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.