Автоматизированный расчет показателей жесткости текстильных материалов при гибке

ПЗ.doc

Загальна характеристика і класифікація текстильних матеріалів.
Для виготовлення одягу використовується велика кількість різноманітних матеріалів які відрізняються структурою властивостями способом виготовлення.
Матеріали які використовуються при виготовленні одягу поділяються на текстильні та нетекстильні. Найбільш широко використовуються текстильні матеріали які виробляють з пряжі та ниток – продукції текстильних виробництв. Це тканини трикотажні та неткані полотна швейні нитки. Нетекстильні матеріали випускають підприємства інших галузей промисловості. Це такі матеріали як: штучні шкіри плівки матеріали з плівковими покриттями клеї натуральні шкіри та хутро.
Асортиментом текстильних матеріалів називають підбор матеріалів різного виду призначення та способів виготовлення які використовуються для пошиття одягу.
Асортимент текстильних матеріалів поділяється на асортиментні групи за способом виготовлення:
-асортимент трикотажних полотен;
-асортимент нетканих матеріалів;
-асортимент шкір для одягу;
-асортимент оздоблювальних матеріалів і таке інше.
Асортимент тканин поділяється на 4 класи за волокнистим складом:
-асортимент бавовняних тканин;
-асортимент вовняних тканин;
-асортимент шовкових тканин;
-асортимент лляних тканин.
Тканини кожного з класів поділяються на групи підгрупи та окремі артикули.
Артикул - це умовне позначення або умовний шифр різновиду тканини який визначає самостійний тип тканини виробленої згідно з технічними умовами. Артикул присвоюється кожній тканини яка відрізняється від всіх інших їй подібних хоча б одним показником структури або властивостей. Тканини можуть мати однакову назву але різні артикули і відрізнятися одна від одної хоча б одним фізико-технічним показником (шириною поверхневою щільністю лінійною щільністю пряжі та ниток кількістю ниток на 100 мм) або оздобленням.
Асортимент тканин дуже різноманітний та багаточисельний. Найбільш різноманітним є асортимент шовкових та вовняних тканин. В асортименті тканин відбуваються постійні зміни. Щорічно асортимент тканин поновлюється на 15-20%. Тканини які вийшли з моди та не користуються попитом населення знімають з виробництва; замість них виробляють тканини нових структур. Поновлення асортименту здійснюється завдяки широкому використанню хімічних волокон та ниток пряжі та ниток нових структур нових видів оздоблення тканин поліпшення рівня їх художньо-колористичного оформлення. Поряд з постійним поновленням асортименту існує ряд тканин окремих видів які випускаються протягом багатьох років практично без суттєвих змін структури. Стандартизація тканин є одним з найважливіших заходів раціоналізації текстильного виробництва для забезпечення високої якості продукції.
Стандарт на текстильні матеріали представляє собою нормативно-технічний документ в якому приведені основні відомості про даний матеріал тобто нормативи показників його основних властивостей та структурних характеристик. Крім того є стандарти випробування тканин визначення їх сортності упаковки маркування і таке інше.
снують такі категорії стандартів:
-Державні стандарти України (ДСТ);
-Галузеві стандарти (ГСТ);
-Стандарти підприємств (СТП).
Державні стандарти затверджує Державний комітет України з питань стандартизації метрології та сертифікації і вони є обов'язковими до виконання всіма підприємствами та організаціями України.
Галузеві стандарти затверджують міністерства та відомства які здійснюють виробництво даної продукції; вони є обов'язковими до виконання підприємствами даної галузі.
Стандарти підприємств затверджує підприємство вони діють в рамках даного підприємства.
Кожному стандарту присвоюється номер який складається з двох частин розділених знаком тире де перша частина представляє собою порядковий номер під яким був зареєстрований стандарт при затвердженні а друга частина - дві останні цифри року затвердження.
Стандарт на тканину характеризується сукупністю технічних норм які визначають волокнистий склад будову та основні властивості тканини. Стандарти можуть розроблятися на одну тканину або на групу тканин. Основним розділом стандарту є технічні вимоги які містять норми з ряду якісних показників тканин: ширини щільності міцності поверхневої щільності усадки лінійної щільності основних та уточних ниток переплетення а для деяких тканин крім того приводяться дані з видовження вмісту жиру та інших домішок структури пряжі та ниток та інші. Крім технічних вимог стандарти містять розділи: правила приймання методи випробувань маркування транспортування та умови зберігання тканин.
Всі тканини що виробляються класифікують за рядом ознак згідно з затвердженими стандартами.
Стандартна система класифікації розподіляє тканини на групи за такими ознаками:
-за призначенням - на білизняні костюмні пальтові для суконь та інші;
-за видом та якістю сировини (волокнистим складом) - на бавовняні вовняні шовкові та лляні;
-за структурою пряжі - на тканини з кардної гребінної та апаратної пряжі;
-за видом додаткової обробки - на апретовані тиснені незминаємі малоусадочні та інші;
-за видом переплетення - на прості складні дрібно- та великовізерункові;
-за способом виробництва та видом основної обробки - на суворі вибілені гладкофарбовані надруковані та інше.
На тканини які мають однакові шість вищеназваних ознак розробляють груповий стандарт який містить основні технічні нормативи якості.
Торгова система класифікації розподіляє тканини на групи за такими ознаками:
-за призначенням - на білизняні платтєві підкладкові пальтові та інші;
-за способом вироблення - на ворсові суворі строкаті та інші;
-за волокнистим складом - на тканини з штучних та синтетичних ниток бавовняні вовняні та інші;
-за значенням частки в загальному обсязі тканин – на ситцеві бязеві сатинові та інші.
1 Загальна характеристика асортименту бавовняних тканин.
Бавовняні тканини складають близько 25% в загальному обсязі виробництва вітчизняних тканин. Це тканини побутового та технічного призначення. З тканин побутового призначення виготовляють різні швейні вироби: натільну постільну та столову білизну сукні сарафани халати спортивний та спеціальний одяг. Крім того бавовняні тканини використовують для виготовлення портьєр занавісок для оббивання меблів для прокладок та підкладок в одязі. Широке використання цих тканин пояснюється їх високими гігієнічними властивостями міцністю та носкістю гарним зовнішнім видом та невисокою вартістю.
Тканини поділяються на 17 груп: ситцеву бязеву білизняну сатинову платтєву одежну підкладкову ворсову та інші. Деякі групи в свою чергу поділяються на підгрупи:
-білизняна - на бязеву міткалеву та спеціальну;
-сатинова - на сатини кардні та гребінні;
-платтєва - на літню демісезонну зимову підгрупи та підгрупу тканин з комплексними нитками і так далі.
Бавовняні тканини виробляють переплетеннями всіх класів; з кардної гребінної та апаратної пряжі однониткової або скрученої різної лінійної щільності; чистобавовняної змішаної або із сполучення бавовняної пряжі з комплексними хімічними нитками. Тканини дуже різноманітні за структурою та оздобленнями. Для поліпшення якості тканин їх випускають з апретами які не змиваються; з протиусадочними та малозминаємими оздобленнями спецнасиченнями стійким тисненням новими видами друкування з лощеними або фуляровими оздобленнями мерсеризованими.
2 Загальна характеристика асортименту лляних тканин.
Асортимент лляних тканин найменше різноманітний. Він представлений в основному полотнами різної товщини та характеру оздоблення які використовуються для виготовлення столової постільної та натільної білизни а також для дитячих та жіночих суконь та чоловічих сорочок. Лляні тканини виробляють з чисто-лляної пряжі мокрого прядіння льнолавсанової та льносиблонової пряжі а також з її сполучення з бавовняною основою. Введення хімічних волокон збільшує блиск зменшує зминання тканин. Лляні тканини виробляють з пряжі лінійної щільності не менш 18 текс; однакової товщини в основі та утоку; переплетеннями переважно полотняними рідше - жакардовими та дрібновізерунковими. За забарвленням їх випускають суворими білими та напівбілими рідше - гладкофарбованими надрукованими та строкатими.
Лляні тканини мають високу поверхневу щільність та товщину вони жорсткі міцні та малорозтяжні. Тканини мають високу гігієнічність але низькі теплозахисні якості. Поверхня тканин гладка та блискуча. Тканини можуть зміщуватися в настилі при розкрої та чинити опір різанню завдяки гладкості їх поверхні та жорсткості. В процесі пошиття вони можуть пошкоджуватися голкою.
Тканини поділяються на 16 груп за призначенням вісім перших з яких - це тканини побутового призначення: жакардові тканини широкі та вузькі холсти та рушники гладкі полотна вузькі білі та напівбілі костюмно-платтєві тканини полотна суворі тонкі полотна строкаті; наступні вісім груп - це технічні тканини.
3 Загальна характеристика асортименту шовкових тканин.
Шовкові тканини дуже різноманітні за видом сировини пряжі та ниток поверхневою щільністю щільністю видами переплетень характером оздоблення та призначенням. Шовкові тканини виробляють з натурального шовку штучних та синтетичних ниток з пряденого шовку та штапельної пряжі. За волокнистим складом вони можуть бути однорідними неоднорідними змішаними та змішано-неоднорідними. Напівшовкові тканини випускають з бавовняною пряжею в утоку. Ряд тканин виробляють з застосуванням металевих та металізованих ниток текстурованих ниток. Для виготовлення тканин використовують нитки різного ступеня скручування та різних структур: одиночні скручені фасонного та москрепового кручення. Використання їх в різних комбінаціях дозволяє випускати різноманітні за зовнішнім видом та властивостями тканини. Шовкові тканини виробляють переплетеннями всіх класів; тонкими малощільними прозорими та напівпрозорими а також щільними об'ємними; з гладкою буклірованою або ворсовою поверхнею з різними оздобленнями. За характером забарвлення та оздоблення шовкові тканини випускають вибіленими гладкофарбованими меланжевими мулінованими строкатими надрукованими; гофрірованими витравними з різними спеціальними оздобленнями які покращують якість тканини: малоусадочними малозминаємими водотривкими та водонепроникливими.
Тканини поділяються на вісім груп за волокнистим складом:
-тканини з ниток натурального шовку;
-тканини з ниток натурального шовку з іншими волокнами;
-тканини з штучних ниток;
-тканини з штучних ниток з іншими волокнами;
-тканини з синтетичних ниток;
-тканини з синтетичних ниток з іншими волокнами;
-тканини з штучних волокон з іншими волокнами;
-тканини з синтетичних волокон з іншими волокнами.
Тканини кожної з груп поділяються на 5 підгруп за способом вироблення: крепова гладдєва жакардова ворсова спеціальна.
Шовкові тканини мають низькі теплозахисні властивості і використовуються переважно для виготовлення легкого одягу.
4 Загальна характеристика асортименту вовняних тканин.
Вовняні тканини є однією з найбільш цінних груп різновидів тканин. Вони мають красивий зовнішній вигляд та високі теплозахисні властивості міцні пружні. їх використовують для виготовлення пальт костюмів суконь.
Вовняні тканини виробляють чисто- та напіввовняними. За волокнистим складом та структурою пряжі вони поділяються на 6 груп:
-тканини камвольні чистововняні;
-тканини камвольні напіввовняні та змішані;
-тканини тонкосуконні чистововняні;
-тканини тонкосуконні напіввовняні та змішані;
-тканини грубосуконні чистововняні;
-тканини грубосуконні напіввовняні та змішані.
Крім того тканини за призначенням поділяються на підгрупи:
-костюмні гладкофарбовані;
-костюмні строкаті та меланжеві;
Змішані тканини переважають в загальному обсязі асортименту вовняних тканин. Це тканини які містять волокна нітрону (до 50%); лавсану (до 40%) віскози (до 30%) та інші. У виробництві змішаних тканин широко використовуються двох- трьох- та більше компонентні суміші. Тканини які містять синтетичні волокна мають добрі експлуатаційні властивості: пружність та незминання низьку усадку високу формостійкість та міцність. Але знижуються їх здатністі до формування при ВТО.
При виготовленні напіввовняних тканин можуть використовуватися також металеві текстуровані та профільовані нитки; фасонна пряжа для надання зовнішніх ефектів.
Чистововняні тканини можуть містити до 10% волокон капрону та інших хімічних волокон які вводяться для покращання якостей тканин.
За характером забарвлення тканини виготовляють гладкофарбованими строкатими меланжевими та меланжево-строкатими.
Камвольні тканини виробляють з гребінної крученої та некрученої пряжі яка складається з тонкої напівтонкої та напівгрубої вовни. Вони мають відносно гладку поверхню з чітким малюнком переплетення; тканини щільні пружні але жорсткуваті. Це найбільш тонкі та легкі тканини для суконь костюмів пальт з відносною щільністю 70-140%. Тонкосуконні тканини виробляють з апаратної нескрученої пряжі а іноді і зі скрученої пряжі яка складається з тонкої та напівтонкої короткої вовни. Це найбільш важкі та товсті тканини для суконь та костюмів а також пальтові тканини. їх випускають простими дрібновізерунковими та складними подвійними переплетеннями. Відносна щільність одношарових тканин 70-80% а дволицевих та двошарових - 100-150%. Всі тонкосуконні тканини піддають валянню різного ступеня інтенсивності. Деякі тканини такі як сукна та драпи випускають сильно уваленими з войлоковидним застилом на поверхні який повністю закриває ткацьке переплетення. Деякі тонкосуконні тканини ворсують і випускають з направленим або запресованим ворсом. Тонкосуконні тканини пухкі м'які еластичні мають гарний зовнішній вигляд та високі теплозахисні якості.
Грубосуконні тканини пухкі важкі менш розтяжні та еластичні мають меншу зносостійкість ніж тонкосуконні. їх виробляють з більш товстої пряжі яка складається з грубої короткої вовни.
Методика обробки дослідних даних і розрахунку показників жорсткості.
Жорсткість при згині – властивість матеріалу чинити опір зміни форми при дії зовнішньої згинаючої сили. Цей показник відіграє важливе значення при оцінці якості текстильних матеріалів. Його значення впливає на призначення тканини модельні та конструктивні особливості одягу технологію його виготовлення.
Прилади які використовують для визначення жорсткості матеріалів при згині поділяють на 2 групи:
Прилади на яких проби згинаються при дії розподіленої сили;
Прилади на яких проби згинають під дією зосередженого навантаження. Тоді жорсткість матеріалу характеризується зусиллям яке необхідне для згину кільцеподібної проби або для поздовжнього згину плоскої проби (полоски) матеріалу.
Методика дозволяє прогнозувати жорсткість при згині проби довільної довжини в заданому інтервалі довжин.
При використанні приладів 1 групи жорсткість EI мкН*см2 окремо розраховують для проб поздовжнього і поперечного напрямку:
де m–маса 5 пробних полос; A–функція відносного прогину f0 яка визначається за довідковими даними.
Відносний прогин f0 обчислюють за формулою:
де f–кінцевий прогин проб; l–довжина звисаючих кінців проб (l=7см).
Коефіцієнт жорсткості KEI матеріалу визначають відношенням величин жорсткості в поздовжньому та поперечному напрямках:
KEI=EIпоздЕпопер (2.3)
Якщо дослідження жорсткості проводять на приладах 2 групи тоді проби вирізають в поздовжньому та поперечному напрямках шириною 20±1 мм і довжиною (залежно від ступеня жорсткості тканини) 70±1 95±1 160±1 мм. Перед використанням пробу кондиціонують при нормальних умовах. Потім згинають у вигляді кільця лицьовою стороною назовні закріплюють і проводять дослідження.
1 Методика розрахунку показників жорсткості текстильних матеріалів при згині.
Довжина проби – L1=8 см L2=16 см;
Прогин проби – H1=08 см H2=15 см;
Поверхнева щільність тканини – Q=185-310 гм2 (трикотаж);
Кількість частин поділу діапазону довжин проби – n;
Жорсткість при згині – Е (В) мкН*см2;
Показник жорсткості матеріалу при згині розраховується за формулою Капилевича Г.М.:
де q–маса 1 погонного сантиметра проби;
де L–довжина проби см; A–коефіцієнт який визначається як функція відносного прогину h0 і обчислюється за формулою:
A=639h03-0028h02+8h0 якщо h0≤035 (2.6)
A=h0(572339h03-8037h02+3175h0+216)(1-h0) якщо 035≤h0≤08 (2.7)
Відносний прогин h0 визначають із виразу:
де h–дослідно визначений прогин кінця пробної полоски см.
Прогин проби текстильних матеріалів прямо пропорційний довжині звисаючих кінців проби:
де аb–коефіцієнти які розраховуються із значень прогинів проб різної довжини наприклад L1=8 см L2=16 см.
Використовуючи величину коефіцієнта А визначаємо значення жорсткості матеріалу будь-якої довжини в заданому інтервалі.
Масу 1 погонного см проби обчислюємо за формулою:
де Q–поверхнева щільність гм2.
Блок-схема алгоритму розрахунку жорсткості текстильних матеріалів при згині.
Прилад ПЖШ–2 призначений для визначення зусилля при поздовжньому згині проб тканин швів пакетів одягу.
Чутливим елементом приладу є нерухомий кронштейн з зажимом 4. Кронштейн – консольно закріплена тонка пружна балка. На ньому наклеєні тензорезистори які увімкнуті в 4-плечовий вимірювальний міст. На початку переміщення рухомого жорсткого кронштейна з зажимом 18 проба матеріалу встановлена вертикально стискується по довжині а при подальшому русі кронштейна вигинається. Зусилля передається на зажим який встановлений на нерухомому кронштейні. Датчики тензорезистора деформуються і змінюють свій опір. Струм що виникає у вимірювальній діагоналі четирьохплечового моста реєструється мікроамперметром (експрес-метод) або осцилографом що дозволяє записувати криву наростання зусилля опору проби при її поздовжньому вигині. Для випробувань готують по 5 проб вирізаних в поздовжньому або поперечному напрямі розміром (30 ± 1) x (90 ± 1) мм.
Для маложорстких матеріалів можна використовувати проби розміром
(30 ± 1)x(45 ± 1) мм.
Для підготовки проби зі швом з матеріалу вирізують пробу розміром
(40 ± 1)x(180 ± 1) мм в поздовжньому або поперечному напрямі розрізають її поперек на рівні частини і сполучають поздовжні сторони частин швом а потім припрасовують. Методика випробування на приладі ПЖШ-2 полягає в наступному. Пробу 5 лицьовою стороною до того хто працює заправляють в затиск 4 а потім в затиск 18. При цьому кронштейн із затиском фіксується упором 3. Пробу 5 приводять у вільний стан для чого звільняють нерухомий кронштейн із затиском 4 від упору 3 і обертанням ручки 17 встановлюють «0» на мікроамперметрі 16. Клавішею 13 «Пуск» включають автоматичне переміщення рухомого кронштейна із затиском 18 який стискає пробу до вигину і утворення складки. За шкалою мікроамперметра відзначають максимальне відхилення стрілки у момент утворення складки. Знаючи ціну одного ділення шкали мікроамперметра мН визначають зусилля вигину проби Р.
При роботі з осцилографом заздалегідь включивши його клавішею 15 встановлюють «0» на мікроамперметрі і осцилографі. Потім проводять випробування проби як і для випадку з мікроамперметром. За результат випробування приймають максимальну висоту кривої на осцилограмі у момент утворення складки і оцінюють її за допомогою тарувального графіка.
Рис.5.1 Схема приладу ПЖШ-2:
– кінцевий вимикач; 2 – тензорезистор; 3 – упор для фіксації нерухомого
кронштейна; 4 – затиск нерухомого кронштейна; 5 – випробовувана проба; 6 – підвіска з вантажами; 7 – клавіша настройки; 8 – клавіша діапазону зусиль; 9 – резистор настройки «0» мікроамперметра; 10 – резистор настройки діапазону зусиллі«До 500 мН»; 11 – резистор настройки діапазону зусиль «До 2500 мН»;
– клавіша «Повернення»; 13 – клавіша «Пуск»; 14 – клавіша включення живлення; 15 – клавіша включення осцилографа; 16 – мікроамперметр; 17 – ручка механічного переміщення рухомого кронштейна; 18 – затиск рухомого кронштейна; 19 – асинхронний двигун типу РД-09; 20 – привод рухомого кронштейна.
Тарування приладу ПЖШ-2 проводять таким чином. На мікроамперметрі 16 за допомогою ручки 9 встановлюють «0». На нерухомий кронштейн із затиском 4 прикріплюють вантаж масою 005 кг (для діапазону навантажень до 500 мН) або 026 кг (для діапазону навантажень до 2500 мН). Резистором настройки відповідного діапазону навантажень 10 або 11 встановлюють максимальне відхилення стрілки мікроамперметра потім вантаж знімають і встановлюють «0». Вказані операції повторюють до досягнення постійного максимального відхилення стрілки і визначають ціну однієї поділки шкали мікроамперметра. Тарування приладу за допомогою осцилографа виконують таким же чином але починають з прикріплення до підвіски 6 вантажу масою 10-3 кг.
Прилад ПТ-2 (рис. 5.2) призначений для визначення жорсткості при вигині тканин трикотажних і нетканих полотен комплексних (дубльованих) матеріалів.
Заздалегідь готують по 5 поздовжніх і поперечних пробних смужок розміром 160x30 мм кожна. Зважуванням визначають масу 5 пробних смужок в грамах окремо поздовжніх і поперечних з погрішністю 001г.
Пробу (смужку) 7 укладають симетрично за шкалою 9 лицьовою стороною вгору на опорний горизонтальний майданчик 6 суміщаючи при цьому зовнішній край проби і майданчика. У центрі пробу закріплюють вантажем 8 шириною 2см і масою 500 гр. Середня частина опорного майданчика 6 нерухома а її бічні ділянки можуть плавно і рівномірно опускатися за допомогою механізму 2 що включається кнопкою 1. При опусканні бічних ділянок опорного майданчика кінці проби починають прогинатися і в якийсь момент відділяються від бічних ділянок що опускаються. Після закінчення 1 хв з моменту відділення кінців проби від поверхні бічних ділянок опорного майданчика за допомогою покажчиків прогину 4 що переміщаються гвинтом 3 за шкалами 5 вимірюють з похибкою не більше 1 мм прогини кінців пробної смужки.
За остаточний результат приймають середнє арифметичне 10 визначень прогину пробної смужки з похибкою не більше 01 мм.
Жорсткість Е1 мкН*см2 обчислюють окремо для проб поздовжнього і поперечного напряму за формулою:
де т—маса 5 пробних смужок г; A—функція відносного прогину f0 визначається з довідникової літератури.
де f—кінцевий прогин проб; l –довжина звисаючих кінців проби дорівнює 7 см.
Коефіцієнт жорсткості KEI матеріалу визначають як відношення величин жорсткості в поздовжньому KIпозд. та поперечному KIпопер. напрямі:
Рис.5.2 Схема приладу ПТ–2.
– вимикач; 2 – рухомий механізм; 3 – гвинт; 4 – показник прогину; 5 9 – вимірювальні шкали; 6 – упорна площадка; 7 – проба; 8 – вантаж.

ЛИСТ.dwg