I. Сравнительные испытания

1. Оборудование

Метод гидравлического разрыва: Прибор для испытания на разрывную прочность при растяжении (скорость постоянного увеличения объема составляет от 100 см³/мин до 500 см³/мин, точность ±10%), мембрана.

Испытание на продавливающую прочность методом шарика: Машина для испытания на продавливающую прочность методом шарика, скорость опускания составляет от 10 см/мин до 11 см/мин, диаметр шарика — 2 см, внутренний диаметр кольца — 2,5 см.

Испытание на продавливающую прочность методом стального шара: Испытательная машина с постоянной скоростью удлинения (CRE), точность не превышает ±1% от показания. Включает зажимное устройство для образца и узел сферического пуансона. Устройство для продавливания состоит из кольцевого зажима для фиксации образца и стального сферического пуансона. Внутренний диаметр кольцевого зажима составляет (45 ± 0,5) мм, наконечник пуансона представляет собой полированный стальной шар, диаметр используемого в данном испытании стального шара составляет (38 ± 0,02) мм.

2. Подготовка образцов и условия испытаний

Метод гидравлического разрыва: Образцы должны быть кондиционированы и испытаны при температуре (20 ± 2) °C и влажности (65 ± 2)%.

Испытание на продавливающую прочность методом шарика: Образцы расправляют и выдерживают при комнатной температуре в течение 20 ч, затем помещают в лабораторные условия с температурой (20 ± 2) °C и относительной влажностью (65 ± 3)% на 4 ч перед проведением испытания.

Испытание на продавливающую прочность методом стального шара: Предварительное кондиционирование, кондиционирование и атмосфера для испытаний должны соответствовать требованиям стандарта GB 6529: температура (20 ± 2) °C, влажность (65 ± 4)%.

3. Результаты испытаний

В зависимости от типа ткани и поверхностной плотности были отобраны 8 различных образцов. Выбранные образцы были протестированы на продавливающую или разрывную прочность при растяжении с использованием метода гидравлического разрыва, метода шарика и метода стального шара.

II. Анализ

1. Анализ результатов испытаний

Судя по фактическим результатам испытаний, значения прочности, полученные методом шарика, значительно ниже, чем методом стального шара (первые составляют примерно 50%–60% от вторых). Это связано главным образом с тем, что диаметр стального шара (38 мм) больше диаметра шарика (20 мм). При воздействии на ткань площадь контакта стального шара с образцом значительно больше. Чтобы достичь того же значения давления, сила, необходимая в методе стального шара, должна быть значительно больше, чем в методе шарика.

При сравнении нормативных значений продавливающей прочности по старым и новым стандартам можно заметить следующее: хотя в новых стандартах для тестирования используется метод стального шара, требования к продавливающей прочности не были соответственно ужесточены. Что касается не обновленных стандартов (например, FZ/T 73020-2004 и др.), то для проверки продавливающей прочности трикотажных полотен, где ранее применялся метод шарика, теперь повсеместно используется метод стального шара, однако нормативные значения остались прежними. Очевидно, что это является необоснованным.

2. Анализ характера разрушения

(1) Метод гидравлического разрыва, (2) Метод стального шара, (3) Метод шарика.

Фактические результаты испытаний показывают, что для полотняного и пике-переплетений характер разрушения (трещины), образующийся при трех методах испытаний, является схожим. При полотняном переплетении образуется трещина, параллельная долевому направлению ткани, причем по поперечному направлению наблюдается значительное распускание петель. В случае пике-переплетения разрушение имеет форму отверстия и проявляется преимущественно в виде разрыва нитей, при этом распускания петель практически не происходит. Следовательно, можно сделать вывод, что все три метода имеют схожий механизм разрушения. Согласно теории слабого звена: при воздействии продавливающей или разрывной нагрузки на трикотажном полотне разрушение сначала происходит в месте с наименьшей прочностью, что приводит к концентрации напряжений в этой точке. По мере продолжения испытания вокруг зоны разрушения полотняной ткани происходит массовое распускание петель в поперечном направлении, а трещина продолжает распространяться в долевом направлении. У пике-тканей происходит больший разрыв нитей, а трещина распространяется во всех направлениях.

III. Заключение

На основании вышеизложенного анализа можно сделать следующие выводы:

Диаметр стального шара больше диаметра шарика, поэтому значения продавливающей прочности, полученные методом стального шара, также выше. В настоящее время стандарты на продукцию, использующие стандарт GB/T 19976-2005 (метод стального шара) для тестирования, устанавливают явно заниженные требования к продавливающей прочности. Из-за этого некоторые изделия, формально соответствуя стандарту, имеют низкие показатели прочности, что не удовлетворяет требованиям к эксплуатационным характеристикам одежды. В связи с этим при пересмотре стандартов рекомендуется рассмотреть возможность соответствующего повышения нормативных значений продавливающей прочности.

Все три метода испытаний имеют схожий механизм разрушения, а форма трещин после разрушения ткани также практически идентична.

Результаты, полученные тремя методами испытаний, имеют хорошую линейную зависимость и высокую корреляцию между собой.