Способ определения координат точек разрыва элементарных нитей в комплексной нити

 

Изобретение относится к исследованию физико-механических свойств химических комплексных нитей технического и бытового назначения и может быть использовано в химической промышленности. Техническим результатом предлагаемого способа является повышение производительности, снижение трудоемкости, а также повышение точности за счет определения координат точек разрыва элементарных нитей в комплексной нити непосредственно в момент их разрыва. Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе определения координат точек разрыва элементарных нитей в комплексной нити, включающим растяжение до разрушения образца комплексной нити растягивающей силой и определение координат точек разрыва элементарных нитей в образце, в процессе растяжения комплексной нити дополнительно осуществляют непрерывный одновременный контроль амплитуд акустических импульсов, возникающих в момент разрыва каждой элементарной нити в комплексной нити, регистрируемых в местах приложения нагрузки на комплексную нить в точках X1 и Х2, а также длины растягиваемого образца, координаты точек разрыва элементарных нитей в образце определяют по формуле L1=L·U2/(U1+U2), где L - длина растягиваемого образца, равная расстоянию между точками приложения нагрузки на комплексную нить X1 и Х2; L1 - расстояние между точкой разрыва элементарного волокна и точкой X1 регистрации сигналов; U1 и U2 - амплитуды акустических импульсов в точках регистрации X1 и Х2 соответственно. 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к исследованию физико-механических свойств химических комплексных нитей технического и бытового назначения и может быть использовано в химической промышленности. Одним из основных требований, предъявляемых к химическим комплексным нитям, является равномерность механических свойств элементарных нитей, а также характеристики фрикционных свойств элементарных нитей. Распределение координат точек разрывов элементарных нитей в зоне разрушения комплексной нити позволяет определить неравномерность механических свойств элементарных нитей по длине, также может быть использовано при расчете коэффициента трения между элементарными нитями в комплексных нитях различной крутки. Изучение характеристик фрикционного взаимодействия элементарных нитей позволяет определить степень реализации их механических свойств в комплексных нитях и, следовательно, повышать прочностные свойства нитей.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ определения координат точек разрыва элементарных нитей в комплексной нити, включающий растяжение до разрушения образца комплексной нити растягивающей силой и определение координат точек разрыва элементарных нитей в образце, используемый в работе "Механизм разрушения комплексных нитей. Определение критической длины элементарных нитей". Лаврова З.И., Перепелкин К. Е., Иванов М.Н. Хим. волокна. - 1997. - №5. - С.43-48.

Для данного способа используют следующую аппаратуру и материалы:

- разрывная машина типа FPZ-10/1, "Инстрон", РМ-30 и др.

- клей ПВА (поливинилацетатный) или любой другой, не вызывающий набухания волокон или изменения их состава;

- доска с бархатным покрытием цвета, контрастного с цветом волокна;

- линейка измерительная, металлическая с миллиметровыми делениями;

- пинцет.

Перед началом испытаний приготавливают образцы. Из бумаги изготавливаются рамки (фиг.2). Зажимную длину (7) образца устанавливают равной, например, 250 мм. Зажимные части отрезков комплексной нити, предназначенные для приложения нагрузки к образцу, заклеивают в рамки, при этом не допускается затекания клея на рабочий участок более 1 мм. Образцы выдерживаются до полного затвердевания клея.

Способ определения координат точек разрыва элементарных нитей в комплексной нити осуществляют следующим образом.

Концы образца (8) жестко крепят в зажимах разрывной машины. Перерезают боковые стороны рамки (9). Включают механизм перемещения нижнего зажима разрывной машины и нагружают образец (10), например, с постоянной скоростью, до полного разрушения. Снимают из зажимов концы разрушенных образцов (8) и выдерживают их в нормальных климатических условиях в течение 24 ч до полной релаксации деформаций.

Определяют координаты точек разрыва элементарных нитей в комплексной нити следующим образом.

Для каждого конца разрушенного образца с помощью ножниц отделяют элементарные нити от зажимных частей, заклеенных в рамку. Все элементарные нити укладывают поочередно на бархатную поверхность с помощью пинцета и распрямляют до полного устранения извитости. Для этого пальцем левой руки прижимают левый конец элементарной нити к доске и осторожно проводят по волокну пальцем правой руки слева направо, распрямляя его. Линейкой измеряют длину каждой элементарной нити.

Недостатком такого способа является то, что определение координат точек разрыва волокон происходит после релаксации деформации волокон, в процессе которой под действием внутренних напряжений после разрыва элементарных нитей происходит изменение их длины, что снижает точность определения координат. Недостатком данного способа является также большая трудоемкость определения координат точек и большая продолжительность проведения испытаний.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение производительности, снижение трудоемкости, а также повышение точности за счет определения координат точек разрыва элементарных нитей в комплексной нити непосредственно в момент их разрыва.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом способе определения координат точек разрыва элементарных нитей в комплексной нити, включающем растяжение до разрушения образца комплексной нити растягивающей силой и определение координат точек разрыва элементарных нитей в образце, в процессе растяжения комплексной нити дополнительно осуществляют непрерывный одновременный контроль амплитуд акустических импульсов, возникающих в момент разрыва каждой элементарной нити в комплексной нити, регистрируемых в местах приложения нагрузки на комплексную нить в точках X1 и Х2, а также длины растягиваемого образца, координаты точек разрыва элементарных нитей в образце определяют по формуле

L1=L·U2/(U1+U2),

где L - длина растягиваемого образца, равная расстоянию между точками приложения нагрузки на комплексную нить X1 и Х2;

L1 - расстояние между точкой разрыва элементарного волокна и точкой X1 регистрации сигналов;

U1 и U2 - амплитуды акустических импульсов в точках регистрации X1 и Х2 соответственно.

На фиг.1 представлена схема устройства для осуществления способа определения координат точек разрыва элементарных нитей в комплексной нити.

Устройство содержит первый и второй (1) и (2) приемники акустических импульсов, первый и второй измерители (3) и (4) акустических импульсов, измеритель (5) перемещения подвижного зажима, блок (6) регистрации. Первый и второй (1) и (2) приемники расположены соответственно в верхнем и в нижнем зажимах разрывной машины и осуществляют контроль акустических импульсов в точках с координатами X1 и Х2 соответственно.

Входы измерителей (3), (4) амплитуды акустических импульсов соединены с выходами первого и второго приемников (1) и (2) акустических импульсов, а их выходы - с первым и вторым входом блока (6) регистрации соответственно. Выход измерителя (5) перемещения подключен к третьему входу блока (6) регистрации.

Предлагаемый способ определения координат точек разрыва элементарных нитей в комплексной нити осуществляют следующим образом.

Для испытания берут образцы химических нитей (см. табл.1.)

Концы образца (6) жестко крепят в зажимах разрывной машины. Включают механизм перемещения нижнего зажима разрывной машины (на чертеже не показано) и нагружают образец, например, с постоянной скоростью. Регистрируют перемещение подвижного зажима измерителем (5), акустические импульсы первым и вторым приемниками (1), (2) и измеряют их амплитуды с помощью первого и второго измерителей (3) и (4) амплитуды импульсов давления. Осуществляют синхронное измерение амплитуд акустических импульсов и длины растягиваемого образца с помощью блока (5) регистрации. По измеренным значениям амплитуд акустических импульсов и длины образца определяют координаты точек разрыва элементарных нитей в комплексной нити по формуле

L1=L·U2/(U1+U2),

где L - длина растягиваемого образца, равная расстоянию между точками приложения нагрузки на комплексную нить X1 и Х2;

L1 - расстояние между точкой разрыва элементарного волокна и точкой X1 регистрации сигналов;

U1 и U2 - амплитуды акустических импульсов в точках регистрации X1 и Х2 соответственно.

Таким образом, предлагаемый способ повышает производительность, снижает трудоемкость, а также повышает точность измерения за счет определения координат точек разрыва элементарных нитей в комплексной нити непосредственно в момент их разрыва (см. табл.2).

Формула изобретения

Способ определения координат точек разрыва элементарных нитей в комплексной нити, включающий растяжение до разрушения образца комплексной нити растягивающей силой и определение координат точек разрыва элементарных нитей в образце, отличающийся тем, что в процессе растяжения комплексной нити осуществляют непрерывный одновременный контроль амплитуд акустических импульсов, возникающих в момент разрыва каждой элементарной нити в комплексной нити, регистрируемых в местах приложения нагрузки на комплексную нить в точках X1 и Х2, а также длины растягиваемого образца, координаты точек разрыва элементарных нитей в образце определяют по формуле

L1=L·U2/(U1+U2),

где L - длина растягиваемого образца, равная расстоянию между точками X1 и Х2 приложения нагрузки на комплексную нить;

L1 - расстояние между точкой разрыва элементарного волокна и точкой XI регистрации сигналов;

U1 и U2 - амплитуды акустических импульсов в точках регистрации X1 и Х2 соответственно.

РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2