Влакна, прежди и тъкани. метрологията влакнести материали.

Обикновено, текстилната броня се състои от множество пластове от тъкан, които се произвеждат на станове от нишки. Преждите (многонишкови) се състоят от отделни влакна свързани заедно химически - залепване или механично - усукване. Фиксиране на влакната един спрямо друг, когато усукването се дължи на силите на триене между влакната. Силата на механичното свързване на влакната в обрат прежда се определя - брой усуквания на единица дължина или ъгъл на усукване, измерени между влакното и оста на спиралата. Чрез увеличаване на обрат увеличава контактна повърхност между отделните влакна и, следователно, увеличава силата на преждата. Въпреки това, тази тенденция се запазва само до определен лимит.

Влакна и нишки, посочени като едномерни материали, тъй като една от големината им е много по-голям от другите две. Въз основа на специфичната геометрия на влакна и прежди, текстилната промишленост и е създал един вид система от мерки, свързани с дебелината на влакна и прежди. Навсякъде по-долу, като се позовава на спиралите или влакна, ние ще използваме термина нишка, ако тя не нарушава смисъла на казаното.

Метрични влакна или номер NM нишка се измерва с броя на метър, състояща се от един грам от влакна. По-добра мярка - дебелината на преждата прието в повечето страни е "тексът", съответстваща на масата на 1000 m прежда (1 текс = 1 г / км = 1 мг / м). В чуждестранна литература е използването на устройството измерва дебелината на нишки "дение" - масата в грамове на 9000 метра прежда. Прехвърлянето от една дебелина мярка (или както е прието в текстилната промишленост, "линейна плътност"), както следва: 1 = 9 текс дение 1 дение = 1.11 децитекса (дтекс), NM метричен номер = 1000 / текс.

За да се определи номинален диаметър dycn спиралата (инсталация, тъй като прежда напречно сечение е кръгло рядко), е необходимо да се знае плътността на полимер рМ. на което нишката. Формулата за тексът дебелината превръщане в номиналния диаметър в милиметри е [2,2].

Nitei якост влакна и обикновено се определя в смесена система на единици - в centinewton на текс (CN / Tex) или в grammsilah на текс (GF / Tex). Формули за превод на размери якостни характеристики на смесена система SI единици имат формата:

Важна характеристика на влакната е тяхната висока устойчивост на огъване, т.е. способността да издържат без да се скъса много остри завои. Това свойство се основава на факта, че се дължи на малки напречни сечения на влакната (10 50 микрона) напрежения, възникващи в периферните области на влакното при завоите не достигат граничните стойности, съответстващи на якостните параметри. Това се различава от материал в насипно състояние полимер влакно, имащо големи напречни размери (> 1 мм).

Формулите за определяне на напрежение и стрес, възникващи в еластичния влакната по време на огъване, са на формата

Ние очакваме на натоварвания и напрежения, възникващи в влакна с диаметър г а = 0,03 mm и 1 mm при тяхното огъване с радиус кривина R = 5 mm. Ако приемем, Е = 100 GPa получи тънък влакна е = 0.3%, δ = 0,3 GPa; дебел е = 10%, δ = 10 GPa. Сравнение на изчислените стойности на щамове и напрежения с пределната (раздел 2.1.) Се вижда, че фини влакна огъване гранични стойности не са постигнати, и дебелата влакно при същите условия на натоварване ще бъдат унищожени.

Чрез намаляване увеличава напрежението рязко радиус на огъване, при което влакната не се поддържат малки радиуси на огъване. Например, когато затягане монтаж крехък влакна могат да се разпадне. В тази връзка, практиката на физични и механични изпитвания за характеристиките на техните влакна якост на огъване определя от якостта на опън на възел или линия. Устойчивост на огъване се характеризира със загуба на якост на опън в сравнение с теста без инфлексия.

Висока устойчивост достатъчно дебел прежди огъване причинено от факта, че те се състоят от голям брой (750-1000) на моновлакна (влакна) с малък диаметър. Типични диаметри от моновлакна балистични тъкани са: СВМ - 15 микрона; Rusar - 10 микрона; Twaron-микрофиламенти, кевлар-mikrofilament- 9 микрона.

Нишките влизат обработването на тъкане в тъканта. За производството на тъкани, използвани в SIB използвана прежда с чистота от 29.4; 58.8 и 100 текс. Тъканта, получен чрез сплитане две прежди системи разположени един спрямо друг в две взаимно перпендикулярни посоки. Конецът в система, работеща по тъкан, наречена в основата на системата, на базата на перпендикулярно, наречена вътъка. Според вида на тъканта на основата и вътъка на тъканта са разделени в обикновен плат, кепър и сатен (сатен) тъче.

Най-плътен вид тъкат - бельо, в която всяка нишка на основата и вътъка са последователно по-горе и по-долу пропускателните нишки. Такива тъкани имат максимална плътност и трайни закрепващи нишки. Сред другите видове тъкане в ленени тъкани дръпнете сила (prodergivaniya) нишки, колкото е възможно. От по-нататък става ясно, че това обстоятелство може да се отрази негативно на балистични съпротивление на лито тъкан.

Когато сплитка на предната страна на плат прежди преобладават в една посока. Кепър означават фракция, в която числителя е броят на базите на припокриване и знаменателят - броят на вътък припокриване от предната повърхност. Кепър 1/2, 1/3, 1/4, наречен вътъка, като върху предната страна е доминиран от вътък припокриване и кепър 2/1, 3/1, 4/1 - основен, тъй като нишките на основата преобладават на лицевата страна на тъканта. Характерна особеност на кепър плат е наличието на повърхността на забележими диагонални ивици. кепър плат плътност по-малка от платно, прежди имат по-висока мобилност, тяхното притегляне сила значително по-малък от бельото.

За производството на текстил bronepaketov съответстваща на първа и втора класа устойчивост ГОСТ Р 50744-95, се използва като тъкан платно, (например, тъкан-TSVM J., т 8601) и кепър сплитки (TSVM-G, т 56319) [2,3].

В сатен и сатен тъкат тъкани обикновено върху предната повърхност на най-малко 5 нишки в една посока пада на един или повече други прежди. Такива тъкани имат гладка лъскава повърхност. Тяхната функция е относително слабо свързване на нишките в тъканта, поради което конецът е лесно извади от тъканта и отлепване заедно с ръб на срязване.

Балистични резистентност на тъканите зависи от неговата степен на пълнене прежди, която се определя от броя на нишките на основата и вътъка P0 Pu зависи от дължината на тъканта на 10 cm играе важна роля зоните плътност тъкан TT -. Тегло на единица площ на парче плат. При определяне Mt. повърхностната плътност, изчислена чрез използване на стандартни характеристики: пълнене плътност плат основа и вътък P0 Pu. линейна плътност на нишки в основата и вътъка p0 PV на. Дадени огъване прежди като те тъкат за изчисляване могат да бъдат написани следното равенство [2.4]

Fabric Tenacity Fp обикновено се определя чрез разтягане ширината плат лента б = 25 мм (понякога 50 mm), нарязани от тъканта в основата или вътъка. За сравнение, якостните свойства на тъкани с различни повърхностни плътности прилага специфичен скъсване Roi натоварване - Fp / (БТТ). Изчислено скъсване дължи на

една нишка в опъваща лента се определя от съотношението Rrasch = ПП / (ВР), където п = n0 или Pu зависимост

на която посока (основа или вътък) се нарязва плат лента.

Якост на натиск (работа на единица дължина) AR тъканна проба се определя чрез интегриране на стрес-щам схема Р = Р (д)

Ако функцията F (ε) може да се представи под формата на енергия функция P = αε ", след това имаме следните връзка AV

Удължение при опън тъкан се среща в няколко етапа. В началния етап на деформация възниква нишки изправяне тъкан, разположени по посока на натоварване; разтегляне на влакната, свързани с намаляването на ъгъла на спиралната обрат на влакната, и изправяне на влакната приплъзване. В последния етап на деформация настъпва действително разтегляне на влакната. Тъй като обикновена тъкат плат прежди изпитват най-голям брой на завоите, опън и обикновени тъкани на имат най-голямо удължение при равни други условия. Въпреки това, с увеличаване на плътността на тъканта удължение увеличава до определена граница, след което свързаност нишки става толкова големи, че еластичността е намалена. Този факт трябва да се има предвид при проектирането на меки защитни структури на НИБ.

От гледна точка на механиката на деформируеми тела, плат е орто-тропичен материал. Полярният диаграма на разтягане в различни посоки в зависимост от товара за скъсване и деформацията е показано на фиг. 2.1 [2.4]. При прилагане на удължаване сили под ъгъл спрямо нишките на здравината на основата и вътъка на тъканта е по-малко, отколкото когато натоварването се прилага в надлъжните и напречни посоки. Деформации на удължаване, а напротив, значително увеличава при междинно посока прилагане на натоварването.

Основни характеристики на някои балистични тъкани са показани в таблица. 2.2. [2,6]