Материаловедение (стр. 10 )

Затем осторожно вращают рукоятку 15 против часовой стрелки, при этом уровень спирта в индикаторе разряжения 8 должен перемещается вправо, а в дифманометре 13 вверх. Уровень спирта в индикаторе 8 устанавливают на отметке 5 мм вод. ст., делают выдержку 5¸10 с и записывают показания дифманометра 13 (Рхi) и по таблицам перевода (прилагается к прибору) определяют воздухопроницаемость В, дм3/см2×с. Вращением маховичка 7 по часовой стрелки снимают нагрузку. При этом уровень спирта в индикаторе 8 и дифманометре 13 должен установиться на "ноль". После этого сравнивают результаты дифманометра со значениями на контрольной шайбе. Эту процедуру необходимо повторить два - три раза, при положении рукоятки 2 в положении I, так и в положении II. Убедившись, что показания дифманометра лежат в пределах, указанных на контрольной шайбе, можно приступить к проведению испытаний.

При толщине пробы текстильного материала до 10 мм работают с переходником, установленным на приборе. При толщине пробы свыше 10 мм устанавливают специальные переходники, прилагаемые к комплекту прибора.

Образец материала 4 кладут лицевой стороной вверх и прижимают кольцом 5 вращением маховичка 7 по часовой стрелке до тех пор, пока не загорится сигнальная лампочка 9 "нагрузка". Затем устанавливают величину по индикатору 8 разряжение в 5 мм вод. ст. вращением рукоятки 15 против часовой стрелки и снимают показание дифманометра 13. Затем испытание проводят на другом месте образца материала, но перед снятием нагрузки на прижимное кольцо 5 рукоятку 15 поворачивают по часовой стрелке так, чтобы уровень спирта в индикаторе разряжения опустился на отметку 3¸4 мм вод. ст.

Внимание! Во избежание переливания спирта в дифманометре, нельзя работать на верхнем пределе шкалы.

Закончив испытания пробы, вращением рукоятки 15 по часовой стрелке доводят уровень спирта в индикаторе разряжения до нулевого значения.

Задание на проведение работы

1. Провести холостой опыт на приборе ПВЗ не менее 2¸3 раз. Осуществить испытания образцов материалов, рассчитать значения воздухопроницаемости - ВЗ и абсолютной воздухопроницаемости - ВА.

2. Провести холостой опыт на приборе ВПТМ-2 не менее 2¸3 раз. Осуществить испытания образцов материалов, рассчитать значения воздухопроницаемости - ВЗ .

Литература:[3,5].

Лабораторная работа № 16

Определение набухаемости и усадки материалов

Цель работы: изучить и освоить методы определения набухаемости и усадки материалов.

Оборудование и материалы: прибор ВНИИХВ, сосуд с дистиллированной водой, образцы материалов, линейки и ножницы, весы

Основные сведения

Набухаемость - N, %, характеризует изменение линейных, площадных и объёмных размеров материала при взаимодействия с водой в течение определенного времени:

	Nh = 100×(h1 - h)/h,	(16.1)
	NS = 100×(S1 - S )/S ,	(16.2)
	NV = 100×(V1 - V )/V ,	(16.3)

где: h, S , V - толщина, площадь и объём образца материала до взаимодействия с водой; h1 , S1 , V1 - толщина, площадь и объём образца материала после взаимодействия с водой в течение 2, 4 или 24 часов;

усадка - У, %, характеризует изменение линейных, площадных и объёмных размеров материала после взаимодействия с водой и сушки:

	Уl = 100×(l - l2 )/l ,	(16.4)
	Уb = 100×(b - b2 )/b ,	(16.5)
	УS = 100×(S - S2 )/S ,	(16.6)
	УV = 100×(V - V2 )/V ,	(16.7)

где: l, b , S , V - длина, ширина, площадь и объём образца материала до взаимодействия с водой; l2 , b2 , S2 , V2 - длина, ширина, площадь и объём образца материала после взаимодействия с водой и сушки до исходной массы.

В том случае, если материал уменьшает свои первоначальные размеры, усадку называют положительной; если материал увеличивает первоначальные размеры, то усадка - отрицательная.

Методика проведения работы

Методика определения набухаемости и усадки

кож и искусственных кож

Для определения набухаемости и усадки кож применяют образцы, вырубленные вдоль линии хребта размером 50х60 м. На образце проводят несмываемые продольные АА(l), ББ(l), ВВ(l) и поперечные аа(b), бб(b) и вв(b) линии (рис. 16.1). После их измерения для каждого образца кожи вычисляют среднее значение lср и bср. В пяти точках измеряют толщину образца (как для проб картона рис. 16.2) и по найденным значениям вычисляют среднюю толщину - hср . Образцы кож взвешивают, определяя массу - m до взаимодействия с водой.

Рис. 16.2. Схема разметки образца картона.

Рис. 16.1. Схема разметки образца кожи для низа обуви.

Рис. 16.3. Схема разметки образца искусственной мягкой кожи.

Определение набухаемости и усадки для жёстких искусственных кож - картонов проводят на образцах размером 50х50 мм. Образцы вырезают таким образом, чтобы одна сторона была ориентирована параллельно длине рулона (листа), а другая перпендикулярно. Образцы размечают (см. рис. 16.2). Перед испытанием определяют толщину h (в пяти точках), длину l и ширину b образцов находят по трём измерениям (напр., аа, бб, вв для l), с последующим вычислением lср и bср. (рис. 16.2). Все образцы предварительно взвешивают.

Определение набухаемости и усадки для мягких искусственных кож проводят на образцах размером 120х120 мм. Образцы вырезают из рулона так, чтобы стороны были ориентированы вдоль и поперёк рулона. На образце на расстоянии 10 мм от краёв вычерчивают квадрат абб1а1 со стороной 100±1 мм и проводят дополнительные линии вв1 и дд1, как указано на рис. 16.3. Измеряют толщину в пяти точках (как у образцов картона) и длину 3-х продольных линий - l (направление вдоль рулона), и 3-х поперечных линий - b.

После разметки и определения массы образцы погружают в дистиллированную воду с температурой 20±30С на 2 часа.

По истечении 2-х часов образцы вынимают из воды, промокают фильтровальной бумагой, определяют массу (m1), измеряют длину, ширину и толщину в пяти точках. По формулам (16.1), (16.2) и (16.3) определяют набухаемость проб материалов.

После измерения hср1, lср1 , bср1 , образцы сушат в термошкафу c циркуляцией воздуха при температуре от 600С до 800С. Периодически (через 30 минут) образцы вынимают из термокамеры и взвешивают на весах. При достижении образцами массы (m), равной их первоначальной массе до взаимодействия водой, образцы охлаждают и проводят измерения толщины, продольных и поперечных линий для нахождения - hср2 , lср2 и bср2. По формулам (16.4), (16.5), (16.6) и (16.7) вычисляют усадку проб материалов.

Методика определения усадки текстильных материалов

Для текстильных материалов усадку определяют на образцах размером 50х350 мм, вырезанных вдоль нитей основы и нитей утка. На каждом образце текстильного материала проводят две несмывающиеся метки перпендикулярно его длине. Одна метка расположена на расстоянии 60 мм от конца образца, а вторая на расстоянии l = 150 мм от первой метки. Перед испытанием каждый образец взвешивают (m).

Рис. 16.4. Общий вид прибора ВНИИХВ.

Образцы помещают в прибор ВНИИХВ, состоящий их бачка 1, который крепится на вибраторе 4 при помощи втулки 2 и винта 3 (рис. 16.4). В бачок заливают раствор, состоящий из воды температурой 55¸600С в количестве 1 л и 2 г стирального порошка. Суммарная масса образцов текстильного материала не должна превышать 40 г. Стирка производится в течение 30 мин. После стирки образцы отжимают и в этом же приборе проводят промывку. Для этого откручивают винт 3 и снимают бачок 1 с вибратора 4, стиральный раствор удаляют из бачка, а бачок промывают водопроводной водой. Образцы отжимают ладонями и помещают в бачок. Бачок устанавливают на вибратор, помещают образцы ткани и заливают водой температурой 35¸400С. Промывку образцов осуществляют на приборе в течение 2-х минут. Затем из бачка воду удаляют, образцы отжимают и вновь их помещают в бачок, заливают водой температурой 35¸400С, осуществляя вторую промывку в течении 2-х минут.

После второй промывки образцы отжимают, раскладывают между двумя слоями хлопчатобумажной ткани и нажимом ладони на поверхность ткани проводят их дополнительное обезвоживание.

Сушку образыов материалов после их стирки и промывки можно осуществить при помощи утюга на гладильной доске. Момент высушивания образцов определяют по их массе, которая должна соответствовать массе каждого образца до стирки и промывки. Поэтому в процессе глажения образцы периодически взвешивают.

Усадку материала вычисляют вдоль нитей основы и нитей утка.

Задание на проведение лабораторной работы

1. Подготовить образцы материалов требуемого размера.

2. Провести испытания и вычислить значения N и У.

Литература:[3,5].

Задания для самостоятельной работы к темам 6-15

1. Задачи по механическим свойствам неметаллических материалов:

Задача 1

Рассчитать условный модуль упругости и коэффициент растяжимости при одноосном растяжении кожи для верха обуви, если ее толщина равна 1,5 мм.

Задача 2

Рассчитать, во сколько раз уменьшился условный модуль упругости при одноосном растяжении воздушно-сухой кожи (1) после ее увлажнения до 40% (2). Толщина кожи при нормальных условиях составляет 1,5 мм.

Задача 3

Рассчитать условную жесткость при одноосном растяжении проб кож, вырезанных вдоль (1) и поперек (2) линии хребта кожи и определить коэффициент равномерности. Толщину проб принять равной 1,5 мм.

Задача 4

Рассчитать условный модуль упругости и коэффициент растяжимости при одноосном растяжении искусственной кожи на нетканой основе для верха обуви, если толщина пробы равна 1,2 мм.

Задача 5

Рассчитать условную жесткость и коэффициент растяжимости при одноосном растяжении мягкой искусственной кожи на тканой основе.

Задача 6

Рассчитать условную жесткость при одноосном растяжении проб синтетических кож, вырезанных вдоль (1) и поперек (2) длины рулона, и определить коэффициент равномерности. Толщину образцов принять равной 2 мм.

Задача 7

Рассчитать коэффициент растяжимости и условную жесткость при одноосном растяжении искусственной кожи на тканой основе (1) и искусственной кожи на нетканой основе (2) , если толщина кожи равна 1,2 мм.

Задача 8

Рассчитать, во сколько раз уменьшается условный модуль упругости при одноосном растяжении у картона после увлажнения: 1 – влажность 6%; 2 – влажность 60%. Толщину проб принять равной 2 мм. Найти коэффициент мокростойкости.

Задача 9

При одноосном полуцикловом растяжении картона в сухом и влажном состоянии получили следующие результаты:

Характеристика	Направление вырубания пробы
вдоль листа	поперек листа
Напряжение при разрыве, МПа: сухой пробы влажной пробы	18,3 12,7	19,5 13,6
Относительное удлинение при разрыве, %: сухой пробы влажной пробы	41,5 35,3	46,6 41,3

Найти коэффициент мокростойкости, коэффициент равномерности и условную жесткость картона в сухом и влажном состоянии. Толщина сухого картона 2 мм, влажного – 2,5 мм.

Задача 10

Найти предел прочности, условный модуль упругости и коэффициент равномерности по относительному удлинению для проб картона, вырубленных в продольном (1) и поперечном (2) направлениях. Толщина картона 2 мм.

Задача 11

Определить, какая из проб резин имеет большую жесткость при одноосном растяжении. Толщина проб равна 10 мм.

Задача 12

Определить предел прочности при растяжении и коэффициент равномерности по относительному удлинению при разрыве проб резины, вырубленных в продольном (1) и поперечном (2) направлениях. Толщина пробы равна 4 мм.

Задача 13

Рассчитать коэффициент растяжимости и расчетное разрывное усилие при одноосном растяжении проб ткани вдоль нитей основы, если их количество на 100 мм для 1-й пробы ткани равно 300 шт, а для 2-й пробы равно 200 шт.

Задача 14

Рассчитать условную жесткость и коэффициент растяжимости при одноосном растяжении ткани: 1 – полотняного переплетения; 2 – саржевого переплетения.

Задача 15

Найти абсолютную и удельную работу разрыва пробы резины, если абсолютная деформация при разрыве составляет 90 мм; разрывное усилие 30 даН; толщина 5 мм; коэффициент полноты диаграммы 0,8; плотность 1,2 г/см3.

Задача 16

Насколько уменьшилась прочность ткани по утку, если сохраняемость свойств по прочности составляет 80%; прочность одной нити, входящей в ткань, равна 2 Н при плотности по утку 220?

Задача 17

Определить коэффициент сохраняемости свойств ткани по основе, если после ее истирания прочность равна 20 даН. Прочность ткани до истирания рассчитать, исходя из следующих характеристик: количество нитей по основе на 100 мм равно 200, удельная прочность одной нити в ткани 3 Н.

Задача 18

Определить расчетное разрывное усилие ткани по основе (1) и утку (2), если плотность ткани по основе 240 нитей, по утку 200 нитей. Определить коэффициент равномерности по относительному удлинению при разрыве.

Задача 19

Рассчитайте прочность ткани по основе и утку, если прочность текстильной нити равна 0,15 даН, при количестве нитей на 100 мм по основе 220, а по утку 180.

Задача 20

Найдите относительное сокращение пробы ткани размером рабочей зоны 50 x 200 мм, если коэффициент поперечного сокращения пробы равен 0,75, абсолютное удлинение – 24 мм.

Задача 21

Найдите относительную работу разрыва пробы ткани размером рабочей зоны 50 x 200 мм при поверхностной плотности 320 г/м2, разрывном усилии 35 даН, удлинении 12 мм и коэффициенте полноты диаграммы 0,4.

Задача 22

Определите удельное разрывное усилие пробы ткани размером рабочей зоны 50 x 200 мм, массой 4 г при разрывном усилии 45 даН и абсолютном удлинении 20 мм.

Задача 23

Какова плотность ткани по основе, если расчетное разрывное усилие пробы ткани размером рабочей зоны 50 x 200 мм равно 4 Н при разрывном усилии 36 даН?

Задача 24

Какая проба ткани имеет наибольшее значение относительного удлинения при разрыве, а какая наименьшее?

Номер пробы ткани	Длина пробы	Абсолютное удлинение при разрыве
1	100	8
2	200	12
3	100	10
4	150	14

Задача 25

Рассчитайте прочность поперечновязаного трикотажного полотна вдоль петельных столбиков и петельных рядов, если прочность текстильной нити равна 0, 01 даН. Количество петель на 100 мм длины трикотажа вдоль петельных столбиков равно 150, вдоль рядов 120.

Задача 26

Рассчитайте прочность основовязаного трикотажного полотна вдоль петельных столбиков и петельных рядов, если прочность текстильной нити равна 0,02 даН. Количество петель на 100 мм длины трикотажа вдоль петельных столбиков равно 120, а вдоль рядов 100.

2. Задачи по физическим свойствам неметаллических материалов:

1. На швейное предприятие поступила партия блузочно-платьевой ткани общей длиной 280 м. После проведения декатировки произошла усадка материала на 2,9%. Определите общую длину ткани, поступившую в раскройный цех.

2. Определите линейную, поверхностную и объемную усадку хлопчатобумажной фланели толщиной 0,57 мм, если образец материала размером 200×200 мм после стирки стал по основе 187 мм, по утку – 196 мм, а его толщина увеличилась на 9,5%.

3. Какая из тканей имеет большее значение коэффициента воздухопроницаемости?

Ткань	Объем прошедшего воздуха, дм3	Площадь образца, см2	Время прохождения воздуха, с
1	12	8	60
2	10	20	50
3	18	10	50

4. Определите линейную усадку образца нетканого полотна размером 0,2×0,2 м, если после влажно-тепловой обработки его размеры по длине уменьшились на 17 мм, а по ширине – на 3 мм.

5. Образец галантерейной винилискожи-НТ толщиной 1,2 мм и размером 100×100 мм на 2 часа поместили в воду. После этого образец приобрел размеры 98,5×99,3 мм. Определите, насколько изменилась толщина кожи, если объемная усадка составила 30,4%.

6. Определите фактическую влажность образца льняной полотенечной ткани, если масса образца до высушивания составляла 3,249 г, а после высушивания – 2, 833 г.

7. Определите гигроскопичность льняной бельевой ткани, если образец после высушивания имел массу 3,048 г., а после выдерживания в эксикаторе с относительной влажностью воздуха 100% масса образца увеличилась на 0,326 г.

8. При определении намокаемости хлопчатобумажной плащевой ткани масса образца после выдерживания в воде в 1,32 раза превышала исходную массу образца. Рассчитайте намокаемость данной ткани.

9. Образец полушерстяного трикотажного полотна находился в нормальных условиях 24 часа. При этом его влажность составила 4,38%, а масса – 3,082 г. Определите массу абсолютно сухого образца этого материала.

10. Масса образца холстопрошивного нетканого полотна после выдерживания 30 мин в сушильном шкафу составила 2,348 г. Определите количество влаги в материале, если известно, что его влажность равна 9,7%.

11. После выдерживания в течение 4 часов образца нетканого материала в эксикаторе с водой его масса возросла на 0,122 г. Определите гигроскопичность материала, если известно, что масса абсолютно сухого образца составляла 2,964 г.

12. Масса образца искусственного меха после высушивания до постоянной массы уменьшилась на 0,420 г. Определите фактическую влажность образца, если его начальная масса составляла 3, 948 г.