Оценка и прогнозирование приформовываемости верха обуви к стопе

0,8

Синтетическая кожа на нетканой основе «POSITANO NAT BRUSH»

1,0

Для межподкладки

Трикотаж для межподкладки с термоклеевым покрытием (поверхностная плотность 172 г/м2)

0,4

Трикотаж для межподкладки с термоклеевым покрытием (поверхностная плотность 130 г/м2)

0,4

Термобязь

0,3

Нетканый материал «Спанбонд» с термоклеевым покрытием (поверхностная плотность 80 г/м2)

0,25

Для подкладки

Ткань обувная подкладочная

0,2

Трикотаж для подкладки экспериментальный (поверхностная плотность 292 г/м2)

0,6

Трикотаж для подкладки экспериментальный (поверхностная плотность 185 г/м2)

0,4

Ткань экспериментальная подкладочная

0,3

Тик-саржа

0,4

Примечание 1 - Основные характеристики трикотажа для межподкладки обуви (поверх. пл-ть 172 г/м2): переплетение - уток 3 - трико с обвивкой; состав: х/б - 15,4 текс (54 %), п/э - 9,3 текс (46 %); термоклеевое покрытие: сэвилен.

Примечание 2 - Основные характеристики трикотажа для подкладки обуви (поверх. пл-ть 292 г/м2): состав: х/б - 15,4 текс (38,5 %); п/э - 12 текс (61,5 %);термоклеевое покрытие: сэвилен.

Примечание 3 - Основные характеристики трикотажа для подкладки обуви (поверх. пл-ть 185 г/м2): переплетение: уток 6 - трико с обвивкой; состав: х/б - 15,4 текс ( 73 %); п/э - 9,3 текс (27 %).

Примечание 4 - Основные характеристики ткани экспериментальной для подкладки обуви: состав: основа - хлопкоэластичная нить (33 текс), уток - хлопкоэластичная нить (33 текс); переплетение: полотняное; поверхностная плотность 151 г/м2.

3.3 Экспериментальное исследование упруго-пластических свойств материалов и систем материалов для верха обуви в режимах с кратковременным деформированием и длительным отдыхом

3.3.1 Разработка автоматизированного комплекса для оценки упруго-пластических свойств материалов при растяжении

Как отмечалось ранее, показатели упруго-пластических свойств материалов при растяжении определяются в ходе одноцикловых испытаний при воздействии на образец сил, меньших разрывных. Наиболее часто такие испытания реализуются на разрывных машинах с получением графика зависимости Р=f(Дl). При этом в большинстве случаев, диаграммы растяжения строят либо вручную по показателям, снятым визуально с измерительных шкал машины, либо получают на бумаге с помощью устройств для записи диаграмм растяжения разрывной машины. В обоих случаях неизбежны существенные ошибки измерений и большие затраты времени на получение исходной информации о характере растяжения материалов. Контроль за параметрами испытания (пуск и останов машины, своевременная фиксация величины задаваемой нагрузки и времени нагружения и т.п.) также осуществляется вручную, что может отразиться на величинах определяемых показателей. Кроме того, расчет показателей, характеризующих упруго-пластические свойства материалов, на основе полученных графиков зависимости Р=f(Дl) сопровождается значительными затратами времени и существенной погрешностью расчетов.

С целью получения точной информации о наиболее важных характеристиках упруго-пластических свойств испытываемых материалов в соавторстве с Горбачиком В. Е., Фурашовой С. Л., Давыдько А. П., Ковалевым А. Л. был разработан измерительный автоматизированный комплекс, позволяющий осуществлять измерение, хранение и обработку исходных данных о механических свойствах материалов [4 - А.].

Автоматизированный комплекс состоит из разрывной машины «Frank» (Германия), персонального компьютера со специальным программным обеспечением, предназначенным для получения оцифрованных данных эксперимента и отдачи команд по проведению эксперимента, а также блока оцифровки данных, который имеет канал двусторонней связи с ПЭВМ, четыре аналоговых канала для оцифровки данных эксперимента и две линии по управлению разрывной машиной (рисунок 3.2).

Разрывная машина «Frank», имеет выходные сигналы по напряжению в пределах 0 -5 В по нагрузке и относительному удлинению, а также входные сигналы для управления перемещением зажима материала.



Рисунок 3.2 - Структурная схема автоматизированного комплекса

Для управления экспериментом и получения исходных данных используется ПЭВМ, включающая аппаратную часть в виде системного блока, монитора, клавиатуры, «мыши», и программную - специальное программное обеспечение для получения оцифрованных данных эксперимента и отдачи команд по его проведению.

Основным связующим элементом всего комплекса является блок оцифровки данных, который имеет канал двусторонней связи с ПЭВМ - RS232C, а также четыре аналоговых канала для оцифровки данных эксперимента, один 4-х разрядный цифровой и две линии по управлению пуском- реверсом-остановом перемещения зажима разрывной машины. Блок оцифровки данных, настраиваемый с помощью ПЭВМ, может изменять: разрядность получаемых данных, период дискретизации сигналов, количество используемых каналов и возможность синхронизации работы по внешнему строб-сигналу.

Основой «блока АЦП» является микросхема АЦП AD7893-5.

AD7893-5 это высокоскоростной и удобный в работе 12 битный АЦП с временем конвертирования 6 мс. На чипе интегрирован усилитель, часы и высокоскоростной последовательный интерфейс передачи информации. Входной диапазон сигнала, подаваемого на АЦП, составляет от 0 В до +5 В. АЦП имеет низкую потребляемую мощность: 25 мВт. При этом используются интегральный стабилизатор питания на 2,5 В и интегральный коммутатор на четыре аналоговых канала.

Для управления работой блока, возможности накопления информации во внутренней памяти, приема настроек и передачи оцифрованных данных используется микроконтроллер типа MCS51 - AT89C52.

В ходе испытаний материалов на растяжение, усилия, возникающие при деформации образца и соответствующие им значения удлинений регистрируются датчиком разрывной машины каждые 250 микросекунд и преобразуются посредством аналогового устройства в цифровые значения, которые передаются ПЭВМ. Полученный массив данных хранится и обрабатывается при помощи программы, написанной на языке программирования «DELPHI».

Основное диалоговое окно программы представлено на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 - Диалоговое окно «Режим испытаний»

Программа позволяет осуществлять 5 режимов испытаний: растяжение образцов до разрыва; растяжение до заданной нагрузки + выдержка; растяжение до заданного удлинения + выдержка; растяжение до заданной нагрузки + выдержка + разгрузка; растяжение до заданного удлинения + выдержка + разгрузка (рисунок 3.3). В зависимости от выбранного режима испытания с клавиатуры вводятся следующие параметры: величина задаваемой нагрузки, Н; заданное удлинение, см; начальная (рабочая) длина образца, см; время выдержки в нагруженном состоянии, сек.

Полученные в ходе эксперимента данные могут отображаться в виде трех зависимостей: нагрузка от времени; удлинение от времени; нагрузка от удлинения, и быть представлены на экране монитора в графическом (рисунок 3.3) или цифровом виде (рисунок Г.1).

Выполнение всех параметров эксперимента (запуск испытания, останов машины, необходимое время выдержки в нагруженном состоянии, дальнейшее продолжение испытаний) осуществляется в автоматическом режиме.

Блок обработки массива исходных данных (рисунок Г.2) позволяет осуществлять вывод на экран монитора и печать графиков зависимости Р = f(l) по отдельно взятому испытанию и по серии испытаний (рисунок Г.3), а также на основании полученных в ходе эксперимента петель гистерезиса, образованных кривыми растяжения и разгрузки материалов, осуществлять расчет ряда характеристик их упруго-пластических свойств (рисунок Г.4).

Разработанная программа обеспечивает хранение и быструю обработку большого объема исходной информации о механических свойствах исследуемых материалов, производит расчет показателей упруго-пластических свойств как по одному отдельно взятому опыту, так и по усредненным значениям серии испытаний.

Автоматизированный комплекс дает возможность полной автоматизации эксперимента, обеспечивает регистрацию значений с большой точностью и позволяет осуществлять расчет большого количества показателей, характеризующих механические свойства исследуемых материалов, что способствует объективной оценке их качества и технологической пригодности.

3.3.2 Упруго-пластические свойства материалов для верха обуви при одноосном растяжении

Стандартизированные методы испытаний являются основным критерием при оценке качества материалов.

Как отмечалось ранее, в настоящее время среди комплекса показателей упруго-пластических свойств для натуральных кож при одноосном растяжении в соответствии с требованиями ГОСТ определяются лишь величины полной и остаточной деформации [64]. Для искусственных и синтетических кож, а также текстильных материалов, в рамках существующих стандартов определяются в основном характеристики механических свойств при разрыве [125, 70, 126-127]. Упруго-пластические свойства при этом характеризуются лишь частично, хотя именно эти свойства в ряде случаев непосредственно определяют качество изделий. В связи с этим для оценки упруго-пластических свойств искусственных кож и текстильных материалов использовались общепринятые в научных исследованиях методики [73, с.155].

Испытания проводились на автоматизированном комплексе при скорости движения верхнего зажима v = 100 ± 10 мм/мин с автоматической записью кривой растяжения материалов Р=f(Дl). В соответствии с рекомендациями ГОСТ [64, 125, 70, 126-127] образцы выкраивались в двух направлениях: для натуральных кож вдоль и поперек хребтовой линии, для искусственных, синтетических кож, трикотажных и нетканых полотен вдоль (00) и поперек (900) рулона, для тканей - по основе (00) и утку (900). Учитывая значительную анизотропию механических свойств искусственных материалов для верха обуви [128], для синтетических, искусственных кож и текстильных материалов раскрой образцов осуществлялся также в диагональном направлении (под углом 450).

Для характеристики упруго-пластических свойств исследуемых материалов использовались показатели полной и остаточной деформации образцов.

Полная и остаточная деформация натуральных кож определялись в соответствии с ГОСТ 938.11 - 69 «Кожа. Метод испытания на растяжение»[64] при напряжении у = 10 МПа, времени выдержки в нагруженном состоянии 10 мин. и времени отдыха - 30 мин. Размеры образцов имели форму двусторонней лопаточки с рабочей зоной 50 Ч 10 мм. Замеры величины остаточной деформации производились штангенциркулем с точностью до 0,05 мм.

Расчет величин полной еполн, %, и остаточной еост, %, деформации осуществлялся по формулам:

(3.1)

где lр- длина рабочей части образца, мм;

Дlполн - удлинение, соответствующее заданному напряжению, мм.

, (3.2)

где Дlост= lост - lр -остаточная деформация рабочей части пробы материала, мм;

lост -длина рабочей части образца после снятия нагрузки и отдыха, мм.

Полная и остаточная деформация текстильных материалов определялись при сообщении образцам нагрузки, соответствующей удлинению, равному 75 % от разрушающего [73, с.155]. Время выдержки образцов под нагрузкой было принято 5 мин., остаточная деформация определялась через 60 мин после снятия действующей нагрузки. Разрывное удлинение определялось: для тканей в соответствии с ГОСТ 3813-72 [126], размеры рабочей зоны образцов составляли 50Ч200 мм; для трикотажных полотен - по ГОСТ 8847 - 85 [70], размеры рабочей зоны образцов принимались равными 50Ч100 мм; для нетканых полотен - в соответствии с ГОСТ 15902.3-79 [127] с рабочей зоной образцов 50Ч100 мм.

Полная и остаточная деформация искусственной кожи на тканевой основе определялись при условиях, аналогичных условиям испытания текстильных материалов. Условия испытания синтетической кожи на нетканой основе соответствовали условиям испытания натуральной кожи, однако напряжение на образцах принималось равным 5 МПа [73, с.155]. Размеры образов искусственных и синтетических кож в соответствии с ГОСТ 17316-71 [125] составляли 20Ч220 мм, с рабочей зоной 20Ч100 мм.

Пластические свойства материалов оценивались показателем пластичности П, %, определяемым по формуле [73, с.152]:

(3.3)

где еост - относительная остаточная деформация материала, %;

еполн - относительная полная деформация материала, %.

Наряду с показателями полной, остаточной деформации и пластичности для всех исследуемых материалов определялся коэффициент удлинения материала А, %/Н, являющийся универсальной характеристикой деформационных свойств материалов, а для материалов наружных деталей верха обуви также условный модуль упругости Еу, МПа.

Коэффициент удлинения численно равен относительной деформации пробы любого вида материала при действии на нее силы Р = 100 Н [76, с.22].

Условный модуль упругости, Еу, МПа, определялся по формуле:

Еу = (3.4)

где уу - условное напряжение, МПа.

В соответствии с ГОСТ [64] условный модуль упругости для кож определялся при напряжении уу = 10 МПа. Для синтетических кож на нетканой основе условный модуль упругости определялся при напряжении уу =5МПа, а для искусственных кож на тканевой основе - при деформации образца еу= 0,75•еразр [73, с.155].

Погрешность определения упруго-пластических свойств исследуемых материалов не превышала 5 %.

Данные экспериментальных исследований материалов для наружных деталей верха, полученные в соавторстве с Горбачиком В. Е. [5-А., 6-А., 7-А., 8-А., 9-А.], представлены в таблице 3.5.

Анализ полученных экспериментальных данных показал, что среди исследованных натуральных кож наиболее высокими значениями полной и остаточной деформации характеризуются эластичные кожи. Условный модуль упругости эластичных кож примерно в 1,5 раза ниже, чем у кож хромового дубления.

Остаточные деформации искусственных кож на тканевой основе колеблются в пределах 1,7 - 5 % и несущественно отличаются для различных видов кож. В группе синтетических материалов на нетканой волокнистой основе наиболее высокими пластическими свойствами характеризуется синтети-

Таблица 3.5 - Упруго-пластические свойства материалов для наружных деталей верха обуви при стандартных методах испытаний

Наименование материала	Направление раскроя, град	Полная деформация, еполн, %	Остаточная деформация, еост, %	Пластичность, П, %	Коэффициент удлинения А, %/Н	Условный модуль упругости Еу, МПа
Яловка	0 90	26,50 22,50	10,10 7,00	38,11 31,12	21,50 20,00	37,74 44,40
Полукожник эластичный	0 90	36,50 60,00	13,50 26,00	36,99 43,30	29,75 50,67	27,40 16,67
Яловка эластичная NEVROR	0 90	42,66 44,67	18,13 18,40	42,50 41,19	38,00 34,16	23,44 22,39
Винилискожа- Т обувная	0 45 90	9,26 38,50 9,33	1,65 2,20 1,40	17,84 5,71 15,01	3,88 26,00 7,37	235,38 33,97 127,83
ИК «Metlak»	0 45 90	14,33 39,25 20,00	1,70 4,70 2,57	11,86 11,97 12,84	6,67 34,00 12,00	84,18 18,35 60,67
ИК «CAPRETTO P UNDRUSH»	0 45 90	15,00 34,50 18,00	2,83 5,25 3,00	18,83 15,21 16,66	4,00 26,50 13,00	108,77 25,17 52,63
СК «Неве»	0 45 90	38,67 52,25 82,50	11,52 13,97 20,33	29,78 26,75 24,64	38,67 52,25 82,50	12,93 9,57 6,06
СК марки 2	0 45 90	5,60 33,70 53,40	0,70 3,76 5,32	12,50 11,16 9,96	5,60 33,70 53,40	89,29 14,84 9,36
СК с лаковым покрытием «Syn-baby»	0 45 90	7,75 14,67 31,00	1,36 2,90 7,30	17,58 19,77 23,55	11,50 20,00 37,50	63,49 34,89 16,13

ческая кожа «Неве». Ее пластичность составляет 25 - 30 %, что в 1,3 - 1,7 раз превышает пластичность СК «Syn-baby» и в 2 - 2,5 раза пластичность синтетической кожи марки 2. Наибольшей жесткостью и низкими деформационными свойствами отличается синтетическая кожа «Syn-baby».

Данные таблицы 3.5 показывают, что направление раскроя незначительно влияет на величину упруго-пластических свойств натуральных кож. Деформационные свойства образцов, выкроенных вдоль и поперек хребта, в большинстве случаев отличаются между собой незначительно.

Для искусственных и синтетических кож характерна резкая анизотропия упруго-пластических свойств. Синтетические кожи на нетканой основе имеют максимальные значения полного и остаточного удлинений в поперечном направлении, минимальные - в продольном направлении. Полная деформация образцов, выкроенных поперек рулона, в 2 - 9 раз превышает деформацию образцов, выкроенных вдоль рулона.

Для искусственных кож наиболее высокие значения общих и остаточных удлинений отмечаются в диагональном направлении, минимальные - в продольном, что обусловлено наличием в их структуре тканевой основы. Величина остаточной деформации образцов, выкроенных по диагонали в 1,3 - 2,5 раза превышает значение остаточной деформации образцов ИК, выкроенных под углом 00 и 900.

Что касается показателя пластичности, то его величина для искусственных и синтетических кож незначительно меняется при изменении направления раскроя, и в большинстве случаев выше у образцов, выкроенных вдоль рулона.

Практически для всех исследуемых материалов наиболее высокие значения условного модуля упругости отмечаются у образцов, выкроенных в продольном направлении. Наименьшая жесткость у искусственных кож на тканевой основе проявляется при раскрое по диагонали, у синтетических кож на нетканой основе и большинства натуральных кож - при раскрое поперек рулона или хребтовой линии.

Данные экспериментальных исследований текстильных материалов для верха обуви, полученные в соавторстве с Горбачиком В. Е., Сакович А. П. [9 - А.], представлены в таблице 3.6.

Анализ экспериментальных данных показывает, что характер упруго-пластических свойств текстильных материалов определяется их строением и существенно зависит от направления раскроя.

Трикотажные и нетканые полотна обладают лучшими деформационными свойствами, чем ткани. Полная деформация трикотажных полотен более чем в 3 раза превышает значение данного показателя для тканей. Величина остаточной деформации трикотажных и нетканых полотен колеблется в пределах 9 - 77 %, тканей - 3 - 11 % в зависимости от направления раскроя.

Таблица 3.6 - Упруго-пластические свойства текстильных материалов при стандартных методах испытаний

Наименование материала	Направление раскроя, град	Полная деформация, еполн, %	Остаточная деформация, еост, %	Пластичность, П, %	Коэффициент удлинения А, %/Н
Трикотаж межподкладочный (поверх. пл-ть 172 г/м2)	0 45 90	34,30 61,70 146,80	8,96 20,40 62,10	26,12 33,10 42,30	13,00 67,33 129,00
Трикотаж межподкладочный (поверх. пл-ть 130 г/м2)	0 45 90	32,50 45,67 99,00	9,34 15,93 53,37	28,74 34,88 53,91	17,25 43,33 99,00
Термобязь	0 45 90	10,38 26,10 11,55	3,63 7,45 3,01	34,94 28,55 26,06	5,00 31,75 10,50
Нетканый материал «Спанбонд» (поверх. пл-ть 80 г/м2)	0 45 90	45,00 49,00 68,50	10,28 14,05 21,86	22,84 28,67 31,91	15,40 40,67 78,50
Ткань обувная подкладочная	0 45 90	21,63 38,38 17,67	5,85 19,33 6,50	27,10 50,36 36,70	5,58 23,90 7,15
Трикотаж для подкладки (поверх. пл-ть 292 г/м2)	0 45 90	38,58 49,50 74,50	12,75 15,14 19,00	33,05 30,59 25,54	9,00 36,50 63,00
Трикотаж для подкладки (поверх. пл-ть 185 г/м2)	0 45 90	41,00 53,00 42,00	11,78 19,05 19,02	28,74 35,94 45,29	27,17 41,50 35,60
Ткань экспериментальная подкладочная	0 45 90	19,75 36,75 28,38	5,20 11,09 11,12	26,32 30,18 39,18	8,00 35,50 18,00
Тик-саржа	0 45 90	14,00 28,19 12,34	3,84 8,39 3,62	27,42 29,76 29,34	7,83 24,44 8,00

Для тканей наилучшие деформационные свойства и наиболее высокие значения остаточных деформаций наблюдаются в диагональном направлении. Остаточная деформация образцов, выкроенных в диагональном направлении, для большинства исследуемых тканей превышает остаточную деформацию продольных и поперечных образцов в среднем в 2 раза.

Для трикотажных и нетканых полотен наименьшие значения полной и остаточной деформаций характерны для продольного направления. Общая деформация образцов трикотажных межподкладочных полотен, выкроенных вдоль утка, в 3 - 4 раза превышает деформацию продольных образцов, остаточная деформация при изменении направления раскроя от продольного к поперечному возрастает в 6 - 8 раз. Менее существенно эта разница проявляется у трикотажных подкладочных полотен и нетканого материала.

Пластичность большинства исследуемых тканей колеблется в пределах 23 - 35%, и несущественно изменяется с изменением направления раскроя. Для трикотажных межподкладочных полотен характерна ярко выраженная анизотропия пластичности. Пластичность поперечных образцов более чем в 2

раза превышает пластичность образцов, выкроенных вдоль основы. Менее выражена анизотропия пластичности у трикотажных полотен для подкладки и нетканого материала.

Следует отметить тот факт, что стандартные методы испытаний в большинстве случаев не позволяют получить сопоставимых данных об упруго-пластических свойствах различных материалов, входящих в заготовку верха обуви, так как предусматривают их испытания в различных условиях.

Величина показателей упруго-пластических свойств в значительной степени зависит от таких факторов, как величина нагрузки, время нахождения образца в нагруженном состоянии и время отдыха после разгрузки. Существенное влияние на значения показателей оказывает также масштабный фактор. Однако, несмотря на важность обозначенных параметров испытания, в стандартных методах испытаний отсутствует единый подход к их величине, вследствие чего сопоставление упруго-пластических свойств разнородных по структуре материалов значительно затруднено.

Кроме того, для большинства искусственных, синтетических кож и текстильных материалов величины действующих при испытаниях нагрузок оказываются значительно выше усилий, реально испытываемых данными материалами в процессе производства и эксплуатации обуви, что отражается на объективности оценки их технологических и эксплуатационных свойств. Исследования, проведенные в работе [5 - А.], показали, что для многих современных синтетических кож нормируемая величина напряжения в 0,5 МПа оказывается критической, так как находится в области разрывных нагрузок. В результате этого может отмечаться преждевременное разрушение материалов в процессе испытаний. Отдельные виды синтетических кож вообще не выдерживают обозначенных условий испытаний, вследствие чего оценка их упруго-пластических свойств в рамках существующих методик не представляется возможной.

Так как в заготовке материалы верха, подкладки и межподкладки работают как единая система и подвергаются одинаковым силовым воздействиям, то целесообразно использовать единый подход к оценке упруго-пластических свойств различных материалов.

Как известно, наибольшее силовое воздействие заготовка верха обуви испытывает при формовании. В связи с этим, исследование упруго-пластических свойств всех материалов представляется целесообразным осуществлять при действии нагрузки, равной 50 % от разрушающей, так как примерно такие напряжения испытывают материалы верха при формовании заготовки на колодке в процессе производства обуви. Это позволит создать сопоставимые условия испытаний различных материалов, поскольку каждый из образцов будет получать одинаковую долю напряжения от предельно для него возможного.

Учитывая вышеизложенное, наряду со стандартными методами испытаний, упруго-пластические свойства материалов определялись при величине нагрузки, равной 50 % от разрушающей [5 - А., 6 - А., 7 - А.]. Во избежание влияния масштабного фактора размеры всех образцов принимались равными 200Ч40 мм, с рабочей длиной - 150 мм, которые рекомендуются в качестве оптимальных для испытания материалов и систем в работе [129].

С целью выявления оптимальных режимов испытания, в соавторстве с Горбачиком В. Е. в работе [10 - А.] были исследованы упруго-пластические свойства различных по строению материалов и систем при времени действия нагрузки фнагр = 0; 5 и 10 минут. Замеры величины остаточной деформации осуществлялись через 0,5; 5; 30; 60; 120 и 1440 минут после снятия действующей силы. По результатам испытания строились графики зависимости еост = f (ф) (рисунок 3.4).

В ходе эксперимента было установлено, что увеличение времени выдержки образцов под нагрузкой с 0 до 5 минут приводит к росту остаточной деформации в 1,4-2 раза. Дальнейшее увеличение времени выдержки под нагрузкой оказывает незначительное влияние на рост остаточной деформации.

С увеличением времени отдыха образцов после снятия внешней действующей силы отмечается существенное снижение величины остаточной деформации у всех исследованных материалов и систем (в 1,5 - 3 раза). Наибо- лее интенсивное снижение остаточной деформации отмечается в течение первых 60 минут отдыха образцов, в дальнейшем её величина изменяется незначительно.

1 - фнагр = 0 мин; 2 - фнагр = 5 мин; 3 - фнагр = 10 мин.

Рисунок 3.4 - Кривые зависимости еост = f (ф) искусственной кожи «Metlak»

Таким образом, для объективной характеристики упруго-пластических свойств обувных материалов и их систем в качестве оптимальных были рекомендованы следующие режимы испытания: время выдержки образцов в нагруженном состоянии - 5 минут, время отдыха после снятия нагрузки - 60 минут.

Для характеристики упруго-пластических свойств использовались показатели полной и остаточной деформации, пластичности, коэффициента удлинения и условного модуля упругости, определяемого при нагрузке, равной 0,5 от разрывной.

На основе анализа петель гистерезиса, полученных в ходе растяжения материалов (рисунок 3.5), определялся ряд дополнительных показателей, характеризующих упруго-пластические свойства материалов:

- нагрузка, возникающая при деформации пробы на заданную величину - Р0, Н;

Рисунок 3.5 - График зависимости Р = f (Дl)

- работа, затрачиваемая на растяжение образца материала (соответствующая площади фигуры ОАВ, рисунок 3.5) - Sр, Дж:

Sр= (3.5)

- работа, высвобожденная исследуемым телом при снятии внешней силы (площадь фигуры САВ) - S2, Дж:

S2 = (3.6)

- рассеивание (диссипация) механической энергии в материале - S1,Дж:

S1 = - (3.7)

- относительная затраченная энергия Z, %, равная отношению механических потерь к общей энергии цикла:

Z = •100% (3.8)

Данные экспериментальных исследований материалов наружных деталей верха представлены в таблице 3.7.

Анализ полученных данных показал, что общие тенденции, выявленные при стандартных условиях испытаний, проявляются и при испытаниях материалов в одинаковых условиях.

Наиболее высокими значениями условного модуля упругости и низкой деформационной способностью среди исследованных материалов характеризуются искусственные кожи на тканевой основе. Натуральные и синтетические кожи отличаются более высокими значениями полной и остаточной деформации, чем искусственные кожи, и значительно меньшей жесткостью.

Значения показателей упруго-пластических свойств большинства исследуемых материалов находятся в тех же пределах, что и при стандартных условиях испытаний. Лишь у синтетической кожи «Неве» отмечаются более низкие (в 2 - 2,5 раза) значения показателей полной и остаточной деформации. Пластичность натуральных кож колеблется в пределах 27 - 47%, что в среднем почти в 2 раза превышает пластичность синтетических кож, и более чем в 3 раза пластичность искусственных кож на тканевой основе.

Характер анизотропии упруго-пластических свойств материалов сохраняется тем же, что и при стандартных условиях испытания.

Таблица 3.7 - Упруго-пластические свойства материалов для наружных деталей верха обуви при единых условиях испытания

Наименование материала	Направление, град	Полная деформация, еполн, %	Остаточн. деформация, еост, %	Пластичность, П, %	Коэффициент удлинения А, %/Н	Условный модуль упругости Еу, МПа	Нагрузка при растяжении, Р0, Н	Работа растяжения, Sр, Дж	Рассеивание механич. энергии, S1, Дж	Высвобожденная работа, S2, Дж	Относит. затраченная энергия, Z, %
Яловка	0 90	18,55 37,67	5,25 14,33	28,30 38,04	13,33 18,00	18,55 18,47	178,95 361,85	2,29 7,67	2,00 6,74	0,29 0,93	87,34 87,89
Полукожник	0 90	28,00 53,07	7,47 17,73	26,68 33,41	18,52 35,70	18,46 6,82	289,48 202,63	4,53 5,68	3,87 5,04	0,67 0,64	85,26 88,78
Яловка эластичная NEVROR	0 90	42,22 38,20	20,11 17,67	47,63 46,22	25,33 17,70	14,87 21,14	276,32 355,32	5,80 8,46	5,21 7,73	0,60 0,73	89,73 91,36
Винилискожа- Т обувная	0 45 90	11,33 37,00 10,89	1,98 2,65 1,11	17,48 7,16 10,19	4,67 23,33 8,70	104,52 19,78 49,84	378,95 234,21 173,69	2,34 4,77 0,90	2,23 4,34 0,82	0,11 0,43 0,08	95,50 91,01 91,20
ИК «Metlak»	0 45 90	8,33 31,00 18,00	0,82 4,27 2,40	9,84 13,76 13,33	3,33 21,33 8,67	93,02 16,51 55,23	278,95 184,21 357,90	1,66 3,10 4,11	1,46 2,70 3,80	0,20 0,40 0,31	87,66 87,11 92,50
ИК «CAPRETTO P UNDRUSH»	0 45 90	9,33 29,00 12,66	0,93 4,27 2,00	9,97 14,72 15,79	2,70 18,00 8,00	114,23 23,82 46,77	426,32 276,32 236,84	3,14 4,24 1,55	2,77 3,81 1,39	0,37 0,43 0,16	88,22 89,86 89,68
СК «Неве»	0 45 90	19,00 30,78 32,22	5,95 7,43 7,55	31,32 24,15 23,43	12,67 24,00 35,70	17,66 10,05 7,56	134,21 123,68 97,37	2,42 3,27 2,71	2,26 3,04 2,55	0,16 0,23 0,16	93,25 92,88 93,98
СК марки 2	0 45 90	13,50 38,67 62,59	1,97 4,47 6,53	14,59 11,56 10,43	5,33 21,67 41,3	45,32 10,72 6,31	244,74 165,79 157,90	2,70 5,27 6,76	2,41 4,64 5,84	0,28 0,63 0,92	89,46 88,07 86,35
СК с лаковым покрытием «Syn-baby»	0 45 90	7,67 13,78 26,11	1,20 2,71 6,27	15,65 19,67 24,01	2,33 6,67 17,10	67,55 34,61 17,01	165,79 152,63 142,11	1,31 1,97 3,02	1,16 1,84 2,83	0,15 0,13 0,19	88,33 93,45 93,81

Наиболее высокие значения энергии, затрачиваемой на растяжение образцов до нагрузки 0,5Рразр, отмечаются у натуральных кож. Работа, совершаемая при деформации натуральных кож, колеблется в пределах 2,3 -8,46 Дж и может существенно изменяться в зависимости от направления раскроя.

Величина данного показателя у искусственных материалов для верха обуви несколько ниже и составляет: для синтетических кож 1,3 - 6,7 Дж, для искусственных кож - 0,9 - 4,5 Дж.

В процессе выдержки образцов под нагрузкой происходит существенное рассеивание механической энергии, что свидетельствует об активно протекающих в материалах процессах перестройки внутренней структуры, в результате которых и возникают остаточные деформации. Диссипация механической энергии натуральных кож колеблется в пределах 2,0 - 7,7 Дж, и значительно превышает величину данного показателя для СК и ИК. В целом, в условиях одноосного растяжения, на процессы механического преобразования структуры материалов, сопровождающегося превращением механической энергии в тепловую, затрачивается 87 - 95% всей энергии цикла.

Данные экспериментальных исследований текстильных материалов приведены в таблице 3.8.

Анализ полученных результатов показывает, что общие закономерности, выявленные при стандартных условиях испытаний, проявляются также и при единой методике испытаний, и лишь в отдельных случаях наблюдаются существенные отличия, связанные с иными условиями работы материалов.

Как и при стандартных условиях испытаний, наилучшие деформационные свойства тканей проявляются в диагональном направлении. Для трикотажных полотен наиболее низкие деформационные свойства проявляются в продольном направлении и существенно возрастают с изменением направления раскроя в сторону утка. При единых условиях испытаний полная деформация продольных и поперечных образцов тканей, как правило, на 2 - 5 % ниже, чем при стандартных испытаниях, а для образцов, выкроенных под углом 450, наоборот, на 1 - 5 % выше. Для трикотажных межподкладочных полотен отмечается снижение величины полной деформации по сравнению со стандартными условиями испытаний по всем направлениям раскроя на 3 - 16% в зависимости от вида материала.

Существенные различия в значениях показателей упруго-пластических свойств, полученных по двум методикам, отмечаются у нетканого материала. Величина полной деформации по единой методике в 3 - 5 раза ниже значения данного показателя, полученного при стандартных испытаниях.

Для большинства исследуемых материалов величина остаточной деформации мало отличается от значений, полученных при стандартных условиях испытаний.

Таблица 3.8 - Упруго-пластические свойства текстильных материалов при единых условиях испытаний

Наименование материала	Направление, град	Полная деформация, еполн, %	Остаточная деформация, еост, %	Пластичность, П, %	Коэффициент удлинения А, %/Н	Нагрузка при растяжении, Р0, Н	Работа растяжения, Sр, Дж	Рассеивание механич. энергии, S1, Дж	Высвобожденная работа, S2, Дж	Относит. затраченная энергия, Z, %
Трикотаж межподкладочный (поверх. пл-ть 172 г/м2)	0 45 90	23,33 75,50 130,00	3,62 24,67 53,04	15,52 32,68 40,80	16,67 84,67 137,33	150,00 81,58 92,11	2,44 2,92 2,12	2,18 2,75 2,02	0,26 0,17 0,10	89,24 94,14 95,14
Трикотаж межподкладочный (поверх. пл-ть 130 г/м2)	0 45 90	28,11 42,66 86,33	8,15 15,10 46,66	28,99 35,39 54,04	24,00 51,33 95,11	118,42 75,01 69,75	2,39 2,18 3,22	2,17 2,07 3,13	0,22 0,11 0,09	90,77 94,85 97,11
Термобязь	0 45 90	8,80 31,53 10,88	2,73 11,00 3,55	31,02 34,89 32,63	7,33 33,78 11,67	132,92 85,54 118,44	0,73 0,91 0,52	0,71 0,87 0,49	0,02 0,04 0,03	97,67 95,08 93,70
Нетканый материал «Спанбонд» (поверх. пл-ть 80 г/м2)	0 45 90	8,88 15,73 19,18	1,56 3,50 4,58	17,56 22,25 23,88	28,44 53,00 -	61,85 48,69 38,16	0,54 0,79 0,62	0,49 0,72 0,57	0,05 0,07 0,05	90,42 91,19 91,36
Ткань обувная подкладочная	0 45 90	15,43 38,17 14,67	4,37 20,20 5,79	28,33 52,92 39,47	6,67 27,33 7,00	397,37 250,0 315,79	4,25 3,62 3,02	4,15 3,45 2,83	0,10 0,17 0,19	97,76 95,20 93,65
Трикотаж для подкладки (поверх. пл-ть 292 г/м2)	0 45 90	27,50 52,53 86,50	6,17 15,87 26,07	22,44 30,21 30,14	12,00 46,00 78,00	276,32 142,11 134,21	4,51 3,30 4,69	4,14 3,07 4,52	0,37 0,23 0,17	91,82 93,15 96,42
Трикотаж для подкладки (поверх. пл-ть 185 г/м2)	0 45 90	36,55 46,88 40,88	9,46 14,32 18,60	25,88 30,54 45,49	28,00 46,77 36,66	127,65 98,70 135,55	2,35 2,26 1,98	2,11 2,08 1,94	0,24 0,18 0,04	89,66 91,88 97,88
Ткань экспериментальная подкладочная	0 45 90	10,98 37,66 24,83	2,08 8,09 7,29	18,95 21,48 29,35	6,66 36,33 21,00	215,82 114,49 173,71	1,16 1,25 1,52	1,07 1,17 1,39	0,09 0,08 0,13	91,84 93,31 91,26
Тик-саржа	0 45 90	15,05 30,55 11,22	3,68 9,73 3,17	24,45 31,84 28,25	8,66 25,66 8,33	328,95 197,37 257,90	2,04 1,93 1,12	1,96 1,81 1,05	0,08 0,12 0,07	95,89 93,97 93,66

Как правило, отмечается некоторое уменьшение данного показателя для образцов, выкроенных по основе и утку, и увеличение для образцов, выкроенных по диагонали. Для нетканого полотна остаточная деформация колеблется в пределах 1,5 - 4%, что в 4 - 6 раза ниже значения данного показателя, полученного при стандартных условиях испытаний.

Значения пластичности текстильных материалов колеблются примерно в тех же пределах, что и при стандартных условиях испытаний и лишь в отдельных случаях на 3 - 10 % отклоняются в большую или меньшую сторону.

Наиболее высокую способность сопротивляться заданной деформации проявляют ткани. Гораздо ниже величина условной нагрузки у трикотажных полотен для подкладки и межподкладки обуви. Наименее жестким среди исследованных текстильных материалов является нетканый материал. Наиболее высокие усилия возникают при деформации продольных образцов, наименьшие - при деформации образцов, выкроенных по утку и диагонали.

Анализ образованных в ходе растяжения и разгрузки материалов петель гистерезиса показал, что работа, затрачиваемая на деформацию текстильных материалов до нагрузки 0,5 Рраз, колеблется в пределах 0,5 - 4,5Дж.

Наименьшая её величина отмечается у нетканого полотна и термобязи, что связано с низкой прочностью одного, и малой деформационной способностью другого. Наиболее высокие значения энергии затрачиваются на деформацию трикотажных полотен (2 - 4,5 Дж), что в 2 - 3 раза превышает значение данного показателя у подкладочных тканей.

Величина относительной затраченной текстильными материалами энергии составляет 90 - 97%. При этом у тканей наибольшие затраты энергии в цикле характерны для продольных образцов, а у трикотажных полотен и нетканого материала - в поперечном.

В ходе корреляционного анализа экспериментальных данных (таблица Д.1, Д.2) было выявлено, что между показателями упруго-пластических свойств материалов, полученных при стандартных и одинаковых условиях испытаниях, существует тесная, значимая связь (коэффициент корреляции колеблется в пределах 0,8 - 0, 95). Это свидетельствует о достаточной информативности обоих методов испытаний и позволяет рекомендовать методику испытания образцов при одинаковых условиях для оценки качества материалов в тех случаях, когда невозможно использовать стандартные методы исследований.

3.3.3 Упруго-пластические свойства материалов для верха обуви при двухосном растяжении

Упруго-пластические свойства материалов при двухосном растяжении определялись двумя способами: при растяжении сферическим пуансоном на приборе В 3030 и при растяжении сферическим пуансоном на приборе ПОИК [11 - А.].

Исследование упруго-пластических свойств материалов по первому способу проводилось с использованием автоматизированного комплекса для измерения и обработки результатов испытаний. Образцы с рабочим диаметром 60 мм подвергались двухосному растяжению сферическим пуансоном на приборе В 3030, установленному на разрывной машине «Frank». Испытание проводилось при скорости движения верхнего зажима 100 мм/мин.

Величина относительной деформации образцов в соответствии с методикой [90 - 91] принималась равной:

- для натуральных, искусственных и синтетических кож - 20%;

- для тканей и нетканых материалов - 10%.

Образцы трикотажных полотен деформировались на 30%, учитывая их высокие деформационные свойства.

Высота подъема пуансона, соответствующая заданному относительному удлинению, определялась из формулы:

е = (3.9)

где е - относительное удлинение образца по меридиану, %;

h - высота подъема полусферы, мм;

R - радиус полусферы, R=25 мм. [130].

При заданной величине деформации 20% высота подъема полусферы h составляла 15 мм; при величине деформации 10 % - h = 10 мм; при величине деформации 30 % - h = 18 мм.

Время выдержки образцов под нагрузкой принималось равным 5 мин.

В ходе испытания осуществлялась автоматическая запись кривых растяжения и разгрузки образцов и их обработка.

Для характеристики упруго-пластических свойств материалов при двухосном растяжении использовались показатели остаточной высоты полусферы hост, мм, и пластичности П, %.

Учитывая то, что в процессе отдыха образцы не всегда сохраняют форму полусферы, показатель пластичности определялся по формуле:

П = (3.10)

где h - высота полусферы при фиксированном подъеме пуансона, мм;

hост - остаточная высота полусферы после прекращения действия нагрузки и отдыха образца, мм.

Замер остаточной высоты полусферы образцов осуществлялся через 60 мин. после снятия нагрузки при помощи электронно-цифрового штангенрейсмаса с точностью до 0,01 мм. Погрешность определения упруго-пластических свойств исследуемых материалов при двухосном растяжении не превышала 5 %

На основании полученных в ходе испытания кривых растяжения и разгрузки материалов дополнительно определялись следующие показатели: нагрузка, возникающая при деформации пробы на заданную величину деформации - Р0, Н; работа, затраченная на растяжение образца материала - Sр, Дж; работа, высвобожденная исследуемым телом при снятии внешней силы - S2, Дж; рассеивание (диссипация) механической энергии в материале S1, Дж; относительная затраченная энергия Z, %, по формулам (3.5) - (3.8).

Показатели упруго-пластических свойств исследуемых материалов представлены в таблице 3.9.

Анализ экспериментальных данных показал, что наиболее высокие значения остаточной высоты полусферы характерны для натуральных кож, наименьшие - для искусственных кож на тканевой основе. Пластичность натуральных кож при двухосном растяжении сферическим пуансоном составляет 44,5 - 60 %, что в 1,5 - 3 раза превышает пластичность искусственных и большинства синтетических кож.

Величина пластичности синтетических кож на нетканой основе колеблется в широких пределах. Так, пластичность СК марки 2 соизмерима с пластичностью искусственных кож на тканевой основе, в то время как пластичность СК «Неве» приближается по величине к пластичности натуральных кож и в 5 раз превышает значение данного показателя у СК марки 2.

Наиболее высокую способность сопротивляться заданной деформации проявляют искусственные кожи на тканевой основе. Работа, совершаемая при деформации искусственных кож, в 1,5 - 5 раз превышает значение данного показателя для натуральных и синтетических кож.

Как следует из данных таблицы 3.9, работа пластической деформации искусственных кож на тканевой основе в 2-3 раза превышает значение данного показателя для натуральных и синтетических кож. Относительная затраченная энергия у натуральных кож составляет 63 - 69%, у искусственных и синтетических кож - 69-78%.

Таблица 3.9 - Показатели упруго-пластических свойств материалов при двухосном растяжении на приборе В3030

Наименование материала	Остаточная высота полусферы hост, мм	Пластичность П, %	Нагрузка при растяжении, Р0, Н	Работа растяжения, Sр, Дж	Рассеивание механич. энергии, S1, Дж	Высвобожден работа, S2, Дж	Относительная затраченная энергия, Z, %
Материалы для наружных деталей верха
Яловка легкая	7,26	48,4	197,9	0,75	0,52	0,23	69,33
Полукожник эластичный	6,68	44,5	137,9	0,53	0,33	0,20	63,34
Яловка эластичная NEVROR	8,95	59,7	361,2	1,14	0,80	0,34	69,90
Винилискожа- Т	3,23	21,5	395,8	1,42	0,98	0,44	70,32
ИК «Metlak»	3,64	24,3	521,2	2,18	1,70	0,48	78,00
ИК «CAPRETTO P UNDRUSH»	5,05	33,7	729,8	3,06	2,41	0,65	78,65
СК «Неве»	7,17	47,8	148,9	0,73	0,57	0,16	78,31
СК марки 2	3,13	20,9	204,1	0,87	0,60	0,27	69,30
СК «Syn-baby»	5,03	33,5	341,8	1,49	1,12	0,37	74,95
Текстильные материалы для межподкладки и подкладки обуви
Трикотаж межподкладочный (поверх. пл-ть 172 г/м2)	8,03	44,61	228,34	1,17	0,91	0,26	77,72
Трикотаж межподкладочный (поверх. пл-ть 130 г/м2)	8,90	49,44	155,86	1,06	0,87	0,19	81,92
Термобязь	6,33	63,3	85,92	0,26	0,16	0,10	61,78
Нетканый материал «Спанбонд» (поверх. пл-ть 80 г/м2)	5,15	51,50	61,10	0,20	0,16	0,04	79,45
Ткань обувн. подкладочная	5,57	55,70	86,11	0,23	0,13	0,10	55,09
Трикотаж для подкладки (поверх. пл-ть 292 г/м2)	7,53	41,83	198,43	0,75	0,56	0,19	74,69
Трикотаж для подкладки (поверх. пл-ть 185 г/м2)	8,13	45,17	121,94	0,71	0,57	0,14	80,71
Ткань экспериментальная подкладочная	3,15	31,50	29,64	0,06	0,04	0,02	68,17
Тик-саржа	4,85	48,50	108,1	0,29	0,17	0,12	58,33

Анализ результатов испытания текстильных материалов показал, что пластические свойства тканей при двухосном растяжении сферическим пуансоном колеблются в значительных пределах: 31,5 -63,3 %. Наиболее высокие пластические свойства отмечаются у термобязи. Ее пластичность составила 63,3 %, что в 1,1 - 1,3 раза превышает пластичность ткани обувной подкладочной и тик-саржи, и в 2 раза - пластичность ткани экспериментальной. Нагрузка, необходимая для деформации большинства исследуемых тканей на 10 % колеблется в пределах 86 - 108 Н. Значения полной и высвобожденной работы, диссипации механической энергии и относительной затраченной энергии незначительно отличаются для различных видов тканей. Существенные отличия в показателях упруго-пластических свойств от большинства исследованных тканей отмечаются у ткани экспериментальной. Нагрузка, необходимая для деформации данного материала, и работа растяжения соответственно в 3 и 4 раза ниже, чем у остальных тканей, а величина относительной затраченной энергии на 6,5 - 13 % выше. Величина пластичности нетканого полотна, значения его полной работы растяжения и диссипации механической энергии сопоставимы со значениями данных показателей большинства исследованных тканей. Однако, величина относительной затраченной в цикле растяжение - разгрузка энергии на 17 - 24 % выше.

Пластические свойства трикотажных полотен отличаются незначительно и колеблются в пределах 41 - 49 %. Как правило, пластичность трикотажных межподкладочных полотен на 3,4 - 7,6 % выше пластичности трикотажных полотен для подкладки обуви.

Наиболее высокой способностью сопротивляться заданной деформации отличаются трикотажные полотна с поверхностной плотностью 172 и 292 г/м2, наименьшие значения нагрузки отмечаются у трикотажных полотен с поверхностной плотностью 130 и 185 г/м2.

Для трикотажных межподкладочных полотен характерны более высокие (в среднем в 1,5 раза) значения полной работы растяжения и диссипации механической энергии, чем для трикотажных полотен для подкладки. В целом, относительная затраченная энергия трикотажных полотен при двухосном растяжении сферическим пуансоном составляет 75 - 82 %. Исследование упруго-пластических свойств материалов для наружных деталей верха обуви на приборе ПОИК осуществлялось в соответствии с ГОСТ 29078 - 91 [80]. Остаточная деформация определялась после трехкратного продавливания зажатого по кругу образца металлическим стержнем с полусферическим концом радиусом 5 мм на высоту h, равную 8 мм, что соответствует меридиальному удлинению образца 21 %.

Величина пластичности П, %, рассчитывалась по формуле:

П = (3.11)

где hо - остаточная деформация, мм;

hз - заданная деформация, мм.

Результаты испытания, полученные в соавторстве с Костылевой В. К., Горбачиком В. Е. [11 - А.], представлены в таблице 3.10.

Таблица 3.10 - Упруго-пластические свойства материалов для наружных деталей верха обуви при двухосном растяжении на приборе ПОИК

Наименование материала	Остаточная деформация, hост, мм	Пластичность, П, %
Яловка легкая	3,5	43,70
Полукожник эластичный	3,7	46,90
Яловка эластичная NEVROR	4,5	56,25
Яловка эластичная Наппа	4,6	57,50
Яловка эластичная Nero	5,0	62,50
Винилискожа -Т обувная	3,4	42,20
ИК «Metlak»	3,1	38,75
ИК «CAPRETTO P UNDRUSH»	3,6	45,30
СК «Неве»	4,0	50,00
СК марки 2	2,3	28,75
СК «Syn-baby»	3,4	42,20
СК «POSITANO NAT BRUSH»	3,6	44,40

Анализ экспериментальных данных, показал, что общие тенденции, выявленные при оценке упруго-пластических свойств материалов на приборе В3030, сохраняются и при испытаниях на приборе ПОИК. Однако отмечаются некоторые отличия в значениях показателей упруго-пластических свойств, полученных по двум обозначенным методикам, что связано с существенными различиями в условиях испытания материалов. Так, значения пластичности искусственных кож на тканевой основе примерно в 2 раза, а синтетических кож в 1,3 - 1,5 раза выше, чем при испытании на приборе В3030.

Несмотря на это, корреляционный анализ (таблица Д.3) показал наличие тесной связи (коэффициент корреляции 0,84) между величинами остаточной деформации и пластичности, полученными на приборах В3030 и ПОИК, что свидетельствует о достаточной информативности обоих методов.

Таким образом, оба рассмотренных метода в равной степени могут быть использованы для достоверной оценки упруго-пластических свойств материалов при двухосном растяжении.

3.3.4 Упруго-пластические свойства систем материалов, имитирующих верх обуви

Исследование упруго-пластических свойств систем материалов осуществлялось при одноосном растяжении и двухосном растяжении сферическим пуансоном по методикам, описанным в п. 3.3.2 - 3.3.3.

Системы составлялись из материалов, существенно отличающихся по своему строению и свойствам. В качестве материалов для наружных деталей верха обуви использовались яловка эластичная art. NEVROR, синтетическая кожа на нетканой основе марки 2 и искусственная кожа на тканевой основе «Метлак», для межподкладки - термобязь, термотрикотаж для межподкладки обуви (поверхностная плотность 172 г/м2) и нетканое полотно «Спанбонд» с термоклеевым покрытием. В качестве материалов подкладки были выбраны: ткань обувная подкладочная, трикотажное полотно (поверхностная плотность 292 г/м2) и ткань экспериментальная.

Из указанных материалов составлялись системы верх + межподкладка и верх + межподкладка + подкладка с учетом реального расположения материалов в пакете верха обуви. Как известно, при раскрое материалов верха и межподкладки обуви наименьшая тягучесть должна быть в продольном направлении, а у материалов текстильной подкладки - в поперечном. Так как приформовываемость верха обуви к стопе характеризуется изменением поперечных размеров обуви в области плюснефалангового сочленения, то были выбраны следующие направления раскроя образцов: натуральная, искусственная, синтетическая кожи и материалы для межподкладки раскраивались в направлении наибольшей тягучести (под углом 900), а подкладочные материалы - в направлении наименьшей тягучести (под углом 00).

Дублирование систем осуществлялось на прессе ДВ-2-0 в течение 10 сек. при давлении 0,3-0,4 МПа и температуре 120 0С. Для дублирования материалов подкладки, не имеющих термоклеевого покрытия, использовался латексный клей, что практикуется на предприятиях при производстве обуви.

Для испытания образцов использовался автоматизированный комплекс для измерения и обработки результатов испытаний.

Испытание систем материалов осуществлялось при постоянной величине деформации, равной 15 %. Примерно такие деформации наиболее часто возникают при формовании заготовок верха обуви в процессе производства.

Время выдержки образцов в нагруженном состоянии и время отдыха образцов после снятия внешнего усилия принималось равным соответственно 5 и 60 мин.

Данные, характеризующие упруго-пластические свойства систем материалов при различных методах испытания, представлены на рисунках 3.6 - 3.7 и в таблицах 3.11 - 3.12.

-верх; - верх + термобязь; - верх + термотрикотаж; - верх + нетканый материал; - верх + межподкладка + ткань обувная; - верх + межподкладка+ трикотаж; - верх + межподкладка + ткань экспериментальная

Рисунок 3.6 - Пластичность систем материалов при одноосном растяжении

-верх; - верх + термобязь; - верх + термотрикотаж; - верх + нетканый материал; - верх + межподкладка + ткань обувная; - верх + межподкладка+ трикотаж; - верх + межподкладка + ткань экспериментальная

Рисунок 3.7 - Пластичность систем материалов при двухосном растяжении

Данные рисунков 3.6 - 3.7, полученные в соавторстве с Горбачиком В. Е. [12 - А.], показывают, что пластические свойства систем материалов в значительной степени превосходят пластические свойства отдельных комплектующих системы. При этом с увеличением количества элементарных слоев системы отмечается возрастание ее пластичности.

Таблица 3.11 - Упруго-пластические свойства систем материалов для верха обуви при одноосном растяжении

Наименование системы материалов	Остаточная деформация, еост, %	Пластичность, П, %	Условный модуль упругости, Еу, МПа	Нагрузка при растяжении, Р0, Н	Работа растяжения, Sр, Дж	Рассеивание механической энергии, S1, Дж	Высвобожденная работа, S2, Дж	Относительная затраченная энергия, Z, %
1	2	3	4	5	6	7	8	9
ИК «Metlak» + термобязь +ткань обувная	3,39	22,58	92,48	887,82	7,86	6,92	0,94	88,04
ИК «Metlak» + термобязь + трикотаж	3,04	20,29	52,77	633,25	5,96	5,20	0,76	87,29
ИК «Metlak» + термобязь +ткань эксприментальная	3,19	21,24	84,60	862,94	6,79	5,81	0,98	85,60
ИК «Metlak» + трикотаж + ткань обувная	2,76	18,38	59,47	606,58	5,88	5,20	0,68	88,46
ИК «Metlak»+ трикотаж +трикотаж	2,53	16,89	29,70	374,18	3,03	2,53	0,50	83,31
ИК «Metlak»+ трикотаж + ткань экспериментальная	2,64	17,62	55,49	599,32	5,27	4,36	0,91	82,68
ИК «Metlak» + нетканый материал + ткань обувная	2,83	18,89	65,59	608,29	6,04	5,32	0,72	88,05
ИК «Metlak» + нетканый материал + трикотаж	2,66	17,71	33,08	377,15	3,24	2,74	0,50	84,5
ИК «Metlak» + нетканый материал + ткань эксперим.	2,74	18,25	63,66	611,17	5,50	4,60	0,90	83,61
Яловка эласт. + термобязь +ткань обувная	4,18	27,78	80,40	820,12	7,40	6,58	0,82	88,90
Яловка эласт. + термобязь + трикотаж	3,58	23,87	32,58	410,47	3,95	3,58	0,37	90,57
Яловка эласт. + термобязь + ткань экспериментальная	3,76	25,04	72,70	785,18	6,15	5,47	0,68	88,96
Яловка эласт. + трикотаж + ткань обувная	3,26	21,77	45,48	504,3	5,50	4,84	0,66	88,06
Яловка эласт.+трикотаж+трикотаж	2,85	19,00	20,60	284,31	2,45	1,99	0,46	81,05
Яловка эласт. + трикотаж + ткань экспериментальная	3,03	20,20	39,39	460,91	4,37	3,58	0,79	82,00
Яловка эласт. + нетканый материал + ткань обувная	3,40	22,67	46,41	518,78	5,67	5,05	0,62	89,03
Яловка эласт. + нетканый материал + трикотаж	3,00	20,00	18,12	236,79	2,39	1,98	0,41	82,85
Яловка эласт. + нетканый материал + ткань экспериментальная	3,27	21,77	45,10	487,06	4,71	3,94	0,77	83,68
СК марки 2 + термобязь + ткань обувная	2,62	17,43	66,44	717,52	6,45	5,72	0,73	88,72
СК марки 2 + термобязь + трикотаж	2,19	14,57	30,13	397,73	3,92	3,50	0,42	89,32
СК марки 2 + термобязь + ткань экспериментальная	2,42	16,10	54,44	620,56	6,08	5,25	0,83	86,38
СК марки 2 + трикотаж +ткань обувная

Подобные документы

• Расчет потребности материалов верха обуви

  Методы определения площади деталей верха обуви с помощью координатной сетки, цифровой техники, планиметрическим и массо-аналитическим способом. Расчет средневзвешенного размера и потребности материала верха для выпуска партии обуви в количестве 1000 пар.
  
  курсовая работа [2,6 M], добавлен 13.05.2013
  

• Сборка заготовок верха обуви. Сушка обуви

  Принципы построения технологического процесса сборки заготовок верха обуви. Образование замкнутого контура. Структура деталей заготовки верха туфель-лодочек с круговой союзкой. Строчка канта с обрезкой краев кожаной подкладки. Чистка заготовок верха.
  
  контрольная работа [115,2 K], добавлен 11.03.2012
  

• Исследование упруго–пластических свойств материалов и систем материалов для верха обуви

  Анализ методов оценки упругопластических свойств материалов для верха обуви при растяжении. Обоснование выбора методов испытаний и исследуемых материалов. Разработка автоматизированного комплекса для оценки свойств при одноосном и двухосном растяжении.
  
  дипломная работа [4,8 M], добавлен 26.10.2011
  

• Анализ способов сборки заготовок верха обуви

  Строение современной обуви, ее классификация и характеристика основных видов. Структура и разнообразие материалов, применяемых для заготовок верха обуви. Сущность и применение ниточного, клеевого и сварочного методов сборки, их преимущества и недостатки.
  
  курсовая работа [300,9 K], добавлен 26.04.2010
  

• Подбор пакета материалов для изготовления молодежных полусапожек

  Классификация кожаной обуви. Предъявляемые требования, характеристика и ассортимент материалов для наружных и промежуточных деталей верха и низа обуви. Выбор метода крепления верха с низом обуви. Структура деталей базовой модели молодежных полусапожек.
  
  контрольная работа [28,9 K], добавлен 26.10.2011
  

• Разработка конструкции комфортной обуви

  Обоснование выбора конструкции обуви в соответствии с направлением моды и назначением обуви. Проектирование деталей верха и низа обуви. Расчет и вычерчивание обвода продольно-осевого сечения. Получение усредненной развертки боковой поверхности колодки.
  
  курсовая работа [65,0 K], добавлен 30.08.2013
  

• Разработка коллекции женской модельной обуви осенне-весеннего сезона методом аналогового проектирования

  Тенденции современной моды в обувной отрасли. Анализ направления и стиля. Обоснование выбора материалов наружных, внутренних и промежуточных деталей верха обуви. Технологический процесс сборки заготовки верха изделия. Проектирование фасона колодки.
  
  дипломная работа [6,1 M], добавлен 24.01.2016
  

• Конструкторская подготовка производства обуви

  Разработка алгоритма проектирования конструктивной основы производства обуви, выбор ассортимента. Классификация конструкции верха изделия, составление кода. Технический проект, аппроксимация контуров деталей. Расчет трудоемкости сборки заготовки изделия.
  
  курсовая работа [147,6 K], добавлен 05.10.2011
  

• Анализ ассортимента и качества выпускаемой обуви, технического уровня и организации производства на потоке по производству мужской обуви

  Анализ ассортимента и качества обуви на действующем потоке. Расчет потребности вспомогательных материалов для сборки заготовок. Сравнительная характеристика различных типов оборудования для клеевой затяжки. Обоснование выбора материалов деталей обуви.
  
  дипломная работа [7,3 M], добавлен 03.09.2014
  

• Характеристика качества детской обуви и его влияние на формирование стопы ребенка

  Общая история производства обуви. Моделирование и конструирование, сборка и формование заготовок. Материалы, используемые при производстве обуви. Классификация и характеристика ассортимента детской обуви. Требования, предъявляемые к детской обуви.
  
  курсовая работа [1,0 M], добавлен 06.01.2015
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам