Лабораторная работа № 6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЕСТКОСТИ И УСЛОВНОГО МОДУЛЯ
УПРУГОСТИ КОЖИ.
Цель работы
Изучить методику определения условного модуля упругости кожи.
Изучить показатели жесткости натуральной кожи разными методами.
Задание
Определить показатели условного модуля упругости кожи.
Определить жесткость кожи при растяжении.
Определить жесткость кожи при изгибе и сжатии.
Вопросы для самоподготовки.
Что такое условный модуль упругости натуральной кожи?
При каком напряжении определяется данный показатель?
Какие приборы применяются для определения толщины кожи?
Почему необходимо испытывать образцы кож вдоль и поперек линии хребта?
Почему при расчете модуля упругости нельзя воспользоваться законом Гука?
Какими методами определяется жесткость натуральных кож?
Рассказать методику работы прибора ПЖ У-12-М
Назвать факторы, влияющие на условный модуль упругости и жесткость натуральных кож.
Содержание работы и методические указание по ее выполнению Основные сведения
Гибкость обуви является одним из основных показателей ее качества. Особенно важен этот показатель для подожвенных кож. Кожа относится к упругопластическим материалам и не подчиняется закону Гука.
Для характеристики тягучести и жесткости кож при растяжении применяется модуль упругости, который является условным показателем.
Модуль упругости кожи называют условным модулем упругости, так как его подсчитывают при определенном условии – напряжении 10МПа.
Условный модуль упругости кожи Еу н/м² выражается отношением условного напряжения к соответствующему ему удлинению.
где:
Еу – Условный модуль упругости, МПа
σу – Условное напряжение равное 10 МПа
εу – Удлинение образца при напряжении 10 МПа, %
Условный модуль упругости нужен для сравнения жесткости кож разной толщины.
Жесткость кожи это ее способность сопротивляться деформирующим усилиям. Жесткость кожи играет большую роль при подборе кож для верха и низа обуви различных видов и назначений. Жесткость кож влияет на технологические и эксплуатационные свойства изделия, приформовываемость верха и прочность крепления подошвы и отдельных ее частей.
Жесткость кожи определяют по растяжению и изгибу. Наиболее распространенный метод определения жесткости - по растяжению. Жесткость характеризуется величиной отношения нагрузки к соответствующему удлинению:
где:
D – Жесткость, Н
Р – Нагрузка на испытуемый образец (при напряжении 10МПа), Н
ε – Удлинение, выраженное в долях от первоначальной длины образца (начальную длину принимают за единицу), %
Упругость кожи – это соотношение между жесткостью кожи и условным модулем упругости и выражается формулой:
D = Еу · F
где:
Еу – Условный модуль упругости, н/см² (МПа)
F – Площадь поперечного сечения образца, см²
Условный модуль упругости кож равен:
- для верха обуви - 15- 60 МПа,
- для низа обуви – 40-100 МПа,
Жесткость кож составляет:
- для верха обуви - 200- 600 Н,
- для низа обуви – 2000-4000 Н,
- на ПЖУ-12М 20-100 сН (0.2-1.0 Н)
Величина условного модуля подошвенных кож нормируется стандартом.
При производстве и эксплуатаций изделий из кожи отдельные детали подвергаются сжатию и изгибу.
Кожа значительно лучше сопротивляется сжатию, чем растяжению. Так сопротивление кожи сжатию в 5-10 раз больше сопротивления растяжению. Знания сопротивления деталей низа обуви сжатию и растяжению необходимо при конструировании обуви.
При изгибе низа обуви стелька испытывает сжимающие усилия, а подошва растягивающие усилия.
При воздействии на обувь и ее детали изгибающих усилий лицевой слой материала растягивается, а бахтармянный сжимается.
Одновременное воздействие сжатия и изгиба испытывают образцы натуральной кожи при определении их жесткости на приборе ПЖУ-12М методом кольца.
Прибор ПЖУ-12М представляет собой технические весы. Левая чашка весов имеет нажимную площадку для передачи нагрузки на пробную полоску, закрепленную в форме кольца на съемной площадке столика. Ширина пробной полоски 20 мм, а ее длина зависит от гибкости и мягкости кожи. Если кожа мягкая, то ее длина равна 70 мм, средняя – 95 мм, а жесткая – 160 мм.
Столик необходимо установить так, чтобы проба касалась зажимной площадки. Затем на левую чашку весов падают металлические шарики массой 0.26г или 0.88г, в зависимости от жесткости материала.
Жесткость кожи характеризуется величиной нагрузки, необходимой для прогиба согнутой в кольцо пробы на 1/3 ее диаметра.
Для d=21мм (при длине образца 70мм) устанавливают на расстоянии 7мм
Для d=30мм (при длине образца 95мм) устанавливают на расстоянии 10мм
Для d=42мм (при длине образца 160мм) устанавливают на расстоянии 14мм
Количество упавших на чашку весов шариков отмечается на счетчике.
Жесткость характеризуется произведением массы одного шарика на количество упавших шариков:
В = m · n
где:
В – Жесткость кожи, сН
m – Масса одного шарика, г
n – Количество упавших шариков, шт.
Коэффициент жесткости определяется отношением жесткости в продольном направлении к жесткости в поперечном направлении.