Диссертация (1141565), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Различия между пределамипрочности при растяжении для минимальной и максимальной температуры в испытанииотличаются приблизительно на 20% в направлении нитей основы и на 30% в направлении нитейутка (рисунок 2.10). Установлено, что продольная жесткость увеличивается с уменьшениемтемпературы, и наоборот – уменьшается при повышении температуры. В работе [123] сказано овозможности использования для описания поведения материала под нагрузкой конструктивноймодели the dense net model совместно с моделью Murnaghan. Необходимые параметры длямодели Murnaghan были найдены из проведенных испытаний. Приводятся аналитическиеуравнения для определения напряжений и деформаций в материале, учитывающиетемпературные воздействия.70а)б)Рисунок 2.10. Зависимость напряжений от деформаций в направлении нитей утка приодноосном осевом растяжении с разной температурой: а) от -30°С до 0°С; б) от 0°С до +70°СИсследованием влияния температурных нагрузок на техническую ткань с покрытиемпосвящена статья [211].
Выводы аналогичны предыдущей работе [123]. Отмечено, что приповышениитемпературыдеформацииматериалаприразрывеувеличиваются,чтосоответствует свойствам полимерных материалов.Нормативных документов, регламентирующих испытания технических тканей спокрытием при растяжении с различной температурой, в принципе, не требуется. Это связано стем, что данный вид исследования проводят аналогично лабораторным испытаниям приодноосном и двухосном растяжении с той лишь разницей, что температура задаетсянеобходимой величиной.2.1.6.
Испытания технических тканей с покрытием на стойкость к низким температурамДля исследования стойкости технических тканей с покрытием к низким температурамсуществуют достаточно большое количество различных испытаний. Например, отечественныйнормативный документ ГОСТ 15162-82 [80] определяет следующие методы испытаний наморозостойкость в статических условиях:- метод определения морозостойкости сдавливанием образца, сложенного петлей;- метод определения морозостойкости протаскиванием образца, сложенного петлей,через щель приспособления;- метод испытания на изгиб при низкой температуре.Другие методы испытаний технический тканей с покрытием описаны в отечественныхстандартах ГОСТ 20876-75 [70] и ГОСТ 28789-90 [83].
Все исследования носят схожийхарактер – изгиб материала при низкой температуре, которому образец подвергается с71помощью специального оборудования. Европейские стандарты представлены следующимидокументами - [217, 235, 236], американский стандарт – ASTM D 2136 [258].Методики, приведенные в данных нормативных документах, не могут быть в полноймере отнесены к определению стойкости материала к низким температурам в реальныхусловиях работы строительных конструкций и сооружений из технических тканей с покрытием.Единственные возможные случаи для данной оценки – это транспортировка, складирование имонтаж при низких температурах. Для правильной оценки стойкости технической ткани спокрытием необходимо откорректировать методики с учетом реальной работы материала поднагрузкой в строительных конструкциях.2.1.7.
Испытания материала с учетом ползучести и релаксации напряженийРелаксация напряжений в технических тканях с покрытием проявляется в изменениинапряжений во времени при неизменных деформациях. Данное явление больше всегохарактерно для тентовых сооружений. С практической точки зрения это означаетнеобходимость «подтягивать» тентовое покрытие спустя некоторое время после его возведения.«Весьма важное значение имеет сопротивление материала оболочки и ее швовдлительно действующим нагрузкам. При этом наиболее важной характеристикой являетсядлительная прочность материала или прочность при разрушении в условиях ползучести» [18].В статье [212] проведены исследования технической ткани с покрытием с учетомтемпературных нагрузок, ползучести и релаксации напряжений в материале.
Выявлено, чтотемпература имеет значительный эффект влияния на вязкоупругое поведение материала поднагрузкой, и, когда температура увеличивается, вязкоупругое поведения технической ткани спокрытием под нагрузкой становится более очевидным. В исследованиях на ползучесть впервые 30 минут деформации ползучести материала заметны сильнее всего, и они составляютболее половины от общих деформаций технической ткани с покрытием в проведенномисследовании. При небольших напряжениях ползучесть в направлении утка больше, чем внаправлении основы.
С ростом напряжений деформации ползучести в обоих направленияхстановятся схожими. Следовательно, деформация ползучести зависит от времени, длительностиприложения нагрузки и структуры материала. В испытании на релаксацию напряжений, после24 часов остаточное напряжение составляло меньше 80% от начального напряжения, заданноготремя разными значениями (4 кН/м, 15 кН/м и 26 кН/м). Сказано, что напряжение уменьшается72тем быстрее, чем выше температура при испытании. После 48 часов напряжения в материалестабилизируются.В диссертации Сулейманова А.М.
[44] одним из многочисленных исследований былоизучение деформаций ползучести у технической ткани с покрытием. Основные выводысовпадают с результатами работы [212]. Показана зависимость ползучести материала отпигментного состава (цвета) покрытия. Проведены двухосные испытания при растяжении сучетом ползучести материала. Сказано, что на ползучесть материала в двухосном напряженнодеформированном состоянии значительно влияет начальная извитость нитей тканевой основытехнической ткани с покрытием. Выявлено, что ползучесть материала зависит от соотношениянагрузок в направлении нитей основы и утка.Отечественные нормативные документы, описывающие исследования ползучести ирелаксации напряжений в технической ткани с покрытием, отсутствуют.
Из зарубежныхстандартов можно выделить - BS 3424-20:1987 [215]. Важность исследования этихреологических свойств материала с практической точки зрения требует большего внимания кизучению этих явлений в технических тканях с покрытием. Необходимо собрать многолетнийопыт проектирования и эксплуатации подобных конструкций, разработать и внедритьнормативные документы, которые будут регламентировать проведения испытаний дляисследования ползучести и релаксации напряжений в материале.2.1.8. Испытания на прочность швов материалаНесомненно, важным исследованием является испытания на прочность швов,соединяющих полотна ткани. В результате своего сложного напряженно-деформированногосостояния и возможности некачественного исполнения соединения часто разрушениестроительных конструкций из технических тканей с покрытием начинается именно с них.Швы могут быть заводские и монтажные.
Заводские разделяются на клееные, шитые исварные. Монтажные, в свою очередь, делятся на кромочно-тросовые, петлевые, накладные изастежки «молнии» [17]. Преимущества и недостатки швов, а также их устройство вконструкциях подробно описано в книге [17].Отечественный нормативный документ для оценки несущей способности швов втехническихтканяхспокрытием–ГОСТ29151-91«Материалытентовыесполивинилхлоридным покрытием для автотранспорта» [86].
Согласно данному документусварные швы проверяют на сдвиг. Сварку производят высокочастотной установкой, величина73нахлеста (длина) для испытания на сдвиг принимается 40 мм. Соединение образцов производятизнаночной стороной одного материала на лицевую сторону другого. Из сваренных пробвырезают в продольном и поперечном направлении (строго по направлению нитей) не менеетрех проб размером 200х20 мм и шириной в зоне шва 30 мм, как показано на рисунке 2.11.Рисунок 2.11.
Образец для испытания на прочность сварного шва по ГОСТ 29151-91 [86](размеры на рисунке в миллиметрах)Пробу сварного шва закрепляют в захваты разрывной машины так, чтобы расстояниемежду захватами равнялось 100 мм, а шов располагался на равных расстояниях от обоихзахватов. Исследование проводят при скорости перемещения подвижного зажима - 100 мм/мин.Испытания проводят на разрывной машине в продольной и поперечном направлении образца изаписывают среднее арифметическое значение максимальных нагрузок, при которыхпроисходит разрушение материала.Для исследования материалов и швов в двухосном напряженно-деформированномсостоянии, а также на длительную прочность в ОАО НИИРП (Сергиев Посад) была отработанаконструкция объемных образцов в форме цилиндра и создана конструкция стенда,обеспечивающая соблюдение правил техники безопасности при разрушении образца.В диссертационной работе [64] были исследованы соединения пневматическихконструкций. В частности, были проведены широкие теоретические и экспериментальныеисследования шитых и клеепрошитых швов.В европейском стандарте EN ISO 1421:1998 [232] при одноосном растяженииопределяется зависимость прочности шва от его ширины, прочность шва при нормальнойтемпературе (23°С) и прочность шва при температуре -20°С и +70°С.
Также, другой74европейский стандарт для оценки прочности швов представлен в двух частях: EN ISO 139351:2014 [265] и EN ISO 13935-2:2014 [266].Американские нормативные документы, регламентирующие данный вид исследования,представлены следующими стандартами - ASTM D 1683 [255] и ASTM D 751 [254]. Образецпредставляет собой полосу 50х200 мм с горизонтальным швом по середине перпендикулярнодлиной стороне образца. Скорость при испытании равна 300 мм/мин. Должны быть испытаныминимум три образца. По итогу испытаний записывается средний результат трех испытаний.Если отклонение прочности шва при испытании образца больше, чем 20% от среднего значенияпредыдущих проверок, испытание не засчитывают и проводят повторно.Заметна разница в подготовке образцов материала между нормативными документамиразных стран при испытании прочности сварного шва. Для сравнения корректности подходовдля оценки прочности сварного шва в материале, описанных выше, необходимо выполнитьиспытания с использованием разных методик, приведенных в стандартах различных стран.Однако, в настоящий момент такое сравнение не проведено.2.1.9.
Испытания на адгезионную прочность связи между слоями материалаСогласно ГОСТ 6768-75 [71], соответствующий международному стандарту EN ISO2411-2003 (Ed3) «Rubber- or plastics-coated fabrics. Determination of coating adhesion» [242] виспытании на адгезионную прочность определяется сила, необходимая для отделения слоевобразца шириной 25 мм, в пересчете на 1 см. Скорость перемещения подвижного зажимаиспытательной машины – 50 мм/мин, также допускается 100 мм/мин. Производят расслоениеобразцов на участке не менее 100 мм.
Для предотвращения растяжения материала прииспытании рекомендуется к ее не расслаиваемой поверхности приклеить дополнительнуюткань. Нормативный документ устанавливает метод определения прочности связи междуслоями покрытие - покрытие, покрытие – текстильная основа.«При испытаниях по ГОСТ 29063-91 «Ткани с резиновым покрытием. Определениепрочности сцепления резины с тканью. Метод прямого натяжения» [87] между основаниямидвух металлических цилиндров, присоединенных к самоцентрирующимся зажимам разрывноймашины, вклеивают испытываемый квадратный образец со стороной приблизительно 32 мм иопределяют силу, при которой произойдет разрыв образца.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
