Разрывное удлинение при растяжении

ГОСТ 3813-72 (ИСО 5081-77, ИСО 5082-82) Материалы текстильные. Ткани и штучные изделия. Методы определения разрывных характеристик при растяжении (с Изменениями N 1, 2, 3)

ГОСТ 3813-72

(ИСО 5081-77, ИСО 5082-82)

Группа М09

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МАТЕРИАЛЫ ТЕКСТИЛЬНЫЕ. ТКАНИ И ШТУЧНЫЕ ИЗДЕЛИЯ

Методы определения разрывных характеристик при растяжении

Textile materials. Textile fabrics and piece-articles. Methods for determination of brearing under tension

Дата введения 1973-01-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Госкомлегпромом при Госплане СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 01.03.72 N 486

3. ВЗАМЕН ГОСТ 3813-72*

________________

* Вероятно ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ 3813-47. — Примечание изготовителя базы данных.

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

5. Ограничение срока действия снято Постановлением Госстандарта от 18 июня 1992 г. N 556

6. ИЗДАНИЕ с Изменениями N 1, 2, 3, утвержденными в январе 1982 г., сентябре 1990 г., июне 1992 г. (ИУС 4-82, 12-90, 9-92)

Настоящий стандарт распространяется на суровые и готовые текстильные ткани и штучные изделия из волокон и нитей всех видов и устанавливает методы определения разрывной нагрузки, раздирающей нагрузки и удлинения при разрыве.

Термины, применяемые в настоящем стандарте, и пояснения к ним приведены в приложении 2.

По согласованию изготовителя с потребителем разрывные характеристики определяют по ИСО 5081-77, ИСО 5082-82 (приложения 5, 6).

(Измененная редакция, Изм. N 1, 3).

1. ОТБОР ПРОБ

1.1. Отбор точечных и объединенных проб — по ГОСТ 20566.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.2. Определения разрывной нагрузки, удлинений при разрыве и раздирающей нагрузки тканей или штучных изделий должны проводиться в климатических условиях по ГОСТ 10681.

Перед испытанием точечные пробы предварительно выдерживают в этих условиях в развернутом виде не менее 24 ч.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 3).

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗРЫВНОЙ НАГРУЗКИ И УДЛИНЕНИЙ

2.1. Отбор и подготовка элементарных проб

2.1.1. Из каждой точечной пробы вырезают элементарные пробы в виде полосок: не менее пяти по основе и пяти по утку.

Элементарные пробы предварительно размечают так, чтобы одна элементарная проба не являлась продолжением другой. Продольные нити элементарной пробы должны быть параллельны соответствующим нитям основы или утка точечной пробы. Первую элементарную пробу в направлении основы размечают на расстоянии не менее 50 мм от кромки точечной пробы. Элементарные пробы в направлении утка размечают на расстоянии не менее 50 мм от края точечной пробы, распределяя их последовательно по длине. Схема раскроя элементарных проб приведена в приложении 3.

Допускается элементарные пробы размечать по всей ширине точечной пробы.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

2.1.2. Элементарные пробы тканей, у которых рисунок переплетения оказывает влияние на прочность, должны содержать равномерно расположенные узорчатые части.

2.1.3. Размеры элементарных проб и рабочие размеры элементарных проб должны соответствовать указанным в табл.1.

Таблица 1

2.1.4. Рабочие размеры элементарных проб должны быть выбраны с учетом требований к конкретному ассортименту тканей и штучных изделий и их волокнистому составу.

2.1.5. При возникновении разногласий рабочие размеры элементарных проб должны быть:

50×200 мм — для всех тканей и штучных изделий, кроме чистошерстяных и полушерстяных;

50×100 мм — для чистошерстяных и полушерстяных тканей и штучных изделий.

2.1.6. Для получения рабочей ширины элементарной пробы нити продольных направлений удаляют с обеих сторон до тех пор, пока ширина, несущая нагрузку, не станет равной 25 или 50 мм.

2.1, 2.1.1-2.1.6. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.1.7. При подготовке элементарных проб из тканей или штучных изделий с осыпающимися крайними долевыми нитями пользуются одним из следующих методов:

а) элементарные пробы с легко осыпающимися крайними нитями вырезают шириной 50 или 80 мм. На элементарной пробе мягким карандашом отмечают рабочую ширину элементарной пробы и заправляют ее в зажимы разрывной машины. В середине каждой пробы делают надрезы перпендикулярно направлению растяжения до обозначенных линий. Обрезанные с обеих сторон нити отводят, кроме 2-4 нитей, граничащих с обозначенными линиями;

б) элементарные пробы с малоосыпающимися крайними долевыми нитями вырезают шириной, указанной в табл.1. Удаляют нити с обеих сторон по длине элементарной пробы, оставив по 2-4 нити с каждой стороны. В той части элементарной пробы, которая будет заправлена в верхний зажим, эти нити отводят и отрезают на расстоянии, примерно равном длине щечки зажима и дополнительно 25-30 мм. Подготовленную пробу заправляют в верхний зажим так, чтобы обрезанные нити не были зажаты. В нижний зажим заправляют другой конец пробы с оставленными нитями.

2.1.7. (Введен дополнительно, Изм. N 1).

2.2. Аппаратура и материалы

2.2.1. Для проведения испытания применяют:

разрывные машины, обеспечивающие:

постоянную скорость опускания нижнего зажима (маятникового типа), или постоянную скорость деформации, или постоянную скорость возрастания нагрузки;

относительную погрешность показаний разрывной нагрузки не более ±1% от измеряемой величины;

абсолютную погрешность показаний удлинения не более ±1 мм;

среднюю продолжительность разрыва, регулируемую в пределах от (30±15) до (60±15) с; с 01.01.93 среднюю продолжительность разрыва (30±5) с;

линейку измерительную, цена деления 1 мм;

шаблоны для раскроя проб;

(Измененная редакция, Изм. N 2).

2.2.2. При возникновении разногласий испытания проводят на разрывных машинах с постоянной скоростью опускания нижнего зажима (маятникового типа).

2.2; 2.2.1; 2.2.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2; 2.3.1; 2.3.2. (Исключены, Изм. N 1).

2.4. Проведение испытаний

2.4.1. На разрывной машине устанавливают расстояние между зажимами в соответствии с табл.1 с погрешностью не более ±1 мм.

2.4.2. Шкала нагрузок разрывной машины должна подбираться так, чтобы средняя разрывная нагрузка испытываемой точечной пробы находилась в пределах от 20 до 80% максимального значения шкалы.

2.4.3. (Исключен, Изм. N 1).

2.4.4. Скорость опускания нижнего зажима разрывной машины определяется в соответствии с приложением 1.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

2.4.5. Элементарные пробы зажимают в зажимах разрывной машины с предварительным натяжением в зависимости от поверхностной плотности в соответствии с табл.2.

Таблица 2

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.4.6. Для шелковых тканей или штучных изделий поверхностной плотностью до 300 г величину предварительного натяжения устанавливают 1,96 Н (0,2 кгс), а от 301 до 500 г включ. — 4,90 Н (0,5 кгс).

Источник

Свойства упругости материала

Предел прочности при растяжении

Предел прочности при растяжении (Tensile Strength at Yield) — одна из наиболее важных характеристик термопластов, это сопротивление, которое материал оказывает на напряжение растяжения. Оно определяется как наименьшее напряжение растяжения (сила, деленная на единицу площади поперечного разреза), требуемое, чтобы начать растягивать предмет.

Измеренное усилие делится на площадь поперечного сечения образца, получаемая величина, измеряемая в Н/мм² (а также в мегапаскалях МПа или гигапаскалях ГПа) и называется пределом прочности при растяжении.

Определение данного параметра проводят по международной методике ISO 527-1 (Пластики: определение параметров упругости) на т.н. разрывных машинах.

Предел прочности при разрыве

Данные показатель называют также разрывным усилием (Tensile Strength at Break, Breaking Strength) и он также характеризует сопротивление, которое материал оказывает на напряжение растяжения. Оно определяется как наименьшее напряжение растяжения (сила, деленная на единицу площади поперечного разреза), требуемое, чтобы разрушить предмет.

Измеренное усилие делится на площадь поперечного сечения образца, получаемая величина, измеряемая в Н/мм² (а также в мегапаскалях МПа или гигапаскалях ГПа) и называется пределом прочности при разрыве.

Определение данного параметра проводят по международной методике ISO 527-1 на т.н. разрывных машинах в рамках единого теста с определением предела прочности при растяжении.

Значение данного параметра для различных термопластов — см. здесь.

Относительное удлинение при разрыве

Относительное удлинение (Elongation at Break) характеризует величину деформаций материала при растяжении. Данный показатель измеряется как отношение величины деформации образца к его первоначальной длине и измеряется в %.

Определение данного параметра проводят по международной методике ISO 527-1 на т.н. разрывных машинах в ходе тестов по определению пределов прочности при растяжении и разрыве.

Значение данного параметра для различных термопластов — см. здесь.

При сопоставлении этих показателей можно заметить что материалы с высокой прочностью к растяжениям и разрывам, как правило, имеют низкие показатели относительного удлинения и наоборот. Это позволяет делить термопласты на «прочные», которые выдерживают высокие механические нагрузки, но быстро ломаются при наступлении деформаций; и эластичные, которые не так прочны, однако способны сохранять свои прочностные свойства при деформациях.

Модуль упругости при растяжении

Модуль упругости при растяжении (Modulus of elasticity at tension, E-modulus) определяют как отношение приращения механического напряжения к соответствующему приращению относительного удлинения. Данный параметр характеризует сопротивление материала растяжению и измеряется в Н/мм².

Помимо модуля упругости при растяжении, могут также измеряться модули упругости при сжатии и сгибе, однако для инженерных термопластов именно первый показатель наиболее важен и имеет практическое применение, в частности, при статическом расчете безнапорных сварных емкостей из термопластов по методике DVS-2205.

Испытания проводятся по методике ISO 527-1 на том же оборудовании что и предел прочности при растяжении/разрыве. В отечественной практике также используется ГОСТ 9550-81 (Пластики. Метод определения модуля упругости при растяжении, сжатии и изгибе.)

Значение данного параметра для различных термопластов — см. здесь.

Источник

Удлинение при разрыве, прочность связи и раздирающая нагрузка

Удлинение при разрыве

Удлинение тканей по основе после нанесения покрытия обычно бывает меньше удлинения самой ткани. Происходит это из-за существенного ее натяжения в процессе нанесения покрытия, вызывающего выпрямление нитей и параллельное их расположение. Нити утка, напротив, изгибаются, поэтому удлинение в этом направлении увеличивается. В остальном же удлинение при разрыве зависит, в первую очередь, от природы текстильной основы, переплетения нитей и крутки, как это описано в разделе «Текстильные материалы» для тканей без покрытия.

Прочность связи

Прочность связи между покрытием и текстильной основой складывается из механической и химической составляющих. Механическая адгезия преобладает в случае использования хлопчатобумажных тканей, поверхность которых всегда имеет некоторую ворсистость, синтетических тканей из текстурированных нитей, тканей с высокой рельефностью, а также при пропитке тканей жидкими полимерными составами. Т.е. возможно повышение механической адгезии за счет изменения структуры нитей и повышения рельефности поверхности ткани. В применении дополнительных промоторов адгезии необходимости не возникает. Достаточный уровень показателя достигается за счет взаимного проникновения ткани и покрытия.

Синтетические волокна с гладкой поверхностью, применяемые при изготовлении современных технических тканей, не позволяют достичь высокой механической адгезии, и тогда требуется применение агентов, обеспечивающих химическое взаимодействие контактирующих поверхностей. Механизм воздействия промоторов адгезии и достигаемый уровень прочности связи зависят от их природы, природы текстильной основы, рецептуры покрытия и условий на всех стадиях технологического процесса. Компоненты адгезионных композиций будут рассмотрены в разделе «Материалы, используемые в производстве тканей с эластомерным покрытием».

Раздирающая нагрузка.

Показатель раздирающей нагрузки очень важен при прогнозировании работоспособности материала. Иногда именно он может быть слабым местом, «ахиллесовой пятой» тканей с покрытием. Он в полной мере соответствует русской поговорке «Где тонко, — там и рвется». Малейшее нарушение целостности материала, находящегося в напряженном состоянии, за счет прокола, разреза или иного повреждения может привести к полному разрушению конструкции по механизму раздира. Для надувных изделий такой механизм разрушения может реализоваться при наличии концентратора напряжений в конструкции из-за ошибок в конструировании, неточности при склеивании или при применении некачественного материала (со стяжками, узлами). Происходит раздир при значительно меньших усилиях, чем разрушение при растяжении.

Попытки определить факторы, влияющие на раздирающую нагрузку, и способы ее повышения постоянно находятся в зоне внимания исследователей и производителей тканей с покрытиями. Авторы всех статей на эту тему едины во мнении, что сопротивление раздиру зависит от конструкции текстильной основы (прочности нитей, плотности и типа переплетения), и что факторы, снижающие подвижность нитей текстильной основы, вызывают снижение раздирающей нагрузки. После нанесения покрытий раздирающая нагрузка может значительно снизиться, вплоть до прочности одной нити. Причем по нашему опыту работы, не факт, что нанесение любого покрытия на ткань дает такой эффект. В нашей практике по меньшей мере две рецептуры покрытий (на основе сочетания СКБ-55 и полиизобутилена П-118 с малым наполнением и на основе сочетания бутилкаучука марки А со СКЭПТ-30, 40 давали не снижение, а даже небольшое повышение сопротивления раздиру. Наиболее подробно факторы, влияющие на этот показатель, рассмотрены в ранних статьях N. J. Abbott и J. Wypych [ 60, 70 ]и относительно недавних публикациях U. Eichert. [ 61 ], Julie Chen с соавторами [ 69] на примере шпредингованных тканей. Сопротивление раздиру самих тканей без покрытий будет обсуждаться в соответствующем разделе о свойствах материалов для тканей с покрытиями. В данном разделе интересно рассмотреть, как на раздирающую нагрузку влияет нанесение покрытия, в первую очередь, прочность связи, глубина проникновения покрытия в ткань, свойства покрытия. Прочность связи покрытия с текстильной основой играет важную роль в работоспособности готовых материалов. Для потребителей, как правило, необходимо, чтобы и прочность связи, и раздирающая нагрузка были как можно выше. Однако чем выше один показатель, конечно, в пределах однотипной конструкции, тем ниже другой. Поэтому всегда следует или найти оптимальный вариант, или правильно расставить приоритеты в конкретном случае.

Глубина проникновения покрытия оказывает влияние как на прочность связи, так и на раздирающую нагрузку, причем с увеличением глубины первый показатель увеличивается из-за повышения механической адгезии, второй уменьшается из-за снижения подвижности нитей и, соответственно, их количества в треугольнике деформации. Пропитка ткани — отличный способ достижения высокой прочности связи, но при этом сопротивление раздиру заметно падает, возрастает жесткость материала. Именно поэтому такой эффективный способ увеличения прочности связи как пропитка ткани латексами находит ограниченное применение в технологии изготовления тканей с покрытиями.

Повышение жесткости покрытия также ведет к снижению раздирающей нагрузки материала. Для уменьшения такого воздействия в качестве адгезионных слоев применяют малонаполненные полимерные композиции пониженной жесткости. Упомянутые ранее примеры повышения раздирающей нагрузки тканей после нанесения покрытий на основе сочетания СКЭПТ и БК или ПИБ и СКБ, вероятно, объясняются, в первую очередь, мягкостью последних, а также повышением коэффициента одновременности разрыва нитей в треугольнике деформации.

Отметим еще раз, что все приведенные факторы, снижающие раздирающую нагрузку, оказывают общее воздействие — уменьшают подвижность нитей, сокращая их число в треугольнике деформации. И если стоит задача создания материалов с высокой раздирающей нагрузкой, все эти факторы необходимо учитывать.

«Ткани с эластомерным покрытием для мягких оболочечных конструкций»

Авторский коллектив; Л.Е. Ветрова, к.х.н В.Ф. Ионова, П.В. Таскаева, к.т.н. А.Т. Титаренко, к.т.н. В.П. Шпаков

Под общей редакцией к.т.н. В.П. Шпакова

Источник