Оценка и прогнозирование приформовываемости верха обуви к стопе
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ксплуатации.
В настоящее время известно много различных механических моделей, описывающих релаксационные процессы, протекающие в упруго-вязких материалах. При этом сложность структуры этих материалов, индивидуальные особенности отдельных их видов приводят к тому, что в одних случаях для выражения их свойств ближе подходят одни модели, в других - другие. Так, объединенная модель А, предложенная рядом ученых - Т. А. Алфреем, Л. И. Френкелем, Ю. Н. Образцовым и другими для описания свойств текстильных материалов, состоит из элемента Кельвина-Фойгта, вставленного между двумя элементами модели Максвелла, и дает хорошее совпадение с эмпирическими данными преимущественно в области малых напряжений[100,с.179].
Для выражения механических свойств нитей при растяжении применялась обобщенная модель Г. Н. Кукина и А. Н. Соловьева, состоящая из трех последовательно соединенных и видоизмененных звеньев модели Кельвина-Фойгта [100, с.180]. Обобщенная трехкомпонентная модель Кельвина-Фойгта использовалась Кобляковым А. Н. [63, с.126] для описания ползучести трикотажных полотен, а Бузовым Б. А. и Петропавловским Д. Г. [118] - для количественного описания релаксации деформации тканей. Данная механическая модель хорошо описывает процесс деформирования при напряжении в пробе материала, не превышающем 10 % разрывного.
Для клееных нетканых материалов Тихомировым В. Б. и Самойловой Л. В. [133 - 134] предложена модель, состоящая из последовательно соединенных упругого элемента и элемента Кельвина-Фойгта.
Ю. П. Зыбиным предложена модель деформации натуральной кожи как волокнисто-сетчатого материала, которая позднее была усовершенствована Н. А. Шестаковой [135, с.238]. Предлагаемая модель состоит из упругих элементов, соединенных с элементами Кельвина-Фойгта и имитирующих волокна кожи. В свою очередь элементы образуют ромбовидную плоскую фигуру, имитирующую сетчатую структуру.
В работах [122 - 123, 136, с.81] для описания релаксационных свойств кож предложена модель, состоящая из последовательно соединенных двух элементов Кельвина-Фойгта и вязкого элемента.
Таким образом, в настоящее время не создано универсальных моделей, позволяющих описать релаксационные явления в различных по структуре материалах, что значительно усложняет решение вопросов, связанных с прогнозированием поведения данных материалов и их эффективным использованием в процессе производства обуви. Кроме того, отсутствуют литературные данные о применении механических моделей при описании релаксационных процессов в искусственных и синтетических кожах. Не изучена возможность использования механических моделей при описании кинетики релаксационных явлений в системах материалов для верха обуви, что представляет наибольший практический интерес.
Учитывая это, важным является поиск адекватной механической модели, позволяющей с достаточной степенью точности описать закономерности изменения деформации во времени для различных материалов, составляющих пакет верха обуви, а также их систем.
С этой целью, была изучена возможность использования обобщенной трехкомпонентной модели Кельвина-Фойгта (рисунок 3.11, д) для описания релаксации деформации исследуемых в работе материалов и их систем.
Данная механическая модель наиболее точно из всех известных моделей отражает высокоэластический механизм деформации, характерный для обувных материалов. Первый элемент модели соответствует начальной фазе релаксации, второй элемент - замедленной фазе релаксации с временем релаксации до 2 - 4 ч, и третий - фазе с заторможенными процессами, время релаксации которых иiисляется десятками, сотнями и тысячами часов.
Для трехкомпонентной обобщенной механической модели зависимость деформации от времени при постоянном напряжении выражается уравнениями следующего вида:
для периода нагружения
? = а1 + + (3.26)
для периода отдыха
? = ?1+ ? 2+ ? 3 (3.27)
где ?1, ?2, ?3 (Т1, Т2, Т3) - среднее время релаксации (запаздывания) быстропротекающих, замедленных и заторможенных процессов;
а1, а2, а3 - деформация со средним временем релаксации ?1, ?2, ?3;
?1, ?2, ?3 - деформация со средним временем запаздывания Т1, Т2, Т3.
Раiет параметров обозначенной механической модели осуществлялся поэтапно по методике, предложенной в работе [63, с.127 - 130]. Для этого, на экспериментальной кривой (рисунок 3.12) выделялись три участка, первый из которых описывает быстропротекающие процессы релаксации и характеризует условно-упругую составляющую общей деформации. Второй участок кривой отображает медленнопротекающие релаксационные процессы и соответствует условно-эластической компоненте деформации, а третий участок - соответствует заторможенным процессам релаксации или условно-пластической составляющей деформации.
- экспериментальная кривая релаксации деформации;
- теоретическая кривая релаксации, построенная с помощью четырехкомпонентной механической модели;
- теоретическая кривая релаксации, построенная с помощью обобщенной трехкомпонентной модели Кельвина-Фойгта.
Рисунок 3.12-Аппроксимация кривой релаксации деформации системы СК марки 2+термобязь+ткань обувная при двухосном растяжении с использованием трех- и четырехкомпонентной механических моделей
Уравнение (3.27) преобразуется в следующее:
? = ?1е - + ?2 е - + ?3 е - (3.28)
где ?1, ?2, ?3 - деформация соответственно с быстротекущими, замедленными и заторможенными процессами релаксации;
б1, б