Метод испытания лубяных волокон посредством скоростного изгиба

В статье представлены результаты исследований, связанных с разработкой метода оценки изгибной жесткости лубяных волокон в условиях скоростного изгиба, необходимого для решения задач по импортозамещению хлопка. В отличие от стандартных испытаний усовершенствованный метод должен обеспечивать имитацию реальных механических нагрузок, имеющих место при переработке волокон и эксплуатации получаемых материалов. Для оценки изгибной жесткости волокон при скоростном прогибе предложено применить схему нагружения (соответствующую положениям теории Эйлера-Бернулли) закрепленного консольным образом образца с последующим определением совершаемой при изгибе работы и деформации при взаимодействии с маятником копра. Величину деформации образца предложено определять на основе контроля моментов времени расхождения угловых скоростей, возникающих при рабочем (в процессе испытания) и холостом перемещениях маятника. Особенностью определения времени расхождения явились уточненные расчеты: угловой скорости маятника с учетом сил сопротивления его движению на холостом ходу; периодов колебаний маятника на разных этапах его перемещения в условиях взаимодействия с образцом; момента времени начала и окончания взаимодействия при изгибе образца с использованием метода дихотомии при аппроксимации значений угловой скорости; изменения угловой скорости на разных этапах его перемещения в условиях взаимодействия с образцом. Указанные уточненные расчеты явились основой обобщенного алгоритма определения деформации изгиба при взаимодействии с маятником копра, реализуемого на ЭВМ. Созданный программно-аппаратный комплекс для испытания по предложенному методу обеспечивает возможность определения затрат энергии и возникающей деформации волокон при скоростном изгибе. Обеспечивается также визуализация угловой скорости маятника. Сравнительные испытания лубяных волокон разной природы выявили различия по их изгибной жесткости. Испытывая волокна льна, крапивы и пеньки, установлены значения их изгибной жесткости, соответственно, 1,42, 2,53, 6,45 н‧мм2. Полученные данные согласуются с общепризнанными представлениями о свойствах испытанных лубяных волокон.

1. Гукежева М. Х. Перспективы импортозамещения хлопка в текстильной промышленности страны. Вестник Евразийской науки. 2020;12(1):36. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=42809624 EDN: MSCWTQ

2. Лаврентьева Е. П., Дьяченко В. В. Опыт хлопчатобумажной промышленности по переработке льняного волокна. Вестник текстильлегпрома. 2019:48-51. Режим доступа: https://textilexpo.ru/images/vestnik/vestnik_2019_osen.pdf

3. Новосад Т. Н., Гойс Т. О., Сташева М. А., Ломакина И. А., Лысова М. А., Грузинцева Н. А., Гусев Б. Н. Анализ состояния и направления совершенствования оценки качества текстильных материалов и изделий. Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. 2023;(4):5-24. Режим доступа: https://ttp.ivgpu.com/wp-content/uploads/2023/10/406_1.pdf

4. Разин С. Н., Пашин Е. Л., Орлов А. В. Метод определения изгибной жесткости льняного волокна для его квалиметрии: обоснование алгоритма испытания. Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. 2023;(3):81-87. DOI: https://doi.org/10.47367/0021-3497_2023_3_81 EDN: GVMSOP

5. Пашина Л. В., Пашин Е. Л. Способ оценки гибкости волокна или луба лубяных культур: пат № 2368902 Российская Федерация. № 2008128627/12: заяв. 14.07.2008; опубл. 27.09.2009. Бюл. № 27.4 с. Режим доступа: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&TypeFile=html&DocNumber=2368902

6. Хапёрских С. А., Ананьева Е. С. Влияние компонентного состава на ударную вязкость отвержденного полиматричного связующего. Ползуновский вестник. 2022;2(4-2):184-192. DOI: https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2022.4.2.023 EDN: NIYNWI

7. Беклемышева К. А., Петров И. Б. Моделирование разрушения гибридных композитов под действием низкоскоростного удара. Математическое моделирование. 2018;30(11):27-43. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36455472 EDN: VMLDMT

8. Артюнин А. И., Суменков О. Ю. Учет сил сопротивления в опорах маятников при исследовании процесса автоматической балансировки роторов. Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2019;(3):53-58. DOI: https://doi.org/10.26731/1813-9108.2019.3(63).53-58 EDN: YEJEXH

9. Васюкова О. Э., Климина Л. А. Моделирование автоколебаний управляемого физического маятника с учетом зависимости момента трения от нормальной реакции в шарнире. Нелинейная динамика. 2018;14(1):33-44. DOI: https://doi.org/10.20537/nd1801003 EDN: YVLVKL

10. Орлов А. В., Пашин Е. Л. Совершенствование алгоритма определения разрывного усилия волокна на разрывной машине копрового типа. Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. 2022;(1):103-107. DOI: https://doi.org/10.47367/0021-3497_2022_1_103 EDN: NDZQPI