исследование свойств и аспекты применения материалов для

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ И АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ
ГИДРОКОСТЮМОВ
Тур Т.В., Сирота Е.Н., Осипенко Л.А., Черунова И.В. (научный руководитель)
Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса
Шахты, Россия
RESEARCH OF PROPERTIES AND ASPECTS OF APPLICATION OF MATERIALS
FOR DIVING SUITS
Tur T.V., Sirota E.V., Osipenko L.A., Cherunova I.V.
South Russia State University of Economics and ServiceVolgograd, Russia
Shakhty, Russia
ВЕДЕНИЕ
В последнее время активно развивается туризм. По статистическим данным на 31
августа этого года, [1] число российских туристов на Кипре достигло 157.000 человек, что
на 50% больше по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. Турция –
излюбленное место [2] отдыха Россиян. По данным статистики в 2008 году Турцию
посетило более двух миллионов россиян. Популярна Турция не только у наших
сограждан. Турцию любят туристы многих стран Европы.
Рисунок 1- Курорты мира: Кипр, Турция, Египет
Рисунок 2- Распределение потоков российских туристов, выезжающих на рубеж
Как видно из представленного рисунка 2, выраженные предпочтения граждан России
направлены на отдых в таких странах, как Египет и Турция.
Географически, данные страны [3]характеризуются тем, что расположены на
побережье теплых морей. Человек стал познавать природу океана, непосредственно
проникая в его глубины.
Сегодня все шире [4] становится круг любителей подводного плавания. Совсем
недавно им занимались лишь профессиональные водолазы, ученые-биологи, боевые
пловцы, спортсмены и фанаты - любители.
Для этих погружений как правило необходимо специальное снаряжение. Оно нужно
как спортсменам, любителям спорта, спасателям, так и техническим работникам при
подводных судоремонтных работах. Таким специальным снаряжением является
гидрокостюм, представленный на рисунке 3.
Рисунок 3-Внешний вид гидрокостюма
Гидрокостюм — это специальная [5] одежда, необходимая для безопасного
погружения под воду, чтобы снизить воздействие водной среды на организм человека,
обеспечить теплоизоляцию, защиту от возможных повреждений участков тела.
От переохлаждения в холодной воде защищает тело не водонепроницаемость [6]
гидрокостюмов. Ткань, из которой изготавливают экипировку, обеспечивает легкое
проникновение воды под костюм, но не выпускает ее наружу. Попадая внутрь, вода
согревается от тепла человеческого тела и удерживается внутри, благодаря специальной
пористой ткани, которая называется неопрен.
Для подводных погружений используются костюмы разной толщины, которая
зависит от условий погружения: в тѐплой воде используются костюмы толщиной 3-5 мм, а
в холодной — до 11 мм. Однако, необходимо учитывать тот факт, что при увеличении
глубины неопреновые костюмы, под воздействием внешнего давления, становятся
тоньше, в результате чего ухудшается теплоизоляция и уменьшается собственная
плавучесть костюма, недостаток которой надо компенсировать за счѐт поддува жилета.
Сухие костюмы избавлены от перечисленных выше недостатков, однако требуют поддува
воздуха (или аргона) в подкостюмное пространство для компенсации обжима.
Т а б л и ц а 1- Примерная зависимость температуры воды и толщины
костюма для комфортного погружения:
Температура воды, °C
Толщина гидрокостюма, мм
4 – 12
9
10 – 18
7
17 – 23
5
24 и выше
3
Разновидностью охотничьих костюмов являются гидрокостюмы с титановым
напылением. Для фридайвинга используются мокрые костюмы типа «открытая пора» с
наружным покрытием минимизирующим трение о воду для уменьшения потребления
мышцами кислорода. Применяется полированный неопрен, «акулья кожа». В плечевой
области покрой должен обеспечивать свободное поднятие рук. Типичная толщина
костюма 3-5 мм. Для виндсѐрфинга наиболее часто используются мокрые или полусухие
костюмы. 1-5 мм толщиной. В некоторых случаях толщина может быть комбинирована (в
местах с активным движением: под коленями, в подмышках, на локтях, внутренняя часть
бедра) делают вставки из более тонкого материала. Тогда указывается минимальная и
максимальная толщина, например 2/3 мм или 3/4 мм. Кроме того, гидрокостюмы,
сделанные специально для виндсѐрфинга, прорезинены на коленях, чтобы дать
дополнительную защиту от повреждений костюма.
Во время эксплуатации одежды [7] материал испытывает нагрузки и деформации,
величины которых, как правило, меньше разрывных. Поэтому при изучении механических
свойств материалов, кроме характеристик прочности и удлинения при разрыве,
определяют также полную деформацию и ее составные части (компоненты) при
однократно прикладываемых нагрузках, меньше разрывных.
Приборы, используемые для определения составных частей деформации
растяжения при нагрузках, меньше разрывных, называют релаксометрами. По принципу
работы релаксометры принято разделять на две группы: 1) работающие по принципу
постоянной нагрузки на образец материала; 2) работающие по принципу постоянного
удлинения образца.
Из приборов первой группы наиболее простым и широко распространенным
является релаксометр «Стойка», представленный на рисунке 4.
Рисунок 4- Схема прибора релаксометра «Стойка»
К верхней планке прибора жестко прикреплены зажимы 1, которыми закрепляют
испытуемые образцы 2. Свободные нижние концы образцов заправляют в нижние зажимы
3, которые одновременно являются грузами предварительного натяжения. Грузы 6,
необходимые для растяжения образцов, подвешивают к нижним зажимам. Длину
образцов измеряют по линейкам 4. Правильность установки релаксометра проверяют по
отвесу и регулируют установочными винтами 5.
Т а б л и ц а 2- Образцы материалов для исследований
Номер
образца
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Наименование
образца
2
Калеоскин 7 мм
Лайкра 3 мм
Лайкра 9 мм
Лайкра 3 мм
Нейлон 3 мм (открытая пора)
Нейлон 9 мм (открытая пора)
7 мм
Нейлон 7 мм
Нейлон 5 мм (открытая пора)
Нейлон 3 мм (усиленный)
Лайкра 5 мм
Нейлон 5 мм
Нейлон 3 мм
Определение полной [8] деформации и ее компонентов для образцов в продольном и
поперечном направлении необходимо при изготовлении любой одежды, так как
материалы одежды, как правило, подвергаются действию небольших усилий, значения
которых составляют 5-15 % разрывных при эксплуатации изделий. Чередуясь с нагрузкой
и отдыхом, эти усилия расшатывают структуру материала и приводят к его ослаблению;
происходящие при этом изменения размеров и формы материала значительно ухудшают
внешний вид изделия.
На основе полученных экспериментальных данных были составлены диаграммы
полной деформации и ее компонентов для образцов в продольном направлении. Номер,
название, толщина и внешний вид образцов представлены в таблице 2.
90
80
70
60
Е,%
50
40
30
20
10
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Номер образца
Рисунок 5-Диаграмма постоянной деформации образцов
80
70
60
50
Eу,% 40
30
20
10
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Номер образца
Рисунок 6-Диаграмма упругой деформации образцов
Из рисунка 5 видно, что наибольшей величиной постоянной деформации обладает
образец № 5: Нейлон (3 мм., открытая пора), средней величиной постоянной деформации:
образец № 10: Нейлон (3 мм., усиленный), минимальной величиной постоянной
деформации: образец № 8 нейлон 7 мм. Соответственно, такой материал, как образец №5,
следует использовать на участках конструкции гидрокостюма, которые характеризуются
незначительными растягивающими нагрузками и требуют поддержания стабильной
заданной формы и размеров тела человека.
Из рисунка 6 видно: наибольшей величиной упругой деформации обладает образец
№ 5: нейлон (3 мм, открытая пора), средней величиной упругой деформацией обладает
образец №11: лайкра (5 мм), малой величиной упругой деформации - образец №8: нейлон
(7 мм.). То есть наличие таких свойств материала может быть эффективно использовано
при проектировании участков конструкции гидрокостюмов, подверженных активным
растягивающим нагрузкам.
Вывод: полученные экспериментальные данные представляют интерес для
расширения информационных баз данных о деформационных свойствах современных
материальной одежды подводного применения в рамках инновационных решений в
проектировании и производстве изделий такого актуального и крайне малоизученного
ассортимента.
Библиографический список:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Электронный ресурс: Статистика количества российских туристов на Кипре.
www.tourprom.ru
Электронный ресурс: Статистика количества российских туристов в Турции.
www.rus- tourist.ru
Электронный ресурс: Карта стран средиземного моря. www.tury.ru
Электронный ресурс: Википедия. Свободная энциклопедия. http//ru.wikipedia.org
Электронный ресурс: Как создали гидрокостюм. www.divingempire.net
Электронный ресурс: Материалы для гидрокостюмов. www.pwo.su
Б.А.Бузов, Н.Д.Алыменкова, Д.Г.Петропавловский. Практикум по материаловедению
швейного производства – М.: Академия. -2003.-416с.
Конструирование одежды с элементами САПР: Учебн. Для вузов/Е. Б. Коблякова, Г.
С. Ивлева, В. Е. Романов и др.- 4-е изд., перераб. И доп.; Под ред. Е. Б. Кобляковой.М.:Легпромбытиздат, 1988.-464 с.