.
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством легкой промышленности СССР
ИСПОЛНИТЕЛИ
С.А.Беляева, канд. техн. наук (руководитель темы); В.С.Федоровская, канд. техн. наук; И.А.Денисенко
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 29.03.89 N 842
3. Срок первой проверки — 1993 г. Периодичность проверки — 5 лет
4. ВЗАМЕН ОСТ 17-739-78
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Настоящий стандарт распространяется на швейные изделия всех видов и устанавливает методы определения разрывной нагрузки шва, удлинения ниточных швов, раздвигаемости нитей ткани в швах.
Методы, изложенные в стандарте, применяются при выборе новых технологических режимов обработки материалов, новых видов швейных ниток, ниточных швов на стадии проектирования одежды.
1. МЕТОД ОТБОРА ПРОБ
1.1. Отбор проб для проведения испытаний проводят:
тканей — по ГОСТ 20566;
нетканых полотен — по ГОСТ 13587;
трикотажных полотен — по ГОСТ 8844;
искусственного трикотажного меха — по ГОСТ 26666.
1.2. Швейные нитки и текстильные материалы по качеству должны соответствовать требованиям нормативно-технической документации.
2. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ
2.1. Для определения разрывной нагрузки и удлинения ниточных швов применяют:
машины разрывные с постоянной скоростью опускания нижнего зажима;
машины разрывные с постоянной скоростью деформации или с постоянной скоростью возрастания нагрузки;
машины швейные;
иглы машинные по ГОСТ 22249;
линейку измерительную с ценой деления 1 мм по ГОСТ 427;
карандаш, мел, ножницы, иглу препаровальную.
2.2. Для определения раздвигаемости нитей ткани в швах применяют:
машины разрывные, снабженные диаграммными устройствами;
машины разрывные со шкалой нагрузок не более 490 Н (50 кгс);
машины швейные;
иглы машинные по ГОСТ 22249;
шаблон прозрачный из пластмассы размером 50×70х3 мм с тремя параллельными линиями. Расстояние между первой и второй линиями равно 2 мм, между первой и третьей линиями — 4 мм.
3. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗРЫВНОЙ НАГРУЗКИ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ ПЕРПЕНДИКУЛЯРНО ШВУ
3.1. Подготовка к испытанию
3.1.1. Подготовленные пробы швов перед испытаниями выдерживают не менее 12 ч в условиях, предусмотренных ГОСТ 10681. В этих же условиях проводят испытания.
3.1.2. Из отобранных точечных проб материалов вырезают по две полоски, каждая длиной 300 мм и шириной не менее 90 и 130 мм. При испытаниях укороченных проб швов допускается вырезать полоски длиной 300 мм и шириной 70 и 110 мм.
При возникновении разногласий вырезают полоски длиной не менее 490 мм.
Полоски вырезают вдоль ткани или полотна.
3.1.3. С отобранных бобин швейных ниток сматывают верхний слой (не менее 10 м) и устанавливают их на швейную машину.
Предварительно проверяют качество строчки, количество стежков на единицу длины, выполняя швы на пробных полосках материала.
Технологические требования к изготовлению швов — в соответствии с приложением.
3.1.4. Полоски материала стачивают попарно вдоль длинной стороны на расстоянии от 5 до 15 мм от края в соответствии с нормативно-технической документацией.
Шов выполняют от начала до конца полоски без останова машины и перехватов.
Скорость работы швейной машины устанавливают в соответствии с ее техническими характеристиками и поддерживают постоянной в процессе изготовления шва.
3.1.5. Из каждой точечной пробы шва на расстоянии 20 мм от начала строчки карандашом, выдергиванием нити из ткани или мелом намечают последовательно линии на расстоянии 50 и 15-20 мм.
Намеченные линии переносят, избегая перекоса, препаровальной иглой, карандашом или мелом на нижнюю деталь.
3.1.6. По намеченным линиям изготовляют элементарные пробы швов для испытания. Схема изготовления элементарных проб швов в сложенном и развернутом виде приведена на черт.1.
Черт.1
3.1.7. Допускается изготовлять элементарные пробы швов, в том числе из проб, подвергнутых агрессивным воздействиям по ГОСТ 12.4.126 или другой нормативно-технической документации, размером 50х200 мм (черт.2).
Черт.2
3.2. Проведение испытания
3.2.1. На разрывной машине устанавливают зажимную длину, равную 100 мм. Для укороченных швов (головные уборы, корсетные изделия и т.п.) допускается проводить испытание швов при зажимной длине 50 мм.
3.2.2. Условия заправки пробных полосок — по ГОСТ 3813.
В верхний зажим заправляют более короткую часть пробы шва (90 мм), в нижний — более длинную (130 мм), на которую прикрепляют груз предварительного натяжения. Швы располагают на равном расстоянии от верхнего и нижнего зажимов.
3.2.3. Предварительное натяжение пробы шва устанавливают в зависимости от удлинения и поверхностной плотности 1 м материала в соответствии с таблицей.
Характеристика материала | Предварительное натяжение, Н (гс) |
1. Материалы с разрывным удлинением до 50% и поверхностной плотностью, г/м: | |
до 100 включ. | 0,39 (40) |
св. 100 » 200 « | 0,78 (80) |
» 200 » 300 « | 1,47 (150) |
» 300 » 500 « | 2,94 (300) |
» 500 » 800 « | 4,9 (500) |
» 800 | 9,8 (1000) |
2. Материалы с разрывным удлинением свыше 50% и поверхностной плотностью, г/м: | |
до 100 включ. | 0,19 (20) |
св. 100 » 200 « | 0,39 (40) |
» 200 » 300 « | 0,78 (80) |
» 300 » 500 « | 1,47 (150) |
» 500 » 800 « | 2,94 (300) |
» 800 | 4,9 (500) |
3.2.4. Скорость опускания нижнего зажима разрывной машины устанавливают так, чтобы средняя продолжительность процесса растяжения шва до разрыва соответствовала (30±15) с.
3.2.5. Показатели разрывной нагрузки и удлинения при разрыве снимают с соответствующих шкал разрывной машины при разрушении шва. Момент разрушения шва фиксируют по диаграммной записи, останову прибора, звуку разорвавшейся нитки, визуально и др.
3.3. Обработка результатов
3.3.1. Характер разрушения шва классифицируют по следующим факторам:
разрушению ниток шва;
разрушению материала по линии шва;
сбросу нитей ткани в шве.
3.3.2. За фактическую разрывную нагрузку шва принимают среднее арифметическое значение восьми результатов первичных испытаний, округленное до 1,0 Н (0,1 кгс).
3.3.3. Коэффициент стойкости ниточных швов к агрессивным воздействиям () в процентах вычисляют по формуле
,
где — средняя разрывная нагрузка шва после агрессивных (тепловых или химических) воздействий, Н;
— средняя первоначальная разрывная нагрузка, Н.
4. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗРЫВНОЙ НАГРУЗКИ, УДЛИНЕНИЯ И РАБОТЫ РАЗРЫВА ШВА ПРИ ПРИЛОЖЕНИИ РАСТЯГИВАЮЩЕЙ НАГРУЗКИ ВДОЛЬ ШВА
4.1. Подготовка к испытанию
4.1.1. Подготовленные пробы швов перед испытаниями выдерживают не менее 12 ч в условиях, предусмотренных ГОСТ 10681. В этих же условиях проводят испытания.
4.1.2. Из отобранных точечных проб материалов вырезают по шесть полосок размером 25х190 мм; ткани — под углом 45° к нитям основы; трикотажные полотна — вдоль петельных столбиков. Допускаются элементарные пробы шва изготовлять из деталей изделий.
4.1.3. Полоски материала стачивают попарно. Схема изготовления проб для испытаний при приложении растягивающей нагрузки вдоль шва приведена на черт.3.
Черт.3
4.1.4. При испытании узлов с накладными деталями, укрепляющей тесьмой и лентой или швов, соединяющих несколько слоев материала, растяжению подвергаются все компоненты, соединяемые швом.
4.2. Проведение испытания
4.2.1. На разрывной машине устанавливают зажимную длину 100 мм.
4.2.2. Условия проведения испытания — в соответствии с пп.3.2.3-3.2.5.
4.3. Обработка результатов
4.3.1. За фактическую разрывную нагрузку принимают среднее арифметическое результатов девяти первичных испытаний швов, округленное до первого десятичного знака.
4.3.2. Удлинение шва () в процентах вычисляют по формуле
,
где — изменение длины, мм;
— зажимная длина, мм.
4.3.3. Работу разрушения шва () в Н·м определяют по диаграмме «нагрузка-удлинение» методом планиметрирования площади () под кривой на участке от нулевой точки до разрывной нагрузки и вычисляют по формуле
,
где — коэффициент полноты диаграммы;
— разрушающая нагрузка, Н;
— удлинение, м.
Коэффициент полноты диаграммы () представляет собой отношение фактической работы растяжения к условной, которая была бы совершена, если бы в течение всего процесса растяжения действовала сила, равная разрывной нагрузке (т.е. отношение площади к площади ). Определение работы разрыва шва указано на черт.4.
Черт.4
4.3.4. Запись результатов испытаний должна содержать следующие данные:
наименование материала, артикул;
наименование шва;
тип швейной машины;
наименование, номер швейных ниток;
количество стежков на 50 мм;
ширину соединительного шва;
направление шва (по основе, утку, под углом, вдоль петельного столбика или петельного ряда);
среднюю арифметическую величину результатов испытаний (усилие раздвигаемости, удлинение, разрывная нагрузка);
вид разрушения шва.
5. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗДВИГАЕМОСТИ НИТЕЙ ТКАНИ В ШВЕ
5.1. Подготовка к испытанию
5.1.1. Подготовленные пробы швов перед испытаниями выдерживают не менее 12 ч в условиях, предусмотренных ГОСТ 10681. В этих же условиях проводят испытания.
5.1.2. Подготовка точечных проб производится по п.3.2.1. Дополнительно вырезают четыре полоски длиной 200 мм, шириной 50 мм. Полоски вырезают по утку (в случае раздвигаемости нитей утка — по основе).
5.1.3. Подготовка элементарных проб производится по пп.3.2.1-3.2.5.
5.2. Проведение испытания
5.2.1. Испытание проводят при приложении нагрузки перпендикулярно шву.
5.2.2. На приборе устанавливают зажимную длину 100 мм.
5.2.3. Условия заправки проб швов — по ГОСТ 3813.
В верхний зажим заправляют более короткую часть пробы (90 мм), а в нижний — более длинную (130 мм), на которую прикрепляют груз предварительного натяжения 0,49 Н (50 гс). Шов располагается на равном расстоянии от верхнего и нижнего зажимов.
5.2.4. Скорость спускания нижнего зажима разрывной машины при испытании 100 мм/мин.
5.2.5. После заправки пробы шва включают разрывную машину и доводят нагрузку до полного разрушения шва. Испытание проводят с записью кривых процесса разрушения на диаграммном устройстве.
По окончании процесса испытания перо самописца диаграммного устройства возвращают в нулевое положение, т.е. в точку начала диаграммы разрыва шва. Затем укрепляют в зажимы разрывной машины полоску размером 50×200 мм, дают полоске предварительное натяжение 0,49 Н (50 гс) и производят разрыв материала.
5.2.6. При отсутствии на разрывной машине диаграммной записи определение раздвигаемости производят следующим образом. Заправляют пробу шва в соответствии с п.5.2.3 и включают разрывную машину. Когда у шва образуется раздвижка нитей, равная 4 мм (по 2 мм в каждую сторону от линии стачивания), которая измеряется с помощью прозрачного шаблона с гравировкой, производят останов машины. В этом положении фиксируют нагрузку, вызывающую указанную величину раздвигаемости в шве.
5.3. Обработка результатов
5.3.1. Нагрузку, вызывающую раздвигаемость нитей в шве величиной 4 мм, определяют по диаграмме «нагрузка-удлинение» ткани и шва. Для этого по диаграмме разрыва ткани и шва (черт.5) измерительной линейкой находят разницу в удлинениях проб ткани и шва, равную 4 мм (отрезок ). Продолжая отрезок до пересечения с осью абсцисс (нагрузок), находят точку . Отрезок является величиной усилия, вызывающего раздвигаемость нитей.
1 — диаграмма разрыва пробы ткани; 2 — диаграмма разрыва пробы шва; — фактическая величина усилия
Черт.5
5.3.2. За фактическую величину усилия (), вызывающего раздвигаемость нитей в шве, равную 4 мм, принимают среднее арифметическое результатов четырех первичных испытаний. Результат округляют до целого числа.
ПРИЛОЖЕНИЕ (рекомендуемое). ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИЗГОТОВЛЕНИЮ ШВОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Рекомендуемое
Наименование ниток | Результирующая линейная плотность, текс | Число стежков на 50 мм | Номер иглы | Диаметр отверстия игольной пластинки, мм | Наименование ткани |
Хлопчатобумажные, комплексные синтетические, армированные, шелковые, синтетические (штапельные) | До 23,0 включ. | 24-25 | 75 | 1,4-1,5 | Хлопчатобумажные, смешанные, поверхностной плотностью 110-150 г/м |
Св. 23,0 » 40,0 « | 24-25 | 90 | 1,4-1,5 | ||
» 40,0 » 50,0 « | 21-22 | 100 | 2,1-2,2 | Костюмные, плащевые из смешанной пряжи, поверхностной плотностью 200-270 г/м | |
» 50,0 » 60,0 « | 21-22 | 110 | 2,9-3,0 | ||
» 60,0 » 85,0 « | 19-20 | 120 130 | 2,9-3,0 | Полульняные, хлопчатобумажные из смешанной пряжи, поверхностной плотностью более 270 г/м |
Электронный текст документа
подготовлен АО «Кодекс» и сверен по:
официальное издание
М.: Издательство стандартов, 1989
Источник
Диаграмма растяжения показывает зависимость удлинения образца от продольной растягивающей силы.
Ее построение является промежуточным этапом в процессе определения механических характеристик материалов (в основном металлов).
Диаграмму растяжения материалов получают экспериментально, при испытаниях образцов на растяжение.
Для этого образцы стандартных размеров закрепляют в специальных испытательных машинах (например УММ-20 или МИ-40КУ) и растягивают до их полного разрушения (разрыва). При этом специальные приборы фиксируют зависимость абсолютного удлинения образца от прикладываемой к нему продольной растягивающей нагрузки и самописец вычерчивает кривую характерную для данного материала.
На рис. 1 показана диаграмма для малоуглеродистой стали. Она построена в системе координат F-Δl, где:
F — продольная растягивающая сила, [Н];
Δl — абсолютное удлинение рабочей части образца, [мм]
Рис. 1 Диаграмма растяжения стального образца
Как видно из рисунка, диаграмма имеет четыре характерных участка:
I — участок пропорциональности;
II — участок текучести;
III — участок самоупрочнения;
IV — участок разрушения.
Построение диаграммы
Рассмотрим подробнее процесс построения диаграммы.
В самом начале испытания на растяжение, растягивающая сила F, а следовательно, и деформация Δl стержня равны нулю, поэтому диаграмма начинается из точки пересечения соответствующих осей (точка О).
На участке I до точки A диаграмма вычерчивается в виде прямой линии. Это говорит о том, что на данном отрезке диаграммы, деформации стержня Δl растут пропорционально увеличивающейся нагрузке F.
После прохождения точки А диаграмма резко меняет свое направление и на участке II начинающемся в точке B линия какое-то время идет практически параллельно оси Δl, то есть деформации стержня увеличиваются при практически одном и том же значении нагрузки.
В этот момент в металле образца начинают происходить необратимые изменения. Перестраивается кристаллическая решетка металла. При этом наблюдается эффект его самоупрочнения.
После повышения прочности материала образца, диаграмма снова «идет вверх» (участок III) и в точке D растягивающее усилие достигает максимального значения. В этот момент в рабочей части испытуемого образца появляется локальное утоньшение (рис. 2), так называемая «шейка», вызванное нарушениями структуры материала (образованием пустот, микротрещин и т.д.).
Рис. 2 Стальной образец с «шейкой»
Вследствие утоньшения, и следовательно, уменьшения площади поперечного сечения образца, растягиваещее усилие необходимое для его растяжения уменьшается, и кривая диаграммы «идет вниз».
В точке E происходит разрыв образца. Разрывается образец конечно же в сечении, где была образована «шейка»
Работа затраченная на разрыв образца W равна площади фигуры образованной диаграммой. Ее приближенно можно вычислить по формуле:
W=0,8Fmax∙Δlmax
По диаграмме также можно определить величину упругих и остаточных деформаций в любой момент процесса испытания.
Для получения непосредственно механических характеристик металла образца диаграмму растяжения необходимо преобразовать в диаграмму напряжений.
Предел пропорциональности >
Примеры решения задач >
Лабораторные работы >
Источник
Разрывной нагрузкой называется наибольшее усилие, выдерживаемое прямоугольным образцом стандартного размера к моменту разрыва. По принятой в настоящее время системе единиц величина разрывной нагрузки определяется в кГ. По Международной системе единиц ее выражают в единицах силы — ньютонах (н), имеющих размерность кГм/сек (1 кГ = 9,81 н). Показатели разрывных нагрузок для каждого вида материала стандартизованы. Несоответствие цифровым показателям, указанным в ГОСТе, является сигналом недоброкачественности материала. Поэтому показатели прочности остаются основным критерием оценки механических свойств материалов, несмотря на то что испытываемые ими усилия как в процессах швейного производства, так и при эксплуатации одежды составляют лишь небольшую часть разрывных усилий. Даже в прилегающей одежде при резких движениях человека на наиболее напряженных участках (спинка по линии проймы, участок локтя в рукаве и др.) материал испытывает нагрузки, не превышающие 5—10% от разрывных. Чаще они составляют лишь 0,5—1,5 кГ. Разрывное напряжение σр представляет собой отношение прочности Рр к площади S поперечного сечения образца
Разрывным напряжением пользуются для характеристики прочности твердых материалов. Для текстильных материалов, особенно таких, как ткани, трикотажные и нетканые полотна, этот способ выражения относительной прочности, требующий определения площади поперечного сечения испытываемого образца, затруднителен. Между волокнами и нитями находятся воздушные прослойки, поперечные сечения волокон неправильны, многие имеют в середине канал. В результате этого определение действительной площади поперечного сечения материала практически невозможно. Поэтому для текстильных материалов площадь поперечного сечения определяется расчетным путем. Так как объем материала v равен произведению площади поперечного сечения S на длину L, а вес g объему, умноженному на объемный вес β, то
откуда
Чаще же в текстильном материаловедении для характеристики относительной прочности нитей и тканей пользуются разрывной длиной. Разрывной длиной Lp называется та условная длина, при которой вес (масса) g образца приближенно равен его прочности (разрывной нагрузке) Р. Прочность Р образца всегда во много раз превосходит его вес g, соответственно во столько же раз разрывная длина Lp больше фактической длины L образца:
Принимая приближенно числовые значения кГ и кг равными, получаем разрывную длину в км. Между разрывной длиной и разрывным напряжением существует зависимость. Подставляя в формулу разрывного напряжения значение 5, имеем:
откуда
т. е. разрывная длина равна отношению разрывного напряжения к объемному весу материала.
Зная вес 1 м2 ткани g1, определяют вес образца, который при ширине 50 мм и длине L равен:
Подставляя в формулу разрывной длины полученные значения, имеем:
Так как при определении прочности ткани в разрыве участвует какая-то одна система нитей — основа или уток, а прочность относится к весу всего квадратного метра ткани, разрывная длина при различной доле веса основных и уточных нитей не в полной мере отражает действительное отношение прочности ткани к единице ее веса.
Для устранения этого недостатка предложено в формулу разрывной длины ввести коэффициент, учитывающий долю веса системы нитей, подвергающейся разрыву:
где А — доля, которую составляет от веса 1 м2 ткани вес системы нитей, подвергающейся разрыву.
Разрывным удлинением называется деформация, возникающая под действием растягивающей нагрузки к моменту разрыва материала. Разрывное удлинение определяется в абсолютных единицах (мм) как разность конечной LK и первоначальной L0 длины образца:
Рис. 11-4. Диаграмма растяжения материалов для одежды (нечетными цифрами обозначены кривые по основе или длине, четными — по утку или ширине):
1—2 — ткань хлопчатобумажная; 3—4 — полотно льняное; 5—6 — ткань шерстяная гребенная костюмная; 7—8 — трикотаж хлопчатобумажный (гладь); 9—10 — нетканый материал прошивной хлопчатобумажный или в процентах от первоначальной длины (относительное удлинение):
Величина одной конечной деформации в момент разрыва не дает представления о ходе деформации материала, происходящей под действием возрастающей нагрузки. Графическое выражение зависимости удлинения материала от действующей на него нагрузки в течение всего испытания дают диаграммы растяжения. По оси ординат откладывают нагрузку Р или напряжение а, по оси абсцисс — удлинение в абсолютных величинах l или в процентах ε. В большинстве случаев в начале нагружения происходит быстрое удлинение материала, которое по мере увеличения нагрузки замедляется (рис. 11-4). Приближенно кривые растяжения материалов для одежды могут характеризоваться уравнением параболы.
где Р — нагрузка в кГ; ε — относительное удлинение в %; l — абсолютное удлинение в мм; а, β, п — коэффициенты, зависящие от волокнистого состава и структуры материала.
В процессах швейного производства, а также при эксплуатации готовых изделий материалы для одежды подвергаются нагрузкам, которые значительно меньше разрывных.
Рис. 11-5. Диаграмма работы разрыва ткани
Поэтому особый интерес представляет величина деформации материала на первых этапах его нагружения. Материалы с одинаковым разрывным удлинением, но различно деформирующиеся на начальных стадиях растяжения, совершенно по-разному ведут себя при настилании, раскрое, пошиве, влажно-тепловой обработке, а также в изделиях при их эксплуатации. Разными должны быть для них и припуски на свободное облегание фигуры и свободу движений. Чтобы не стеснять движений человека и не вызывать преждевременной усталости материала, припуски в изделиях из малорастягивающихся материалов должны быть больше. Интервалы безразличия при построении ростовочно-полнотного ассортимента одежды должны устанавливаться с учетом способности материала растягиваться. Так как одежда из легко растягивающихся материалов, например трикотажных полотен, подходит людям со значительно большим диапазоном размерных признаков, то и выпускается она в меньшем ассортименте размеров, чем одежда из тканей.
Работа разрыва показывает, какое количество энергии затрачивается на то, чтобы преодолеть энергию связи между частицами материала и довести его до полного разрушения. Характеризуется работа разрыва Rp геометрической площадью, ограниченной кривой разрыва и максимальными координатами Pv и lр (рис. 11-5):
где т) — коэффициент полноты диаграммы, определяемый отношением площади, ограниченной кривой растяжения, ко всей прямоугольной площади диаграммы, ограниченной сторонами Рр и lр, откуда
Практически площадь под кривой растяжения определяется планиметрически. При выпуклой кривой коэффициент полноты диаграммы и, следовательно, работа разрыва больше, при вогнутой — меньше. Таким образом, коэффициент полноты диаграммы характеризует относительную работу, затрачиваемую на разрыв образца. Чем больше коэффициент полноты диаграммы, тем лучше материал сопротивляется разрыву.
Работа разрыва материалов, имеющих большее удлинение при небольшой прочности, может быть больше, чем материалов с большой прочностью, но малой растяжимостью. Например, трикотаж несмотря на значительно меньшую, чем у тканей, прочность и большую растяжимость требует для разрыва большей затраты энергии, чем некоторые ткани. Для получения сравнимых результатов работы разрыва материалов с различным весом (массой) или объемом, вводится понятие относительной (удельной) работы разрыва, т. е. работы, отнесенной к единице массы rg или единице объема rv:
Источник