LT5700B

LT5700B - Tekstilės medžiagų antizotropiškumo nustatymo būdas

Info

Publication number: LT5700B
Application number: LT2010019A
Authority: LT
Inventors: Jurgita VALIUKĖNAITĖ; Matas GUTAUSKAS
Original assignee: Kauno technologijos universitetas
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2010-11-25
Also published as: LT2010019A

Abstract

Išradimas priklauso tekstilės medžiagų bandymų sričiai ir gali būti panaudotas projektuojant ir gaminant aprangą ir kitus buitinius bei techninės paskirties gaminius.Tekstilės medžiagų anizotropiškumo nustatymo būdas, pagrįstas tuo, kad disko formosbandinį deda tarp dviejų horizontaliai lygiagrečių plokštelių, nutolusių viena nuo kitos daugiau kaip per bandinio storį, ir traukia jį per centrinę apatinės plokštelės kiaurymę, o traukimo per kiaurymę metu periodiškai fotografuoja bandinio formą, skaido ją į 4 simetriškus sektorius, kiekviename iš jų matuoja maksimalų ir minimalų išorinio kontūro taškų atstumą iki centro ir pagal jų santykį nustato medžiagos anizotropiškumą.

Description

Išradimas priklauso tekstilės medžiagų bandymų sričiai ir gali būti panaudotas projektuojant ir gaminant aprangą ir kitus buitinės bei techninės paskirties gaminius.

Žinomas būdas ir prietaisas plonų anizotropinių kevalų pagamintų iš tekstilės ir kitų plonų medžiagų, kreivumo spinduliams matuoti. Kevalo meridianų kreivumo spindulių nevienodumas įvairiomis kryptimis atspindi medžiagos anizotropiškumą. Prietaisas sudarytas iš apvalaus bandinio tvirtinimo, bandinio duobimo puansonu ir meridianų (sudaromųjų) kreivumo spindulių matavimo įtaisų (LT 4403, G 01 B 5/20, G 01 B 13/16,1998).

Šis prietaisas leidžia deformuoti apvalų bandinį, kai jo išorinis kontūras yra tvirtai suspaustas tarp dviejų spraustuvo žiedų, t.y. suformuoti iš bandinio erdvinį kevalą ir išmatuoti jo meridianų kreivumo spindulius bei juos palyginti tarpusavyje. Prietaisas pasižymi tuo, kad iš vieno bandinio, be audinio karpymo į juosteles, galima nustatyti medžiagos anizotropiškumo laipsnį. Tačiau prietaisas pasižymi sudėtinga konstrukcija ir reikalauja daug laiko nuosekliai matuojant daugelio kevalo meridianų (sudaromųjų) kreivumo spindulius. Be to jis neleidžia nustatyti medžiagos deformacijų įstriža kryptimi, nes kevalas formuojasi pagal dviašio apkrovimo dėsnius - pagal pagrindinių medžiagos ašių (ataudų ir metmenų) kryptis.

Žinomas ir kitas tekstilės medžiagų bandymo būdas ir prietaisas, pagrįstas tuo, kad apvalus disko formos bandinys dedamas į plyšį suformuotą iš dviejų horizontalių ribojančių plokštelių su kiaurymėmis centre, ir duobiamas puansonu, judančiu išilgai bendros tų plokštelių kiaurymių ašies. Tokio bandymo metu užrašoma bandinio apkrovos įlinkio kreivė iš kurios sprendžiama apie bandinio grifą (žurnalas: Maschen - Industrie, Deutschland, Nr. 7,1999, Griffprufung an Maschenwaren).

Šis būdas leidžia spręsti apie tekstilės medžiagų grifo dydį iš apvalaus disko formos bandinio deformuojamo puansonu. Tokio neprispausto pagal išorinį kontūrą bandinio geometrinė elgsena plyšyje tarp ribojančių plokštelių gali būti naudinga nustatant medžiagos anizotropiškumo laipsnį patogesniu (paprastesnių ir greitesniu) negu kreivumo spindulių matavimai būdu.

Dėl svarbiausių požymių panašumo šis būdas laikomas siūlomo išradimo prototipu.

Išradimo tikslas - supaprastinti medžiagos anizotropiškumo nustatymą ir didinti jo greitaeigiškumą.

Nurodytas tikslas pasiektas tuo, kad tekstilės medžiagų anizotropiškumo nustatymo metu disko formos bandinį deda tarp dviejų horizontaliai lygiagrečių plokštelių, nutolusių viena nuo kitos daugiau kaip per bandinio storį, ir traukia jį per centrinę apatinės plokštelės kiaurymę. Traukimo per kiaurymę metu periodiškai fotografuoja bandinio formą, skaido ją į 4 simetriškus sektorius, kiekviename iš jų matuoja maksimalų ir minimalų išorinio kontūro taškų atstumą iki centro ir pagal jų santykį nustato medžiagos anizotropiškumą, o iš dviejų išmatuotų kontūro atstumų iki centro 0X= R_zmin ir 0Y = R_zmax pagal formulę

5a-d = OX ' 5a + d = OY nustato sutrumpintos epicikloidės parametrus a ir d ir pagal juos braižo teorinę kontūro formą, iš kurios pagal formulę

R_z(<p) = 725a² - lOad cos 4φ + d²nustato kontūro atstumą R_z bet kuriame kampo φ taške, arba pagal formulę (kai 0X = /?_zmax, o 0Y= R_zmm)

3a + d = OX 3a-d = OY nustato sutrumpintos hipocikloidės parametrus a ir d ir pagal juos braižo teorinę kontūro formą iš kurios pagal

R_z((p) = ^9a² + 6ad cos Αφ + d²nustato kontūro atstumą R_z bet kuriame kampo φ taške.

Siūlomas tekstilės medžiagų, anizotropiškumo nustatymo būdas iliustruojamas brėžiniais fig. 1, fig. 2, fig. 3, fig. 4, kur fig. 1 - bandinio traukimo per kiaurymę schema; fig. 2 - bandinio forma plyšyje tarp lygiagrečių plokštelių (vaizdas iš viršaus); fig. 3 bandinio išorinio kontūro aproksimavimas (aprašymas) sutrumpintos epicikloidės (toliau SE modeliu); fig. 4 - bandinio išorinio kontūro aproksimavimas sutrumpintos hipocikloidės (toliau SH) modeliu.

Siūloma bandymo schema tekstilės medžiagų anizotropiškumui nustatyti (fig. 1) susideda iš apvalaus bandinio 1, dviejų horizontaliai lygiagrečių plokštelių 2 ir 3 (viršutinė iš kurių skaidri), nutolusių viena nuo kitos daugiau kaip per bandinio storį. Abiejų plokštelių centre yra apvalios kiaurymės 4 ir 5, kurių bendroje ašyje patalpintas puansonas 6 su adata 7, sujungta su tempimo mašinos griebtuvu (schemoje neparodyta). Virš viršutinės plokštelės 3 patalpinta skaitmeninė foto kamera 8. Foto kamera 8 su tam tikru laiko arba bandinio deformacijos H (fig. 1) žingsniu periodiškai fotografuoja bandinio 1 vaizdą plyšyje tarp plokštelių 2 - 3 (fig. 2). Audinio atveju tas vaizdas (fig. 2) panašus į „keturlapį dobilėlį“. Vaizdas skaidomas ašimis x - y į 4 simetriškus sektorius su mažiausiu ft_z(0°) = 0X ir didžiausiu /?_z(45°) = 0Y išorinio kontūro atstumu iki bandinio centro.

Teorinės bandinio išorinio kontūro aprašymo (aproksimavimo) schemos (fig. 3 ir fig. 4) paremtos matematinėmis sutrumpintos epicikloidės (toliau SE) ir sutrumpintos hipocikloidės (toliau SH) modeliais. Jeigu bandinio išorinis kontūras „keturlapis“, tai jį atitinka SE ir SH, kuriuose apskritimo A spindulys lygus 4a, o skrituliuko S, riedančio išoriniu (SE) (fig. 3), arba vidiniu (SH) (fig. 4) apskritimo A paviršiumi, lygus a. Skritulioko S taškas, nutolęs nuo jo centro dydžiu d brėžia kreivę labai panašią į „keturlapį dobilėlį“. Parametrai a ir d apskaičiuojami iš atitinkamų parametrinių lygčių o bet kuris kitas atstumas iki bandinio centro nustatomas iš lygčių /?_ζ(φ).

Siūlomas būdas veikia taip. Specialiu kirtikliu iš tekstilės medžiagos iškertamas apvalus, labai tikslaus išorinio kontūro bandinys, kurio plotas 100 cm². Taip paruoštas bandinys 1 dedamas tarp plokštelių 2 ir 3. Per viršutinės skaidrios plokštelės 3 kiaurymę 5 bandinys praduriamas adata 7, kuri turi rutulinį puansoną 6. Adata patenka į tempimo mašinos griebtuvą (brėžinyje neparodyta), kuris traukia puansoną 6, o pastarasis bandinį 1 per kiaurymę 4. Plyšyje tarp plokštelių 2-3 bandinys susibanguoja, o jo išorinis kontūras, artėdamas prie kiaurymės centro įgauna sudėtingą kreivalinijinę formą. Bandinio 1 formų kaitą fotografuoja skaitmeninė kamera 8 su tam tikro periodiškumo žingsniu, pvz., su bandinio įlinkio H didėjimo žingsniu kas 10 mm.

Fotografiją (fig. 2) skaido ašimis x - y į 4 simetriškus sektorius. Kai taikomas teorinis aproksimavimo modelis SE nustatomi atstumai /?_z(0°) = min, 0X ir /?_z(45°) = max, 0Y. Jeigu taikomas SH aproksimavimo modelis, tai ašys x - y pasukamos 45° kampu (fig. 4).

Pareiškiamas išradimas, palyginant su prototipu, iš esmės supaprastina tekstilės medžiagų anizotropiškumo nustatymą ir padidina būdo greitaeigiškumą nes:

• traukimo per kiaurymę metu periodiškai fotografuojama bandinio forma (tai paprasčiau ir greičiau negu matuoti meridianų kreivumo spindulius, arba tempti juosteles iškirptas kas 15° metmenų ir ataudų kryptimis);

• skaido bandinio formą į 4 simetriškus sektorius ir apdoroja tik vieną (kas taip pat greičiau negu visus 4);

• matuoja tik du (maksimalų ir minimalų) bandinio išorinio kontūro taškų atstumus iki centro;

• pritaikomas sutrumpintos epicikloidės (SE) modelis, kuris duoda teorinę kontūro formą ir leidžia greitai nustatyti bet kurio kito bandinio kontūro taško atstumą iki centro (išskyrus R_{z min} ir ft_Zmax, kurie jau buvo išmatuoti);

• pritaikomas sutrumpintos hipocikloidės (SH) modelis leidžia dubliuoti matematinio aproksimavimo modelį ir supaprastintu būdu kontroliuoti anizotropiškumo nustatymo patikimumą.

Claims

IŠRADIMO APIBRĖŽTIS

1. Tekstilės medžiagų anizotropiškumo nustatymo būdas, pagrįstas tuo, kad disko formos bandinį deda tarp dviejų horizontaliai lygiagrečių plokštelių, nutolusių viena nuo kitos daugiau kaip per bandinio storį, ir traukia jį per centrinę apatinės plokštelės kiaurymę, besiskiriantis tuo, kad traukimo per kiaurymę metu periodiškai fotografuoja bandinio formą, skaido ją į 4 simetriškus sektorius, kiekviename iš jų matuoja maksimalų ir minimalų išorinio kontūro taškų atstumą iki centro ir pagal jų santykį nustato medžiagos anizotropiškumą.

2. Tekstilės medžiagų anizotropiškumo nustatymo būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad iš dviejų išmatuotų kontūro atstumų iki centro 0X ir 0Y pagal formulę

5a - d = OX 5a + d = OY nustato sutrumpintos epicikloidės parametrus a ir d ir pagal juos braižo teorinę kontūro formą, iš kurios pagal formulę

R_z((p) = sj25a² - 10adcos4<p + d²nustato kontūro atstumą R_z bet kuriame kampo φ taške.

3. Tekstilės medžiagų anizotropiškumo nustatymo būdas pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad iš dviejų išmatuotų kontūro atstumų iki centro 0X ir 0Y pagal formulę

3a + d = OX 3a~d = OY nustato sutrumpintos hipocikloidės parametrus a ir d ir pagal juos braižo teorinę kontūro formą, iš kurios pagal formulę

R_z(ę>) = ^9a² + 6adcos 4<p + d²nustato kontūro atstumą R_z bet kuriame kampo φ taške.