Предел прочности

Относительная деформация при разрушении

Абсолютная деформация при разрушении

∆h_р=h-h_р, мм, (3)

где h_р – толщина материала при разрушении;

Ɛ_р = 100 ∆ h_р /h, %, (4)

σ_рс = Р_р / F, МПа, (5)

где Р_р - разрушающая нагрузка, Н;

F – площадь поперечного сечения пробы образца, мм² ;

условный модуль упругости при сжатии – Е_с ;

условная жесткость при сжатии – Д_с ;

твердость – характеризует сопротивление материала вдавливанию или царапанию.

Одноцикловые и многоцикловые характеристики свойств материалов при сжатии определяют аналогично растяжению.

При определении свойств материалов на сжатие чаще всего используются разрывные машины со специальным приспособлением.

Для определения твердости используют относительный и абсолютный методы. Относительный метод определения твердости материалов для низа обуви реализуется с использованием игольчатого твердомера ТМ-2 (Шора). Твердость измеряют величиной, на которую погружается материал под действием постоянной силы. Твердость по Шору выражается в условных единицах от 0 до 100 и определяется вдавливанием иглы специальной формы в материал. За 100 принимается твердость стекла и это соответствует нулевому проникновению иглы в материал. Нулевое деление – соответствует максимальному проникновению иглы в испытуемый материал. Чем выше твердость материала, тем меньше игла углубляется в материал при нажиме, и тем больше отклоняется стрелка от нулевого положения. Испытание на твердомере ТМ-2 стандартизировано.

Абсолютный метод определения твердости реализуется на приборе ТШМ-2 (типа Пузея-Джонса). Абсолютный метод основан на том, что в пробу материала вдавливают индентор (стальной шар) силой 1 даН и по истечении 30с измеряют глубину его погружения (рисунок 2).

Рисунок 2 – Схема определения твердости на приборе ТШМ-2

Твердость по данному методу вычисляют по формуле

Н = Р / S = Р / (π d δ), (6)

где S – площадь сегмента индикатора в материале;

d – диаметр индентора;

δ – глубина погружения индентора в материал через 30с.

Этот метод не стандартизован и применяется в основном для научных целей.

При сжатии материалов зависимость Ɛ = f (P), как и при растяжении, нелинейна, т.е. материалы не подчиняются закону Гука. Для многих материалов предел прочности при сжатии в 3-10 раз выше, чем при растяжении. Это связано с тем, что при сжатии повышается средняя плотность материала и на разрушение химических связей макромолекул и макромолекулярных образований нужно затратить больше энергии, чем при их растяжении.

Прочностные свойства при сжатии зависят от химического состава и строения. Предел прочности при сжатии жестких кож хромового дубления больше, чем кож растительного дубления, так как количество гольевого вещества и средняя плотность кож хромового дубления выше. Сопротивление резин сжатию составляет более 1000 МПа и намного превышает этот показатель жестких кож и картонов.

Свойства при сжатии гидрофильных материалов зависят от влажности. Так, с увеличением влагосодержания кож хромтаннидного дубления снижается предел прочности, т.к. увлажнение снижает силы связи между структурными элементами и силы когезии между макромолекулами коллагена.

Температура также приводит к изменению свойств при сжатии: с уменьшением Т предел прочности увеличивается, а деформация уменьшается.

Твердость непористых резин составляет 70-85 условных единиц, пористых – 40-70, кожволона – 80-95, стиронипа – 65-85, полиуретана -55-75 условных единиц.

Для жестких кож твердость изменяется в широких пределах: 5,6÷51,1 МПа и зависит от назначения и топографии. Твердость кож, определенная с лицевой стороны, несколько выше, чем с бахтармяной. Увеличение влажности приводит к снижению твердости кож и, как следствие, износостойкости.

Снижение твердости материалов низа увеличивает амортизационные свойства обуви, уменьшает утомляемость стопы при ходьбе и беге. Однако, снижение твердости возможно только до определенного предела.

Дата добавления: 2014-01-07