Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Аналитический обзор литературы 12
1.1. Изнашивание текстильных полотен 12
1.2. Износ от стирок текстильных полотен 15
1.3. Износ текстильных полотен от действия света и светопогоды 31
1.4. Последовательный износ текстильных полотен от нескольких факторов 39
Выводы по главе 41
Глава 2. Применение теории подобия и анализа размерности для прогнозирования свойств текстильных материалов 43
2.1. Введение в теорию подобия 43
2.2. Теоремы подобия 45
2.3. Критерии подобия 49
2.4. Построение уравнений подобия 52
Выводы по главе 57
Глава 3. Прогнозирование усадки после действия различных факторов износа на хлопчатобумажные ткани 58
3.1. Структурные характеристики исследуемых хлопчатобумажных тканей 58
3.2. Влияние различных факторов на усадку хлопчатобумажных тканей 64
3.2.1. Влияние многократных стирок на усадку хлопчатобумажных тканей 64
3.2.2. Влияние светопогоды на усадку хлопчатобумажных тканей 70
3.2.3. Влияние последовательного воздействия стирок и светопогоды на усадку хлопчатобумажных тканей 75
3.2.4. Сравнение усадки после действия различных факторов износа на хлопчатобумажные ткани 79
3.3. Прогнозирование усадки после многократных стирок хлопчатобумажных тканей 81
3.3.1. Прогнозирование усадки после многократных стирок хлопчатобумажных тканей в зависимости от параметров строения без учета переплетения 81
3.3.2. Прогнозирование усадки после многократных стирок хлопчатобумажных тканей в зависимости от параметров строения с учетом вида переплетения 88
3.4. Прогнозирование усадки после действия светопогоды на хлопчатобумажные ткани 100
3.4.1. Прогнозирование усадки после действия светопогоды на хлопчатобумажные ткани без учета переплетения 100
3.4.2. Прогнозирование усадки после действия светопогоды на хлопчатобумажные ткани с учетом вида переплетения 107
3.5. Прогнозирование усадки после совместного действия многократных стирок и светопогоды на хлопчатобумажные ткани 119
3.5.1. Прогнозирование усадки после многократных стирок и действия светопогоды на хлопчатобумажные ткани без учета переплетения 119
3.5.2. Прогнозирование усадки после многократных стирок и действия светопогоды на хлопчатобумажные ткани с учетом вида переплетения 126
Выводы по главе 138
Глава 4. Прогнозирование механических свойств хлопчатобумажных тканей 143
4.1 Влияние различных факторов на механические свойства хлопчатобумажных тканей 143
4.2 Прогнозирование механических свойств хлопчатобумажных тканей после действия многократных стирок 154
4.2.1 Прогнозирование механических свойств хлопчатобумажных тканей после действия многократных стирок без учета переплетения 154
4.2.2 Прогнозирование механических свойств хлопчатобумажных тканей после действия многократных стирок с учетом вида переплетения 161
4.3 Прогнозирование механических свойств хлопчатобумажных тканей после действия светопогоды 170
4.3.1 Прогнозирование механических свойств хлопчатобумажных тканей после действия светопогоды без учета переплетения 170
4.3.2 Прогнозирование механических свойств хлопчатобумажных тканей после действия светопогоды с учетом вида переплетения 176
4.4 Прогнозирование механических свойств хлопчатобумажных тканей после совместного действия многократных стирок и светопогоды 185
4.4.1 Прогнозирование механических свойств хлопчатобумажных тканей после действия многократных стирок и светопогоды без учета переплетения 185
4.4.2 Прогнозирование механических свойств хлопчатобумажных тканей после действия многократных стирок и светопогоды с учетом вида переплетения 191
Выводы по главе 201
Глава 5. Прогнозирование воздухопроницаемости хлопчатобумажных тканей 204
5.1. Влияние различных факторов на воздухопроницаемость хлопчатобумажных тканей . 204
5.1.1. Влияние многократных стирок на воздухопроницаемость хлопчатобумажных тканей 204
5.1.2. Влияние длительности воздействия светопогоды на воздухопроницаемость хлопчатобумажных тканей 206
5.1.3. Влияние совместного действия стирок и светопогоды на воздухопроницаемость хлопчатобумажных тканей 209
5.1.4. Сравнение воздухопроницаемости хлопчатобумажных тканей после действия различных факторов износа 211
5.2. Прогнозирование воздухопроницаемости хлопчатобумажных тканей после многократных стирок в зависимости от параметров строения с учетом вида переплетения 213
5.3. Прогнозирование воздухопроницаемости хлопчатобумажных тканей после действия светопогоды в зависимости от параметров строения с учетом вида переплетения 222
5.4. Прогнозирование воздухопроницаемости хлопчатобумажных тканей после действия многократных стирок и светопогоды в зависимости от параметров строения с учетом вида переплетения 231
Выводы по главе 240
Общие выводы 242
Литература 244
- Последовательный износ текстильных полотен от нескольких факторов
- Влияние последовательного воздействия стирок и светопогоды на усадку хлопчатобумажных тканей
- Прогнозирование механических свойств хлопчатобумажных тканей после действия многократных стирок
- Прогнозирование воздухопроницаемости хлопчатобумажных тканей после многократных стирок в зависимости от параметров строения с учетом вида переплетения
Введение к работе
С развитием производства и появлением новых технологий на первый план выступают проблемы качества. Данное обстоятельство связано в первую очередь с тем, что повышается уровень требований к товарам, выпускаемым текстильной промышленностью, поэтому для получения положительного результата в сфере маркетинга продукции необходимо проведение оценки ее качества.
Совершенствование качества требует, прежде всего, знания свойств текстильных материалов, умения правильно и объективно измерять, оценивать и контролировать показатели качества. В текстильной промышленности наиболее важными показателями качества выпускаемой продукции являются эксплуатационные свойства.
Одним из основных направлений в улучшении качества выпускаемой продукции является повышение ее износостойкости. Значение данной проблемы определяется тем, что улучшение качества изделий, повышение их надежности и долговечности равноценно увеличению выпуска продукции без дополнительных затрат сырья и вспомогательных материалов.
Опыт эксплуатации тканей показывает, что далеко не всегда они имеют необходимую износостойкость. Так, некоторые ткани массового ассортимента, при полном соответствии требованиям стандартов или технических условий, быстро изнашиваются, что ухудшает внешний вид одежды и нередко приводит к преждевременному ее износу.
Знание свойств текстильных материалов необходимо для правильного выбора их при разработке моделей одежды, достижения определённого внешнего эффекта в одежде, создания одежды с заданными свойствами, обеспечивающими комфорт в носке.
Качество текстильных материалов закладывается на стадии их проектирования и зависит, главным образом, от параметров строения. Однако в процессе эксплуатации происходит изменение структурных характеристик,
-7-что приводит к изменению свойств изделий. Поэтому при создании текстильных материалов должны учитываться не только их первоначальные свойства, но и их изменения под воздействием различных факторов.
В настоящее время перед текстильным материаловедением стоит задача по разработке методов прогнозирования отдельных свойств текстильных материалов, что позволит значительно сократить сроки разработки нового ассортимента при минимальных материальных затратах. Однако существующие методы прогнозирования не учитывают влияние изнашивающих воздействий на текстильные материалы.
Для получения текстильных материалов с заданными эксплуатационными свойствами с учетом их изменения в процессе использования изделий необходимо провести значительное количество опытов, что приводит к увеличению затрат на производство продукции. Постановка экспериментов, результаты которых представляются в виде совокупности чисел, характеризующих исследуемые стороны явлений, может осуществляться только на основе предварительного теоретического анализа. При постановке опытов очень важно правильно выбрать исходные параметры. Число их должно быть минимальным, и взятые параметры должны отражать в наиболее удобной форме основные эффекты.
Возможность такого предварительного качественно-теоретического анализа и выбора системы определяющих параметров дает теория размерности и подобия. Она может быть приложена к рассмотрению весьма сложных явлений и значительно облегчает обработку экспериментов.
-8-Общая характеристика работы
Актуальность работы
Повышение требований к изделиям, выпускаемым текстильной промышленностью немыслимо без оценки качества этой продукции.
Среди факторов, определяющих качество текстильной продукции, наиболее значимыми являются их эксплуатационные свойства. Однако в процессе эксплуатации текстильные материалы подвергаются различным воздействиям, что приводит к изменению их свойств.
В настоящее время перед текстильным материаловедением стоит задача по разработке методов прогнозирования отдельных свойств текстильных материалов. Однако при создании текстильных материалов должны учитываться не только их первоначальные свойства, но и их изменения под воздействием различных факторов.
Таким образом, совершенствование методов прогнозирования показателей качества текстильной продукции является актуальной задачей.
Работа проводилась в рамках НИР МГТУ им. А.Н.Косыгина по гранту молодых исследователей (2005г.) (шифр работы 05-625-17).
Цель и задачи исследования
Целью диссертационной работы является разработка методов прогнозирования физико-механических свойств хлопчатобумажных тканей после действия различных факторов износа.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
определение факторов, оказывающих наибольшее влияние на износостойкость хлопчатобумажных тканей;
исследование физико-механических свойств тканей после действия различных факторов износа;
получение функциональных зависимостей между параметрами строения, количеством и длительностью изнашивающих воздействий на ткани;
разработка методов прогнозирования физико-механических характеристик тканей в зависимости от параметров строения, а также количества и длительности изнашивающих воздействий;
получение математических зависимостей, устанавливающих взаимосвязь между параметрами строения и свойствами получаемых тканей.
Методы исследования
В качестве теоретической основы в исследованиях использовалась теория подобия и анализа размерностей, а также численные методы прикладной математики и математической статистики. Экспериментальные исследования проводились с использованием стандартизованных методов в лабораторных условиях. Построение функциональных зависимостей осуществлялось методами корреляционно-регрессионного анализа на ЭВМ с помощью программ Microsoft Excel и MathCAD. Для обработки графических изображений применялась программа Photoshop.
Научная новизна работы
При проведении теоретических и экспериментальных исследований автором впервые:
получены функциональные зависимости между параметрами строения тканей, количеством и длительностью изнашивающих воздействий;
разработаны методы прогнозирования с использованием теории подобия и анализа размерностей в зависимости от параметров строения хлопчатобумажных тканей с учетом количества и длительности изнашивающих воздействий;
установлены эмпирические зависимости усадки хлопчатобумажных тканей в зависимости от параметров строения, количества и длительности изнашивающих воздействий;
установлены эмпирические зависимости разрывной нагрузки хлопчатобумажных тканей в зависимости от параметров строения, количества и длительности изнашивающих воздействий;
установлены эмпирические зависимости воздухопроницаемости хлопчатобумажных тканей в зависимости от параметров строения, количества и длительности изнашивающих воздействий.
Практическая значимость работы заключается в
оценке изменения физико-механических свойств хлопчатобумажных тканей в процессе различных изнашивающих воздействий;
получении аналитических зависимостей показателей качества от количества и длительности изнашивающих воздействий;
создании методов прогнозирования физико-механических свойств хлопчатобумажных тканей в зависимости от параметров строения, количества или длительности изнашивающих воздействий, что позволяет прогнозировать показатели качества, исходя из первоначальных свойств образцов;
разработке программного обеспечения, позволяющего достаточно быстро проводить расчеты по прогнозированию физико-механических свойств хлопчатобумажных тканей.
Результаты исследований могут быть использованы на текстильных предприятиях при проектировании тканей, что позволит значительно сократить сроки разработки нового ассортимента при минимальных материальных затратах.
Апробация работы
Основные результаты научных исследований докладывались и получили положительную оценку на
1. Всероссийской научной конференции «ИНФОТЕКСТИЛЬ - 2004», МГТУ им. А. Н. Косыгина.
Межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «ПОИСК» (2004,2005), Иваново, ИГТА.
Международной научно-технической конференции «ПРОГРЕСС» (2004,2005), Иваново, ИГТА.
Всероссийской научно-технической конференции «ТЕХТЕКСТИЛЬ-2005», Димитровград, ДИТУД.
Всероссийской научно-технической конференции «Текстиль» (2004, 2005), МГТУ им. А. Н. Косыгина.
Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Дни науки - 2005»; С.-Петербург, СПГУТД.
Заседании кафедры текстильного материаловедения МГТУ им. А.Н. Косыгина
Публикации
По теме диссертационной работы опубликовано 14 печатных работ.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, пяти глав и общих выводов. Работа выполнена на 254 страницах машинописного текста, содержит 50 рисунков, 28 таблиц, список литературы из 99 наименований.
Последовательный износ текстильных полотен от нескольких факторов
В процессе эксплуатации текстильные материалы подвергаются воздействию не единичного фактора износа, а комплексу изнашивающих воздействий. Наиболее часто изделия в процессе эксплуатации подвергаются совместному действию стирок и светопогоды [7].
В условиях инсоляции и стирок усадка увеличивается до определенного предела, после чего начинается ее уменьшение, связанное с процессом изнашивания, с потерей волокнистой массы. Этот процесс активно протекает в тканях с большим коэффициентом уплотненности переплетения (особенно комбинированных переплетений), вследствие чего после определенного периода, воздействий (стирка + инсоляция) происходит выравнивание усадки тканей с различными переплетениями. По данным И. В. Сабова [74], который оценивал стойкость тканей к воздействию инсоляции и стирок по падению показателя их стойкости к многократному изгибу, изменение этого показателя в зависимости от переплетения колеблется от 40 до 100%.
В работе [70] исследовалось совместное влияние естественной инсоляции и многократных стирок на усадку хлопчатобумажных и вискозных тканей. В результате исследований было выявлено, что ткани сильно усаживаются только после 15 дней инсоляции и одной стирки. В дальнейшем процесс усадки затухает. Толщина тканей также значительно изменяется после 15 дней инсоляции. В работе [37] выявлено, что после 12 часов инсоляции усадка декоративных тканей до 3 стирки была равной 0, но после 6 стирки появилась при-тяжка. После 20 часов инсоляции притяжка наблюдалась уже после 1 стирки.
Падение разрывной нагрузки в пересчете на одну нить при действии 12 часов искусственной инсоляции и промежуточных стирок составляет от 51,5% до 74% от исходной для хлопчатобумажной ткани и 66-70% - для вискозной ткани. Удельная вязкость раствора целлюлозы постепенно снижается в течение 12 часов инсоляции с промежуточными стирками.
Ткани имеют значительную усадку после 15 дней естественной инсоляции и 1 стирки, в дальнейшем степень усадки уменьшается. В этот же период происходит значительное изменение плотности тканей по основе и утку. Далее плотность ткани практически не меняется [70].
Для вискозно-триацетатных штапельных тканей с увеличением количеств стирок и дозы инсоляции происходит снижение разрывной нагрузки и удлинения. Это связано с расшатыванием структуры тканей, вымыванием отдельных волокон, а также деструкцией волокон. Образующиеся в процессе деструкции вещества существенного влияния на скорость разрушения не оказывают, которое происходит с одинаковой скоростью. Во время инсоляции и стирок происходит снижение коэффициентов полноты диаграмм растяжения. У тканей ухудшаются их драпирующие свойства [75].
С уменьшением коэффициента связности увеличивается потеря прочности и устойчивости к истиранию после действия стирок и светопогоды, причем суровые и отбеленные льнолавсановые ткани понижают прочность и износостойкость более интенсивно, чем отбеленные и окрашенные ткани с малосминаемой отделкой. Следовательно, аппреты и красители, нанесенные на ткань, замедляют процесс разрушения от стирок и светопогоды [53].
В работе СБ. Белкиной [76] проведено исследование влияния совместного воздействия истирания, многократного растяжения, светопогоды и стир-ки на изнашивание костюмных тканей, в результате чего было установлено, что последовательность воздействий не оказывает влияние на степень износа. Причем изменение циклов истирания до полного разрушения ткани в опытной и лабораторной носках со стирками определяется уравнением степенной функции, а в лабораторной носке без стирок - уравнением прямой. Изменение разрывной нагрузки в опытной и лабораторной носках со стирками описывается уравнением степенной функции.
В результате комбинированного изнашивающего воздействия наблюдается не только изменение физико-механических свойств, но и изменение окраски текстильных материалов. Сопоставление интенсивности выцветания окрасок на трикотажных полотнах со степенью изнашивания показало, что понижении прочности окраски происходит в несколько раз быстрее, чем их разрывной нагрузки [77].
Таким образом, при комбинированном износе происходит изменение структурных характеристик текстильных материалов, что приводит к изменению их свойств и ухудшению качества в процессе эксплуатации изделий.
На основании данных, представленных в литературном обзоре, можно сделать следующие выводы: 1. Проблема изучения механизма износа текстильных материалов является предметом многочисленных исследований. Однако, несмотря на большое разнообразие работ, некоторые вопросы остаются малоизученными. 2. Изнашивание ткани — процесс многофакторный, в связи с чем его результат нельзя оценить одним показателем. Чаще всего для оценки износа тканей используются такие характеристики как устойчивость к истиранию, разрывная нагрузка, проницаемость. 3. В результате стирок происходит изменение линейных размеров текстильных материалов. На усадку тканей большое влияние оказывает переплетение. Первопричиной изменения размеров ткани является увеличение размеров поперечного сечения нитей при набухании, а управляющим фактором этих изменений — строение ткани. Усадка тканей приводит к изменению структурных характеристик и физико-механических свойств. 4. Среди различных видов износа текстильных материалов большое значение имеет износ под действием климатических факторов внешней среды.
Повышение температуры и интенсивности УФ-излучения приводит к различному ускорению изменению свойств тканей от их волокнистого состава и вида отделки. 5. Изделия в процессе эксплуатации подвергаются совместному действию стирок и светопогоды. При комбинированном износе происходит изменение структурных характеристик текстильных материалов, что приводит к ухудшению их свойств и качества в процессе эксплуатации изделий. При этом последовательность изнашивающих воздействий не оказывает влияние на степень износа. 6. Большинство формул для прогнозирования свойств текстильных материалов содержат большое количество переменных и достаточно сложно определяемых коэффициентов, что затрудняет их применение. Формулы для расчета физико-механических свойств и износостойкости текстильных материалов включают только параметры их строения, но не учитывают длительность и количество циклов изнашивающих воздействий. Поэтому необходима разработка метода прогнозирования свойств текстильных материалов с учетом указанных переменных.
Влияние последовательного воздействия стирок и светопогоды на усадку хлопчатобумажных тканей
В большинстве случаев в процессе эксплуатации хлопчатобумажные изделия подвергаются совместному действию различных факторов, поэтому необходимо учитывать их совместное влияние на износ текстильных материалов. В данном разделе было рассмотрено совместное влияние многократных стирок и действия светопогоды. Один цикл воздействия на исследуемые ткани составил 1 стирку и 2 часа действия светопогоды. Изменение структуры и поверхности тканей, происходящие после комбинированного износа в течение различного периода действия, приведены на фотографиях в табл. 3.7 (ткань «Диагональ» арт. 3080/110). Результаты расчета поверхностной и объемной усадки образцов после каждого цикла изнашивающих воздействий приведены в табл. 3.8. В соответствии с данными табл. 3.8, наибольшую поверхностную и объемную усадку имеют ткани полотняного переплетения. По результатам исследований можно сделать следующие выводы: 1. После действия многократных стирок и светопогоды рисунок переплетения тканей деформировался. Данное обстоятельство связано с механическим воздействием на образцы в процессе многократных стирок. 2. Наибольшая деформация рисунка переплетения наблюдается после 1 стирки и 2 часов действия светопогоды.
После 4 стирок и 8 часов действия светопогоды деформирование рисунка переплетения остановилось, что связано с незначительным изменением линейных размеров образцов после указанного цикла воздействия. 3. Появляется ворсистость нитей основы и утка исследуемых тканей, причем с увеличением циклов воздействий она также увеличивается. 4. При воздействии многократных стирок и светопогоды увеличивается плотность тканей, причем наибольшее изменение происходит по направлению, имеющему наименьшее количество нитей. Как и в предыдущих случаях, для описания изменений поверхностной усадки хлопчатобумажных тканей можно использовать экспоненциальную зависимость вида: где у - усадка тканей, %; хз — суммарное количество воздействий стирок и светопогоды; а, Ь, с - расчетные коэффициенты. В качестве примера на рис. 3.4 приведены графики зависимости поверхностной и объемной усадки ткани «Диагональ» арт. 3080/110 от количества циклов воздействий стирок и светопогоды.
По оси абсцисс отмечалось суммарное количество стирок и длительности воздействий светопогоды на образец. Например, для 1 стирки и 2 часов воздействия светопогоды суммарное воздействие на образец равно 3. Для определения степени влияния каждого вида воздействий на поверхностную и объемную усадку после стирок и светопогоды, было проведено сравнение данных, представленных в табл. 3.4, 3.6 и 3.8, на основании которого можно сделать вывод, что наибольшая усадка исследуемых тканей происходит в процессе стирок. На рис. 3.5 приведены графики зависимостей поверхностной и объемной усадки от количества циклов воздействия для ткани«Диагональ» арт. 3080/110. В соответствии с данными, представленными на рис. 3.5, можно сделать вывод, что усадка после многократных стирок составила 80% от усадки после последовательного воздействия стирок и светопогоды. Данное обстоятельство связано, прежде всего, с тем, что в процессе стирок после длительного влажно-теплового воздействия происходит релаксация напряжений, образовавшихся в процессе ткачества у суровых тканей и остаточных напряжений у окрашенных образцов. Вследствие этого изменяются линейные размеры тканей, то есть происходит усадка. При дальнейшем воздействии светопогоды на образцы снимается напряжение, оставшееся после процессов стирок. Поэтому светопогода оказывает меньшее влияние на усадку хлопчатобумажных тканей, подвергавшихся многократным стиркам. Также можно отметить, что характер изменения размеров образцов после действия различных факторов является практически одинаковым.
Прогнозирование механических свойств хлопчатобумажных тканей после действия многократных стирок
Для изделий наиболее важной является надежность тканей в процессе эксплуатации, обеспечивающая защиту человека от различных факторов, в том числе и механических воздействий. Поэтому одним из основных критериев надежности является прочность тканей [91-93].
Для получения модели, позволяющей прогнозировать разрывную нагрузку хлопчатобумажных тканей после многократных стирок в зависимости от параметров строения без учета переплетения, использовались методы подобия и анализа размерностей [78-83]. В качестве основных факторов, влияющих на разрывную нагрузку QCT (Н) ткани, подвергавшейся многократным стиркам, выберем где QCT - разрывная нагрузка ткани, подвергавшейся многократным стиркам, Н; QHCX - разрывная нагрузка ткани, не подвергавшейся воздействиям, Н; N - количество стирок; Пс - параметр строения ткани. В качестве параметра строения для тканей, выработанных одинаковым переплетением, используем следующее соотношение, полученное в работах [87,94]. где Т0 - линейная плотность нитей основы, текс; Ту - линейная плотность нитей утка, текс; По - плотность ткани по основе, число нитей/10 см; Пу - плотность ткани по утку, число нитей/10 см. С помощью теории подобия и анализа размерностей вышеуказанную зависимость (4.2) можно представить в виде комплекса безразмерных показателей: где г - безразмерный показатель, характеризующий изменение разрывной нагрузки тканей после действия многократных стирок. Представим формулу (4.4) в виде двух безразмерных комплексов где тії - безразмерный показатель, характеризующий действие факторов стирки; r)2 - безразмерный показатель, характеризующий структурные характеристики тканей. В табл. 4.2 представлены результаты расчетов параметров строения и разрывной нагрузки хлопчатобумажных тканей, выработанных полотняным переплетением и подвергавшихся многократным стиркам
Для исследуемых тканей зависимость для гц при усредненных значет ТуП ниях — с высокой степенью величины достоверности аппроксимации определяется экспоненциальной функцией (рис. 4.6): Зависимость для ц2 при усредненных значениях N имеет вид (рис. 4.7) Таким образом, итоговая формула для расчета разрывной нагрузки тканей полотняного переплетения, подвергавшихся многократным стиркам, примет вид: Функциональная зависимость разрывной нагрузки тканей после многократных стирок от параметров строения и количества стирок имеет следующий вид: где Qcx - разрывная нагрузка ткани, подвергавшейся многократным стиркам, Н; QHCX - разрывная нагрузка ткани, не подвергавшейся воздействиям, Н; N - количество стирок; t0 - число основных перекрытий в раппорте по основе; ty - число уточных перекрытий в раппорте по утку. Ro - раппорт переплетения по основе ткани; Ry - раппорт переплетения по утку ткани; Т0 - линейная плотность нитей основы, текс; Ту - линейная плотность нитей утка, текс; По - плотность ткани по основе, число нитей/10 см; Пу - плотность ткани по утку, число нитей/10 см. Зависимость (4.9) можно представить в виде комплекса безразмерных показателей: Формула для расчета ті при трех комплексах, оказывающих влияние на разрывную нагрузку, примет вид где г і - безразмерный показатель, характеризующий влияние факторов стирки; т2- безразмерный показатель, характеризующий переплетение нитей основы и утка; т]з- безразмерный показатель, характеризующий структурные характеристики тканей. В табл. 4.3 представлены результаты расчета параметров строения и разрывной нагрузки хлопчатобумажных тканей, выработанных различными переплетениями, после действия многократных стирок. Для исследуемых тканей зависимость для т при усредненных значе ниях —Ї-1— и —-—— определяется экспоненциальной функцией (рис. 4.8): Зависимость для г\2 при усредненных значениях N и ——— представле-на функцией следующего вида (рис. 4.9)
Прогнозирование воздухопроницаемости хлопчатобумажных тканей после многократных стирок в зависимости от параметров строения с учетом вида переплетения
Для получения модели, позволяющей прогнозировать воздухопроницаемость хлопчатобумажных тканей после многократных стирок в зависимости от параметров строения без учета переплетения, использовались методы подобия и анализа размерностей [79 - 83]. Основными факторами, оказывающими влияние на воздухопроницае , являются где Пс - параметра строения ткани; АР - перепад давления воздуха, кг/(м с ); р - плотность воздуха, кг/м [87,97]. Так как измерение воздухопроницаемости осуществлялось при постоянном перепаде давлений, то она будет зависеть только от параметров строения, причем вид зависимости наиболее часто определяется экспоненциальной функцией [87, 97, 99]. Однако исследуемые образцы подвергались многократным стиркам, в результате действия которых произошло изменение воздухопроницаемости. Поэтому в качестве основных факторов, влияющих на воздухопроницаемость тканей, подвергавшихся многократным стиркам, выберем где Вст - воздухопроницаемость ткани, подвергавшейся многократным стар-кам, дм /(м с); ВИсх - воздухопроницаемость ткани, не подвергавшейся воздействиям, дм /(м с); N — количество стирок; Пс - параметр строения ткани.
Исследования, проведенные в работе [87] показали, что на воздухопроницаемость тканей, выработанных различными переплетениями, наибольшее влияние оказывают структурные характеристики образцов, которые образуют параметр строения следующего вида где По, Пу - плотность по основе и утку, число нитей / м; d0, dy - диаметры нитей основы и утка, м; t0 -число основных перекрытий в раппорте по основе; ty - число уточных перекрытий в раппорте по утку; Ro - раппорт переплетения по основе ткани; Ry - раппорт переплетения по утку ткани. Применяя теорию подобия и анализа размерностей, представим зависимость (5.6) в виде комплекса безразмерных показателей: В табл. 5.4 представлены результаты расчетов параметров строения и воздухопроницаемости хлопчатобумажных тканей, выработанных различными переплетениями и подвергавшихся многократным стиркам. Для исследуемых тканей зависимость для rj с высокой степенью достоверности аппроксимируется функцией следующего вида (рис. 5.5): В качестве основных факторов, влияющих на воздухопроницаемость тканей, подвергавшихся действию светопогоды, выберем где Всв - воздухопроницаемость ткани, подвергавшейся действию светопогоды, дм3/(м2с); Висх - воздухопроницаемость ткани, не подвергавшейся воздействиям, дм /(м с); t - длительность действия светопогоды, час; Пс - параметр строения ткани. Для тканей, выработанных различными переплетениями, параметр строения определяется по формуле (5.6). Применяя теорию подобия и анализа размерностей зависимость (5.11) представим в виде комплекса безразмерных показателей: В табл. 5.5 представлены результаты расчетов параметров строения и воздухопроницаемости хлопчатобумажных тканей, выработанных различными переплетениями, после действия светопогоды.
Для исследуемых тканей зависимость г) с высокой степенью достоверности аппроксимации определяется функцией (рис. 5.6): 1. Воздухопроницаемость зависит от параметров строения и вида переплетения хлопчатобумажных тканей. Причем наибольшей воздухопроницаемостью обладают ткани полотняного переплетения, а наименьшей - ткани саржевого переплетения. 2. С увеличением количества и длительности изнашивающих воздействий воздухопроницаемость хлопчатобумажных тканей снижается. Наиболее резкое уменьшение воздухопроницаемости после действия факторов износа наблюдается у тканей полотняного переплетения. Процесс изменения воздухопроницаемости хлопчатобумажных тканей наиболее сильно проявляется в первые стирки, 6 часов действия светопогоды и совместного влияния 3 стирок и 6 часов действия светопогоды. 3. Действие стирок оказывает существенное влияние на снижение воздухопроницаемости хлопчатобумажных тканей и составляет около 80% при комбинированном изнашивающем воздействии, в то время как действие светопогоды оказывает значительно меньшее влияние на физические свойства исследуемых тканей.
