Автор: Калиновская Ирина Николаевна

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №4 (15) апрель 2010 г.

Статья просмотрена: 25 раз

Библиографическое описание:

Калиновская И. Н. Определение теоретической прочности адгезионного соединения слоев текстильных настенных покрытий // Молодой ученый. — 2010. — №4. — С. 83-86.

При эксплуатации текстильных настенных покрытий особое внимание уделяется их надежности и долговечности. Таким образом, одними из важных показателей свойств текстильных покрытий являются их прочностные характеристики. За показатель прочностных характеристик принимается измеряемая величина усилия при раздирании.

Прочность материала при раздирании относится к группе полуцикловых разрывных характеристик и характеризуется величиной усилия, необходимого для разрушения системы волокон, перпендикулярной направлению действующей силы.

Проведение исследований прочности материала проводилось по ГОСТ 28832-90.

На основании механической теории адгезии вся адгезия (а) находится в функциональной зависимости от механической () и специфической адгезии () [1]:

,                                                                                                           (1)

Установлено, что для тканей специфическая адгезия представляет собой малую величину и ею можно пренебречь:

.                                                                                                                (2)

Согласно теории Гуля В.Е. клей растекается по поверхности материала. Таким образом, при определении теоретической прочности адгезионного соединения, необходимо учитывать площадь контакта адгезива и субстрата [2].

Прочность клеевого соединения (Р, Н/см) в общем виде можно записать как

                                                                                                                     (3)

где  – сила отрыва субстрата от адгезива, Н;

 – ширина отрыва, см.

Сила отрыва субстрата от адгезива (, Н) определится как:

                                                                                                       (4)

где B – количество волокон приповерхностного слоя, 1/см2;

Sk – площадь контакта ткани с клеем, см2.

 - разрывная нагрузка волокна, Н.

Учитывая выражение (3) и (4) теоретическая прочность адгезионного соединения текстильных настенных покрытий (P, Н/см) с нанесением клея по всей площади полотна основы и с использованием разреженной ткани определяется

.                                                                                                     (5)

Определим площадь контакта ткани с клеем (Sk, см2) исходя из допущения, что сечение нити утка, представляющей собой часть тора, в любой точке х является окружностью. Данное допущение сделано исходя из того, что форма сечения поверхности тора, согласно уравнению овала Кассини, при условиях данной задачи стремится к окружности.

Изобразим разрез текстильных настенных покрытий вдоль нитей утка (рисунок 1).

1 – полотно бумаги; 2 – нить основы; 3 – нить утка

Рисунок 1 – Схема разреза текстильных настенных покрытий вдоль

нитей утка

Найдем радиус кривизны нити утка (R, см):

;                                                                                           (6)

где R – радиус кривизны нити утка, см;

r – радиус нитей в ткани, см;

l – расстояние между нитями основы, лежащими в одной плоскости, см;

Получаем:

.                                                                                                           (7)

где d – диаметр нити, см.

Примем центр системы координат в точке О, тогда уравнение окружности запишем в следующем виде:

.                                                                                                  (8)

Знак «-» в уравнении (8) показывает, что в расчете учитывается только нижняя часть окружности с центром в точке А (рисунок 1).

Поскольку при склеивании ткани с полотном основы высота клеевой пленки может достигать ½ диаметра нити, имеем

.                                                                                                   (9)

Получаем

,                                                                                                          (10)

или

.                                                                                                          (11)

Запишем в общем виде уравнение высоты сегмента нити утка, помещенного в клей в зависимости от координаты х (hs)

,                                                                                                    (12)

где  – уравнение полученной окружности.

Тогда уравнение высоты сегмента нити утка, помещенного в клей в зависимости от координаты х (hs)

.                                                                                       (13)

Рассмотрим сечение нити утка в произвольных точках, помещенное в клей (рисунок 2).

Рисунок 2 – Сечение нити утка в произвольной точке, помещенное в клей

Определим длину дуги FG сегмента нити утка, помещенного в клей (ls, см):

,                                                                                                                  (14)

где α – центральный угол окружности, опирающийся на дугу FG.

Из уравнения

.                                                                                                       (15)

получаем

.                                                                                                 (16)

Тогда

.                                                                         (17)

Находим площадь сегмента нити утка (Sу, см2), помещенной в клей

.                                                        (18)

Запишем площадь сегмента основной нити (Sо, см2), помещенного в клей

.                                                                                                              (19)

Таким образом, площадь контакта ткани с клеем (Sk) определяем как

.                                           (20)

Учитывая площадь контакта ткани с клеем, теоретическая прочность адгезионного соединения текстильных настенных покрытий (P, Н/см) определяется как

.                             (21)

В качестве показателя ворсистости пряжи применяется число ворсинок на единицу длины (nв, 1/м) [3, формула (I.40)]

 

                                                                                                          (22)

 

где Тп – средняя линейная плотность пряжи, 317 текс; Тв – средняя линейная плотность волокон, 1,25-5 текс; lв – средняя длина волокон, 0,010-0,026 м.

В случае определения ворсистости ткани, данный показатель определяется на единицу площади (В, 1/м2). Определение ворсистости проводилось в условиях лаборатории УО «ВГТУ» оптическим (проекционным) методом, заключающимся в проекции ткани посредством оптической системы на монитор компьютера и подсчете числа ворсинок на отрезке изображения, соответствующем 1 см2 ткани.

С помощью математической программы «Maple» проведен расчет прочности адгезионного соединения декоративной льняной ткани и полотна бумаги. Полученные экспериментальные и теоретические данные представлены в таблице 1.

 

Таблица 1 – Расчетные и экспериментальные данные процесса сушки

Параметр

Обозна-чение

Единицы

измерения

Значение

расчетное

Значение эксперимен-тальное

Количество волокон приповерхностного слоя

B

1/см2

96,4

98

Диаметр нитей в ткани

d

см

0,1352

0,2

Расстояние между нитями основы, находящимися в одной плоскости

l

см

0,2354

0,3

Разрывная нагрузка льняного волокна

Rn

Н

-

0,8

Прочность адгезионного соединения

Р

Н/см

3,30

3,45

 

Литература

 

  1. Шайдоров, М.А. Клеевые материалы и клеевые соединения при производстве одежды: учеб. пособие / М.А. Шайдоров. – УО “ВГТУ”. – Витебск, 2003. – 133с.
  2. Кузьмичев, В.Е Теория и практика процессов склеивания деталей одежды: учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений / В.Е. Кузьмичев, Н.А. Герасимова. – Москва : Издательство «Академия», 2005. – 255 с.
  3. Кукин, Г.Н. Текстильное материаловедение / Г.Н. Кукин, А.Н. Соловьев, А.И. Кобляков. – Москва: Легпромбытиздат, 1989. – 352 с.
Основные термины (генерируются автоматически): текстильных настенных покрытий, прочности адгезионного соединения, поверхности текстильных настенных, теоретической прочности адгезионного, площадь контакта ткани, Нейтрализация статического электричества, слоев текстильных настенных, соединения текстильных настенных, эксплуатации текстильных настенных, свойств текстильных покрытий, Определение теоретической прочности, исследований прочности материала, определении теоретической прочности, расчет прочности адгезионного, прочности исходной абразивной, Прогнозирование прочности шлифовального, Прочность клеевого соединения, покрытий особое внимание, площадь контакта адгезива, формования текстильных материалов.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос