К.т.н. Архипова Т.Н.

ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса», г. Москва

Реологические процессы швейных материалов

В настоящее время для швейных изделий выпускается многочисленный ассортимент материалов. Это и тканые и нетканые материалы, включающие в свою структуру различные волокна, натуральные и искусственные кожа и мех, дублирующие материалы, полимеры и сложные композиты, и многие другие материалы, которые отвечают современным требованиям эргономики, эстетики и надежности изделий при эксплуатации. Естественно, все эти швейные материалы различаются широким спектром механических и физических свойств, изучение которых необходимо проводить на основе соответствующих моделей. Так как предварительное составление, например механической и математической модели швейного материала позволяет прогнозировать и идентифицировать результаты экспериментальных испытаний их, без которых невозможно проектировать и производить качественные изделия.

Для изучения механических свойств, процессов переработки и условий эксплуатации подобных материалов разработано и широко применяется в последнее время новое научное направление, получившее название реология, которая использует более строгий математический аппарат, чем общая наука о сопротивлении материалов.

Типичный реологический процесс – это сравнительно медленное течение швейного материала, в котором обнаруживаются упругие, пластические или высокоэластические свойства.

Математическая модель механических свойств данного материала задается уравнением, связывающим напряжения и деформации, возникающие вследствие этого, причем в это уравнение могут входить и скорости напряжений и деформаций, т.е. их производные по времени, и интегралы по времени от напряжений или деформаций.

Это уравнение называется реологическим уравнением состояния материала и играет роль, аналогичную роли уравнения состояния идеальной жидкости и твердого тела нужно только иметь в виду, что уравнение состояния жидкости или твердого тела гораздо точнее отражают свойства конкретной жидкости или твердого тела, чем реологическое уравнение – свойства некоторого вязко-упруго-текучего швейного материала, что объясняется очевидной причиной – очень высокой сложностью тех структур, которые изучает в данном случае реология.

Простой и наглядный способ построения реологического уравнения состоит в том, что каждое основное свойство материала можно смоделировать подходящим элементом, то есть упругость – пружинкой (реологический элемент Гука), вязкость – поршнем в цилиндре с вязкой жидкостью (реологический элемент Ньютона), пластичность – элементом с сухим трением (реологический элемент Сен-Венана). Эти элементы являются фундаментальными элементами реологических структур, так как из них составляют различные феноменологические модели.

Изучение технологических процессов обработки реальных швейных материалов также можно отнести к области реологии, где теория вязкоупругости и вязкопластичности, теория ползучести при обычных и высоких температурах будет рассматриваться, например с учетом динамических воздействий рабочих органов. Значительные изменения в составление феноменологических моделей реологических процессов вызывает, например учет вибрации самого материала или окружающей его среды. А сам процесс в этом случае носит название виброреологический с соответствующим учетом параметров процесса вибрации.

Возможность представления модели материала в виде реологических моделей позволяет прогнозировать поведение материалов в процессе пошива и дальнейшей эксплуатации швейных изделий. Таким образом, зная поведение материалов в процессе носки изделий можно осуществить более грамотный подбор пакета материалов, соответствующего назначению изделий.