Разработка метода оценки и прогнозирование анизотропии деформационных свойств льняных тканей при температурных воздействиях

• Автор: Пугачева, Ирина Борисовна
• Шифр специальности: 05.19.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Кострома
• Количество страниц: 168 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Современные сведения по анизотропии строения и механических свойств материалов.

1.1 Анизотропия. Виды анизотропных материалов

1.2 Анизотропия свойств материалов как следствие анизотропии

строения

1.3 Общие закономерности анизотропии свойств

1.4 Графическое представление анизотропии свойств.

1.5 Анизотропия свойств текстильных материалов.

1.5.1 . Анизотропия механических свойств волокон.

1.5.2 Аниз гропия механических свойств полотен.

1.6 Деформационные свойства текстильных материалов при температурных воздействиях
1.7 Выводы и постановка задач исследований
ГЛАВА 2. Методическая часть
2.1 Характеристика и обоснование выбора объектов исследований
2.2 Обработка результатов исследования.
2.3 Выводы по второй главе.
ГЛАВА 3. Разработка метода исследования анизотропии деформационных свойств материалов при температурных воздействиях
3.1 Разработка установки и исследование деформационных свойств
льняных материалов существующим термомеханическим методом
3.2 Разработка методики определения одноцикловых характеристик
растяжения материалов при температурных воздействиях на основе усовершенствования термомеханического метода
V
3.3 Разработка метода оценки анизотропии деформационных свойств материалов при температурном и импульсном механическом воздействии
3.4 Выбор параметров испытаний при исследовании анизотропии деформационных свойств льняных материалов при температурных воздействиях
3.5 Сравнительный анализ деформационной способности льняных тканей при ее оценке разработанным и термомеханическим методами
3.6 Выводы по третьей главе ГЛАВА 4. Исследование анизотропии деформационных свойств льняных тканей при температурных воздействиях
4.1 Оценка анизотропии деформационных свойств льняных тканей при
температурных воздействиях и импульсном нагружении по разработанному методу
4.2 Исследование влияния технологических факторов на анизотропию деформационных свойств льняных тканей
4.3 Выводы по четвертой главе ГЛАВА 5. Исследование анизотропии деформационной способности пакетов одежды при температурных воздействиях.
5.1 Оценка анизотропии деформационной способности пакетов одежды из льняных тканей при температурных воздействиях
5.2 Исследование влияния составляющих пакета одежды на его деформационные свойства
5.3 Выводы по пятой главе
ГЛАВА 6. Прогнозирование деформационных свойств льняных тканей по характеристикам их строения
ГЛАВА 7. Разработка рекомендаций по проектированию тканей и швейных изделий
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Одним из основных факторов, определяющих деформационные свойства полимеров, является их надмолекулярная структура, возникающая в результате различной укладки макромолекул. Для природной целлюлозы характерна фибриллярная структура, элементом которой являются микрофибриллы. Молекулы целлюлозы в первичных фибриллах образуют однородные кристаллические зоны, или кристаллиты, которые чередуются с аморфными зонами. Какойлибо четкой границы между областями не существует. Степень кристалличности макромолекул целлюлозы различна, у целлюлозы хлопковых волокон , у льняных , что сказывается на из деформационных свойствах. Качество льноволокна во многом определяется его сортом, условиями его произрастания и переработки . Установлено, что в природной целлюлозе взаимодействие между макромолекулами осуществляется за счет межмолекулярных сил. Наличие водородных связей, возможность их разрыва и повторного образования является одним из основных факторов, определяющих ряд важнейших свойств целлюлозных материалов . В аморфных областях, где расстояние между макромолекулами больше, проявляют себя более слабые силы ВандерВаальса. В природной целлюлозе все гидроксилы включены в водородные связи . Стенка элементарного волокна условно делится на концентрические оболочки. Первичная стенка очень тонкая и в разрезе почти не видна. Вторичная стенка хорошо сформирована и состоит из внутреннего и внешнего слоев . Следующий слой представляет собой третичную стенку, строение которой до конца не исследовано. Макрофибриллы в каждом слое расположены под определенным углом к оси волокна. Такое строение характерно для всех натуральных целлюлозных волокон,хлопка , древесной клетки . Установлено, что во внешнем слое вторичной оболочки льна целлюлозные фибриллы располагаются под углом 8 и имеют правое направление спирали, а во внутреннем слое под углом 5 и левое направление спирали. Угол наклона фибрилл и степень их ориентации оказывают влияние на свойства волокон. Более высокая ориентация связана с меньшими удлинениями. Волокна с плоскими спиралями более эластичны, имеют более низкий модуль Юнга и более низкую прочность ,. Таким образом, уже в самых малых построения целлюлозного волокна имеются элементы ориентации, что приводит к появлению анизотропии. Все материалы до некоторых пределов нагружения являются упругими и подчиняются закону Гука 1. При одноосном напряженном состоянии для изотропного материала свойства которого одинаковы по всем направлениям этот закон выражается формулой 1. Е модуль упругости. При трехосном напряженном состоянии, определяемом тремя главными напряжениями в произвольных осях X, у и 2 закон Гука принимает вид
формул 1. Д. коэффициент поперечной деформации Пуансона в модуль сдвига тху касательное напряжение, действующее по площадкам с нормалью х параллельно оси у у угловые деформации. Для анизотропных тел закон Гука имеет другой вид в связи э тем, что величина деформации зависит не только от величины действующих напряжений, но и от направления их действия в материале. Пусть теперь оси декартовых координат х,у и г совпадают с направлениями осей симметрии ортотропного материала. Закон Гука в этом случае может быть представлен вместо формул 1. Е цауЕ ааЕ у ц. ЦхгхЕх Цу2ОуЕу Ь ОгЕ2,
которые отличаются от формул 1. Е, р. Первый индекс у х означает направление действующего напряжения, а второй направление деформации. Двойные индексы у С соответствуют направлениям, между которыми происходит изменение прямого угла угловые деформации у. По закону Гука для одноосного растяжения в направлении произвольно расположенной оси х, не совпадающей с осями симметрии ортотропного
материала, в анизотропном материале получают формулы 1. ЦхУхЕх Ууг1х,у,гхЕх 1. Е, р. Индексы при Е и Д имеют то же значение, что и в формулах 1. У коэффициентов 1 индексы, стоящие до запятой, означают направление напряжения, вызвавшего деформацию, а индексы, стоящие после запятой, направление деформации. Приведенные формулы 1. Касательные напряжения в свою очередь могут быть причиной не только угловых, но и продольных деформаций. На рис.