Диссертация (1141565), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Кевропейским стандартам относится ISO 3011:1997 [230].В работе [154] проводились испытания на естественной старения материала в течение 10лет в различных районах Германии, Австрии, Италии и США. Техническая ткань с покрытиемимела разную толщину покрытия и плотность. Определены и построены зависимости сниженияпредельной прочности при растяжении и прочности материала на раздирающую нагрузку отвремени при действии атмосферных явлений.
Один из основных сделанных выводов говорит отом, что одна только ультрафиолетовая радиация не является основанием для оценкидолговечности материала.Этот вид исследования часто заменяют ускоренными испытаниями на старениетехнической ткани с покрытием. Данное исследование обычно необходимо для подтвержденияпредложенной методики по ускоренным испытаниям материала. В настоящее время испытанияна естественное старение технической ткани с покрытием почти не проводят.2.1.15. Ускоренное старение технических тканей с покрытиемУскоренные испытания на старение материала могут заменить длительные натурныеэксперименты на естественное старение. Данный вид исследования позволяет подтвердитьустановленные техническими требованиями гарантийные сроки эксплуатации техническойткани с покрытием или установить сроки службы у новых материалов.«Они включают проверку сохранения свойств под воздействием тепла, света иэкологических условий.
Российские стандарты, устанавливающие эти методы испытаний длятехнических тканей с покрытиями, отсутствуют. Обычно их описание приводится втехнических требованиях к материалам на стадии их разработки и в технических условиях наматериалы» [65].В диссертации Сулейманова А.М. [44] разработана методика и установка (рисунок 2.16)ускоренных испытаний для резино-тканевых материалов, которая была внедрена в ОАОНИИРП (Сергиев Посад). Выявленный механизм старения и разрушения материалов поускоренным испытаниям при воздействии искусственных климатических факторов былподтвержден данными естественного старения технических тканей с покрытием в течение 5лет.81Рисунок 2.16.
Общий вид установки ускоренного старения технических тканей с покрытиемпри двухосном напряженно-деформированном состоянии (рисунок взят из диссертацииСулейманова А.М. [44])Из-за отсутствияотечественных нормативных документов,регламентирующихходпроведения испытаний на ускоренное старение технических тканей с покрытием, можнопробовать использовать нормативные документы, описывающие данный вид исследования дляпохожих материалов (резина, полимеры и др.), такие как: [68, 69, 78, 98].Зарубежные стандарты для испытания технических тканей с покрытием на ускоренноестарение, в отличие от отечественных, существуют. В следующих нормативных документахсобрана вся необходимая информация для проведения этого исследования - [224, 239, 244, 254].По данному виду испытания можно прогнозировать долговечность технической ткани спокрытием в различных климатических районах, а также оценить снижение предельнойпрочности материала из-за влияние климатических факторов.
Следует создать отечественныенормативные документы, которые будут соответствовать международным стандартам,регламентирующих данный вид испытания, а также будут включать отечественный опытисследований в этой области.822.1.16. Пожаробезопасность технических тканей с покрытиемМетоды определения пожаробезопасности технических тканей с покрытиями различны,т.к. они зависят от назначения материала в сооружении.
Достаточное большое количествонормативных отечественных стандартов существует для различных испытаний материалов и ихклассификации - [93, 96, 97, 104] и др. Однако, подходить к оценке технических тканей спокрытием следует всегда индивидуально. Отечественные нормативные документы, которыемогут быть полезны при оценке пожаробезопасности (или огнестойкости) технических тканей спокрытием следующие: [79, 82, 99, 100, 103].Зарубежные стандарты представлены следующими документами, регламентирующимиразличные испытания и классификацию материала по оценке огнестойкости [240, 250–253, 257,263, 267, 270] и др.Обычно пожаробезопасность или огнестойкость определяется и классифицируется по:- времени загорания образцов с момента внесения в пламя;- продолжительности горения с момента удаления источника огня;- длине обугленного участка после прекращения горения;- скорости горения, по кислородному индексу;- соответствующему минимальной концентрация кислорода в кислородно-азотнойсмеси, выраженной в объемных процентах, при которой будет поддерживаться горениематериала.На рисунке 2.17 показан пример локального разрушения строительной конструкции изтехнической ткани с покрытием после пожара.
После локального пожара образовалосьотверстие, но само покрытие не разрушено.Техническая ткань с покрытием, которая эксплуатируется в замкнутых пространствах вместах скопления людей, должна оцениваться по дымообразованию при горении и образованиятоксичных веществ.«Например,в60-70ххгодахдвадцатоговекапроводилосьмногонатурныхэкспериментов по имитации пожара в воздухоопорных сооружениях. Огневые испытанияпроводились в СССР, ГДР, Англии, Швеции, Финляндии, Японии и США. Наибольшийинтерес представляло натурные испытания крупнейшего по тем временам сооружения –павильона США на ЭКСПО-70 (размеры в плане – 136х78 м) с системой из стальных тросов сячейкой 6х6 м, к которым пришнурована оболочка.
Были получены ценные результаты подымообразованию и времени прогорания материала, а также поведения всей конструкции в83целом во время пожара. Разрушение оболочки началось с расхождения сварных швов –наименее жаростойкой ее части» [17]. В настоящее время все чаще разрабатывают ииспользуют математические модели пожара и его распространения, например, представленныев работе [54].Рисунок 2.17. Локальное разрушение строительной конструкции из технической ткани спокрытием после пожара, Нидерланды (рисунок взят из работы [162])Огнестойкость материала является важной оценкой при проектированииконструкций и сооружений из технических тканей с покрытием.
Производители материала всвоих технических каталогах относят материал согласно нормативным документам разныхстран к различным группам по горючести, воспламеняемости, распространения пламени,дымообразующей способности, токсичности продукта горения и к другим.2.1.17.
Специальные виды испытанийСпециальные виды испытаний проводят, как правило, при разработке новых видовтехнических тканей с покрытием или конструкций на их основе. Часто, к материалу исооружению предъявляются специфические требования, исследования которых требуетразработки новых методик испытаний технических тканей с покрытием.«Например,времясрабатываниясистемыгазонаполненияиразвертыванияспасательного плота определяется в поле воздействия температур -30°С и + 66°С, плот должен84нормально раскрыться после сбрасывания в контейнере с высоты 18 м, плоты для авиациидолжны быть работоспособны после длительного хранения при пониженном или повышенномдавлении, после воздействия соляного тумана и т.д.
Для проведения таких испытаний требуетсяспециализированноеиспытательныеоборудованиекомплексыс(термобарокамеры,наличиембассейнов,климатическиеизготавливаетсяиликамеры)иарендуетсяоборудование» [65].Интересный натурный эксперимент был проведен в работе [146]. В районах, гдевозникают сильные ветры, возможно попадания различных обломков в воздухоопорныесооружения. Предметы на большой скорости, прорывающие материал, могут представлятьреальную угрозу людям, находящимся в помещении.
Поэтому, важно было исследоватьстойкость технической ткани с покрытием к повреждаемости (проколу), моделируя реальныескорости предметов при сильных ветрах. Один из многочисленных выводов подтверждает тотфакт, что материал более подвержен повреждению в опорной зоне или близкой к ней (рисунок2.18).Рисунок 2.18. Одна из фотографий испытания технической ткани с покрытием наповреждение предметом со скоростью 22 м/с из работы [146]Почти невыполнимой задачей является учет всех нагрузок и факторов, действующих наматериал в конструкции, в натурных испытаниях. Это объясняется следующими причинами:- сложностью создания испытательного оборудования, учитывающего все воздействия;- высокой стоимостью исследований при создании натурной модели конструкции иимитации реальных условий эксплуатации материала в сооружении;85- при оценке долговечности технических тканей с покрытием необходимо проводитьдлительные по времени исследования, что ведет к большим временным и денежным затратам.Выходом из сложившейся ситуации является численное моделирование лабораторных инатурных испытаний материала в программных комплексах с учетом основных нагрузок ифакторов, действующих на техническую ткань с покрытием во время эксплуатациисооружения.2.2.Современные методики по определению модуля сдвига в материалеВ отдельный раздел диссертационной работы вынесены методики и результатыиспытаний технической ткани с покрытием для определения значения модуля сдвига.
Как былопоказано выше (раздел 1.3.2), модуль сдвига является одним из главных механическиххарактеристик технической ткани с покрытием, которая представляет собой композитныйматериал, наряду с модулем Юнга и коэффициентом Пуассона.Для определения значения модуля сдвига существуют несколько различных методикпроведения лабораторных исследований. На рисунке 2.19 представлены основные методикипроведения испытаний для определения значения модуля сдвига в материале. Нормативныедокументы, регламентирующий данный вид исследований, отсутствуют.Основной недостаток всех предложенных методик является их относительно большаятрудоемкость. Необходимо располагать особым испытательным оборудованием, например,специальной рамкой (рисунок 2.19b), двухосной разрывной машиной (рисунок 2.19e и 2.19f)или другим специальным испытательным оборудованием (рисунок 2.19c и 2.19d).Самым распространенным испытанием по определению значения модуля сдвига является«picture frame test» (рисунок 2.19b).
В следующих работах можно ознакомиться с результатамииспытания материала с использованием именно этого метода - [148, 157, 158, 164, 166, 201,203].Лабораторное испытание «bias test» является самым простым из представленных методов(рисунок 2.19a). Однако, данный метод испытания по определению значения модуля сдвига втехнической ткани с покрытием является самым неточным из всех предложенных. Это связанос влиянием на результат продольных жесткостей нитей основы и утка из-за небольшой шириныполосы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
