Петля гистерезиса

Петля упругого гистерезиса – это параметр, который характеризует отношение прилагаемой к материалу силы (кПа) к деформации (%). Графики, описывающие петлю гистерезиса, показывают то, сколько силы Вам нужно приложить для сжатия образца и с какой отдачей давит в свою очередь на Вас деформированное изделие. 

Он позволяет определить степень долговечности изделия, его график петли гистерезиса просон инфокомфортность и влияние на здоровье позвоночника и внутренних органов. Как связаны срок службы и деформация? Дело в том, что когда Вы садитесь на диван или на матрас, выделяется тепловая энергия. Она не настолько сильна, чтобы ее можно было непосредственно ощутить, но при регулярном использовании изделия тепло будет разрушать структуру наполнителя и это физическое явление, избежать которого невозможно. ППУ стареет, в результате чего начинает терять ценные ортопедические и анатомические свойства, проседать и становится менее упругим и жестким.

В переводе с древнегреческого языка “гистерезис” переводится как “запаздывание, отставание”. Почему изготовители мягкой мебели решили использовать данный термин для описания одной из характеристик наполнителя? Отставание проявляется в действии материала, который деформируется в результате механического воздействия и выделяет тепло. Нет такого изделия, которое было бы упругим само по себе. Что это значит? То, что никакое вещество не может поглотить и накопить все 100% силы, которую приложило к нему другое тело. Часть энергии всегда “потеряется”, нагрев материал. Для примера представьте себе пружину, которую непрерывно сжимали или разжимали много раз.

Для того, чтобы определить степень жесткости, комфорта и долговечности матраса, изготовители высокотехнологичного пенополиуретана тестируют его и оформляют результаты в виде графика петли гистерезиса. Он всегда будет включать в себя несколько этапов:

  • холостой прогон;
  • прямой ход;
  • обратный ход.

Необходимость первого этапа холостого прогона обуславливается матричной структурой эластичного пенополиуретана, который состоит из множества открытых ячеек разного размера. Он позволяет определить погрешность, которая получится в вычислениях из-за искажения данных частью ячеек.

Второй этап сдавливания образца называется прямым ходом. Здесь измеряются сила сдавливания, изменение изначального объема и уменьшение толщины материала, на который воздействует тело. Кстати, показатель комфортности sag factor также связан с зависимостью силы сжатия от деформации образца.

Этап разгружения, когда на материал прекращается воздействие, называется обратный ход. При сжатии на 70% образец разжимают и измеряют уже ту силу, с который сам он давит на индикатор в ответ. 

Те кривые на графике, показывающие прямой и обратный ход, в результате образуют фигуру, подобную петле. Расчет ее площади и покажет числовое выражение той энергии, которая превратилась в тепловую из кинетической.