Жесткость нитей при растяжении

ОКСТУ 8140

Дата введения 1992-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным комитетом легкой промышленности при Госплане СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

В.П.Щербаков, С.Ф.Литовченко, Н.А.Токарева, Т.П.Столярова, Р.К.Стуге, Л.В.Захленюк

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 29.12.90 N 3755

3. Периодичность проверки — 5 лет

4. ВЗАМЕН ОСТ 17-534-75

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Настоящий стандарт распространяется на одиночную и крученую пряжу из всех видов волокон, химические нити и высокообъемную пряжу и устанавливает методы определения быстрообратимого, медленнообратимого и остаточного компонентов полного удлинения при растяжении нитей нагрузкой, меньше разрывной.

Первый метод предусматривает определение компонентов деформации при времени действия статической нагрузки 120 мин и после снятия нагрузки — 90 мин.

Второй метод предусматривает менее продолжительный режим испытания, обеспечивающий определение расчетных значений компонентов деформации в заданные моменты времени (метод аппроксимации).

Стандарт не распространяется на текстурированные, стеклянные и металлические нити, а также асбестовую пряжу.

Стандарт предназначен для использования его на стадии разработки и постановки продукции на производство, а также для оценки качества текстильных нитей при проведении научно-исследовательских испытаний.

Термины, применяемые в стандарте, и пояснения к ним даны в приложении 1.

1. ОТБОР ПРОБ

Отбор проб — по ГОСТ 6611.0 для партий массой не более 1000 кг, со следующим дополнением: испытания проводят на 10 пробах.

При подготовке к испытанию с отобранной в выборку единицы продукции отматывают от 1 до 10 м нити, а между отрезками нитей для отдельных наблюдений — от 3 до 5 м.

2. АППАРАТУРА

Релаксометр РМ-5. Схема прибора представлена на черт.1.

Черт.1. Общий вид релаксометра РМ-5

Общий вид релаксометра РМ-5

Черт.1

Секундомер по ГОСТ 5072*.
_______________
* Документ не действует. Взамен действуют ТУ 25-1819.0021-90 и ТУ 25-1894.003-90, являющиеся авторской разработкой. За информацией о документе Вы можете обратиться в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

3.1. Отобранные в выборку единицы продукции перед испытанием выдерживают в климатических условиях по ГОСТ 10681. В этих же условиях должны проводиться испытания.

3.2. Расстояние между зажимами прибора (зажимную длину) устанавливают равным (500±1) мм; для нитей с разрывным удлинением более 15% — (200±1) мм.

3.3. Статическую нагрузку для растяжения устанавливают равной 25 или 15% разрывной нагрузки, которая определяется по ГОСТ 6611.2: 25% — для нитей основы в ткачестве, 15% — для трикотажного производства и уточных нитей в ткачестве.

3.4. При испытании нитей, различающихся по механическим свойствам, но предназначенных для использования в одинаковых условиях, нагрузка должна быть одинаковой, не превышающей 120 сН.

3.5. Параметры испытания при использовании метода аппроксимации указаны в табл.1.

Таблица 1

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

4.1. Релаксометр РМ-5 (черт.1) предназначен для испытания одновременно пяти нитей. Устанавливают расстояние между зажимами путем перемещения нижнего зажима 10. Рукоятка 3 механизма включения нагрузки на нить должна быть повернута вниз, а верхний зажим 7 закреплен устройством.

Вращением маховика 9 устанавливают указателем 6 на шкале 5 растягивающую нагрузку. На противовес 4 подвешивают груз предварительного натяжения. Закрепляют один конец нити в верхнем зажиме. Другой конец нити заводят в нижний зажим, не закрепляя его. Освобождают верхний зажим от запорного устройства. Конец нити, выступающий из нижнего зажима, слегка натягивают так, чтобы указатель 2 показывал нулевое значение по шкале 1, после чего нить закрепляют в нижнем зажиме.

Нагрузку на нить осуществляют плавным поворотом рукоятки 3 влево, разгрузку нити поворотом рукоятки вправо. Нагрузка на нить осуществляется цепью 8. Удлинение нити под нагрузкой и после снятия нагрузки определяют по шкале 1.

4.2. Допускается применение релаксометров других конструкций, которые обеспечивают схему нагружения нитей, соответствующую схеме нагружения на релаксометре РМ-5 и измерение удлинения с точностью до 1 мм. Проведение испытаний на них не должно противоречить разд.4 настоящего стандарта. При возникновении разногласий испытания проводят повторно на релаксометре РМ-5.

4.3. Испытуемый отрезок нити закрепляют в зажимах прибора под предварительным натяжением, которое обеспечивается грузиком определенной массы.

4.4. Масса грузика предварительного натяжения выбирается в зависимости от линейной плотности нити из расчета (0,0025±0,0002) Н/текс. После снятия статической нагрузки процесс сокращения нити проходит под натяжением, равным предварительному.

4.5. При заправке в зажимы прибора не допускается растягивание, раскручивание и касание руками испытуемого отрезка нити.

4.6. Нить плавно нагружают в течение 3-4 с и выдерживают под нагрузкой. Удлинение нитей записывают по показаниям шкалы удлинения в следующие моменты времени: 0,07; 0,5; 1, 3, 5, 10, 15, 30, 60, 90, 120 мин.

4.7. После прекращения действия растягивающей нагрузки (период «отдыха») значения удлинения нитей записывают в следующие моменты времени: 0,07; 0,5; 1, 3, 5, 10, 15, 30, 60, 90 мин.

4.8. Результаты измерений заносят в протокол (приложение 2) или представляют в виде графической зависимости (черт.2).

Черт.2. Общий вид диаграммы «время — удлинение»

Общий вид диаграммы «время — удлинение»

Черт.2

4.9. Если в период действия нагрузки не требуется построение графической зависимости деформации от времени, то значение удлинения (п.4.7) фиксируется только в последней временной точке.

4.10. При использовании метода аппроксимации для определения компонентов деформации не рекомендуется использовать в расчетах значения удлинения в точках 0,07 и 0,5 мин.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Абсолютное быстрообратимое удлинение нити () в миллиметрах вычисляют по формуле

, (1)

где — среднее арифметическое показаний удлинения нитей после действия растягивающей нагрузки;

— среднее арифметическое показаний удлинения нитей через 3-4 с после снятия нагрузки.

5.2. Абсолютное медленнообратимое удлинение нити () в миллиметрах вычисляют по формуле

, (2)

где — среднее арифметическое показаний удлинения нитей после снятия нагрузки в последней временной точке. Значение во втором методе рассчитывается с помощью аппроксимационной модели (см. п.6).

5.3. Абсолютное остаточное удлинение нити .

5.4. Абсолютное полное удлинение нити () — среднее арифметическое показаний удлинения нитей после действия растягивающей нагрузки в последней временной точке

. (3)

5.5. Долю быстрообратимого удлинения в полном удлинении вычисляют по формуле

. (4)

5.6. Долю медленнообратимого удлинения в полном удлинении вычисляют по формуле

. (5)

5.7. Долю остаточного удлинения в полном удлинении вычисляют по формуле

. (6)

5.8. Сумма

. (7)

5.9. Относительное быстрообратимое удлинение () в процентах вычисляют по формуле

, (8)

где — начальная (зажимная) длина нити.

5.10. Относительное медленнообратимое удлинение () в процентах вычисляют по формуле

. (9)

5.11. Относительное остаточное удлинение () в процентах вычисляют по формуле

. (10)

5.12. Относительное полное удлинение () в процентах вычисляют по формулам:

5.13. Итоговые и промежуточные значения относительного полного удлинения и его компонентов вычисляют с точностью до первого десятичного знака.

6. МЕТОД АППРОКСИМАЦИИ КРИВЫХ ДЛЯ ОЦЕНКИ РЕЛАКСАЦИИ ДЕФОРМАЦИИ ТЕКСТИЛЬНЫХ НИТЕЙ

6.1. Аппроксимацию кривых, отражающих релаксацию деформации, проводят по уравнению трехкомпонентной обобщенной механической модели

, (13)

где — деформация пряжи в момент времени после прекращения действия статической нагрузки;

, , — деформации, исчезающие с временем запаздывания , , ;

, , — время запаздывания быстропротекающих, замедленных и заторможенных релаксационных процессов.

6.1.1. Сущность решения уравнения (13) относительно неизвестных коэффициентов заключается в разделении временных точек, расположенных в зоне «отдыха» кривой на 3-х последовательных зонах, в пределах которых соответствующая компонента деформации (13) после логарифмирования описывается уравнением прямой.

6.1.2. Методика и пример расчета коэффициентов уравнения (13) для аппроксимации компонентов деформации приведены в приложении 3.

6.2. Прогнозирование значений остаточной деформации в моменты времени после прекращения эксперимента проводят по уравнению однокомпонентной модели вида

, (14)

где обозначения те же, что в уравнении (13).

6.2.1. Методика и пример расчета коэффициентов уравнения (14) для прогнозирования остаточной деформации приведены в приложении 4.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (справочное). ТЕРМИНЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СТАНДАРТЕ, И ПОЯСНЕНИЯ К НИМ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

Таблица 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (рекомендуемое). ПРОТОКОЛ ЗАПИСИ РЕЗУЛЬТАТОВ НАБЛЮДЕНИЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое

Таблица 3

ПРИЛОЖЕНИЕ 3( обязательное). АППРОКСИМАЦИЯ КОМПОНЕНТОВ ДЕФОРМАЦИИ

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Обязательное

1. Расчет кривых релаксации деформации нитей с помощью трехкомпонентной модели

1.1. Расчет коэффициентов модели, представленной уравнением (13), производят начиная с 3-го компонента, после предварительного деления временных точек «отдыха» на три последовательные зоны таким образом, чтобы между экспериментальными и расчетными данными была достигнута наибольшая согласованность.

1.2. Допустим, что имеется следующее разделение временных точек «отдыха» на три последовательные зоны

, и ,

где , — индексы первой и последней точек -й зоны, 13.

1.3. Для определения коэффициентов третьего слагаемого уравнения (13) исключаются из рассмотрения первые два слагаемые и деформация в каждой временной точке 3-й зоны представляется в виде:

, . (15)

1.3.1. Уравнение (15) после логарифмирования приобретает вид:

. (16)

1.3.2. Уравнение (16) является уравнением прямой вида

, (17)

где

, . (18)

1.3.3. Коэффициенты «» и «» уравнения (17) определяют методом наименьших квадратов по точкам, соответствующим 3-й временной зоне.

1.3.4. Константы и рассчитывают с помощью уравнений (18) по коэффициентам и .

1.4. Для определения коэффициентов 2-го слагаемого уравнения (13) исключается из рассмотрения первое слагаемое и деформация в каждой временной точке 2-й зоны представляется в виде

, . (19)

1.5. Для нахождения неизвестных коэффициентов и уравнения (19) проводят его преобразование и логарифмирование, после чего оно приобретает вид:

. (20)

1.5.1. Равенство (20) является уравнением прямой вида

, (21)

где

, . (22)

1.5.2. Коэффициенты и уравнения (21) определяют методом наименьших квадратов по точкам, соответствующим 2-й временной зоне.

1.5.3. Константы и рассчитывают с помощью уравнений (22) по коэффициентам и .

1.6. Для определения коэффициентов первого слагаемого уравнения (13) его преобразовывают и с помощью логарифмирования приводят к виду

; . (23)

1.6.1. Равенство (23) является уравнением прямой вида

, (24)

где

, . (25)

1.6.2. Коэффициенты и уравнения (24) определяют методом наименьших квадратов по точкам, соответствующим 1-й временной зоне.

1.6.3. Константы и рассчитывают с помощью уравнений (25) по коэффициентам и .

1.7. Расчетные значения деформации в любой временной точке после снятия нагрузки (0 в момент снятия нагрузки) определяют по уравнению (13).

2. Пример расчета кривой релаксации деформации

2.1. При действии статической нагрузки, равной 15% разрывной, в течение 60 мин деформация хлопколавсановой пряжи линейной плотности 40 текс достигла 2,26%. После прекращения действия нагрузки процесс релаксации деформации наблюдался в течение 240 мин. В табл.4 приведены экспериментальные данные релаксационного процесса.

Таблица 4

Требуется найти расчетным способом значения компонентов деформации после прекращения действия нагрузки в моменты времени от 0,07 до 240 мин.

2.2. По экспериментальным значениям деформации, полученным в моменты времени после снятия нагрузки в интервале от 0,07 до 90 мин, рассчитывают коэффициенты уравнения (13). Значения деформации в последующие моменты времени используют для оценки степени согласованности расчетных значений деформации с экспериментальными при использовании трехкомпонентной модели.

2.3. Временные точки «отдыха» были разбиты на 3 зоны: от 4 с до 3 мин; от 5 до 15 мин; от 30 до 90 мин.

2.4. По точкам, соответствующим третьей зоне и приведенным в табл.5, определяют коэффициенты и уравнения (17). Число точек 3.

Таблица 5

2.5. По точкам, соответствующим 2-й зоне и приведенным в табл.6, определяют коэффициенты и уравнения (21). Число точек 3.

Таблица 6

2.6. По точкам, соответствующим 1-й зоне и приведенным в табл.7, определяют коэффициенты и уравнения (24). Число точек 4.

Таблица 7

2.7. Искомое уравнение имеет вид

. (26)

2.8. Расчетные значения деформации, полученные по уравнению (26), приведены в табл.8. Для сравнения в последней графе таблицы даны экспериментальные значения деформации.

Таблица 8

Анализируя расчетные (графа 5) и экспериментальные (графа 6) значения деформаций, можно сделать вывод, что они практически совпадают, т.к. разница между ними не превышает сотых долей процента. Исключение составляет лишь точка с временем отдыха 0,07 мин (см. п.4.10).

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 (обязательное). ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОСТАТОЧНОЙ ДЕФОРМАЦИИ

ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Обязательное

1. Прогнозирование остаточной деформации нитей

1.1. Прогнозирование остаточной деформации проводят в случае необходимости сокращения времени эксперимента и определения расчетным способом значений деформации в моменты времени, превышающие его.

1.2. Для прогнозирования остаточной деформации используют уравнение (14) — третье слагаемое уравнения (13).

1.3. При сокращении времени «отдыха» до 60 мин и менее, с целью повышения надежности прогнозирования остаточной деформации в моменты времени более 70 мин, в уравнение (14) вводится поправочный коэффициент . Уравнение прогнозирования приобретает вид

. (27)

1.3.1. Значения поправочного коэффициента приведены в табл.9.

Таблица 9

В промежуточных значениях поправочного коэффициента определяют методом линейной интерполяции.

2. Пример прогнозирования остаточной деформации

2.1. Хлопчатобумажную пряжу линейной плотности 18,5 текс2 выдерживают под нагрузкой, равной 25% разрывной, в течение 60 мин. Общая деформация к концу действия нагрузки составила 2,9%. После снятия нагрузки наблюдение за релаксацией деформации пряжи проводят в течение 240 мин. Требуется найти расчетным способом значения деформации пряжи после прекращения действия нагрузки в моменты времени от 30 до 240 мин.

2.2. Для расчета коэффициентов модели (14) используем временные точки от 3 до 30 мин включительно, приведенные в табл.10. Последовательность расчетов аналогична пп.1.3, 1.3.1-1.3.4 приложения 3. Число точек 5.

Таблица 10

; ; ; .

2.3. Уравнение прогнозирования имеет вид

или .

2.4. Прогнозирование значений деформации по моделям с поправкой (27) и без нее (14) приведено в табл.11.

Таблица 11