Прочность трикотажа, как и тканей, определяется свойствами формирующих его нитей и структурой самого полотна, от которой зависит характер распределения нагрузок на нити петель. Если в тканях большое влияние на прочность оказывают силы трения, возникающие между нитями в результате их переплетения, то в трикотаже такого увеличения прочности почти не наблюдается. В формуле для расчета прочности трикотажного полотна учитывается лишь количество нитей п, сопротивляющихся растягивающим усилиям в каждом петельном ряду или столбике, прочность нити Р и плотность полотна П на 50 мм, соответствующая количеству петельных рядов или столбиков, участвующих в разрыве:

Прочность трикотажа по горизонтали, т. е. в направлении петельных рядов, определяется величиной сопротивления растягивающим усилиям нитей, соединяющих петельные столбики. Поэтому прочность по горизонтали зависит от количества петельных рядов на единицу длины, т. е. плотности по вертикали, и количества нитей в каждом ряду. Так как у глади и ластика п=1, формула упрощается:

В переплетениях производных от глади в каждом ряду две нити, т. е. п = 2. Соответственно расчетная формула принимает следующий вид:

Прочность трикотажа по вертикали определяется сопротивлением, оказываемым нитями столбиков; так как в каждой петле столбика имеется две ветви, расчетная прочность по вертикали для поперечновязаных переплетений принимает следующий вид:

В основовязаных переплетениях сопротивление растягивающим усилиям кроме ветвей петель оказывает еще и протяжка. Соответственно этому п может быть равно 3 и больше. Для трико прочность по вертикали равна:

Так как в двойных переплетениях растяжению сопротивляется большее количество столбиков, их прочность по вертикали всегда больше, чем одинарных. Подсчитанная по формулам прочность всегда больше фактической, поскольку в формулы не вводятся поправочные коэффициенты, учитывающие расположение нитей под некоторым углом к действующей силе и неоднородность нитей по прочности и удлинению. Неоднородность нитей вызывает неравномерное распределение нагрузок и различную напряженность нитей, в результате которой их разрыв происходит неодновременно, а прочность трикотажного полотна снижается.

На векторной диаграмме (рис. 11-15, а) видно, как изменяется прочность трикотажных полотен различных структур при растяжении под разными углами. Все полотна по ширине обладают наименьшей прочностью и по длине — наибольшей. Удлинение трикотажа значительно больше, чем тканей. В начале растяжения трикотажа происходит упорядочение петельной структуры. Затем форма петель начинает изменяться, одни участки распрямляются, другие, наоборот, изгибаются.

Рис. 11-15. Векторные диаграммы прочности (а) и удлинения (б) трикотажных полотен при приложении усилий растяжения под разным углом: 1 — переплетение гладь: 2 — переплетение интерлок; 3 — переплетение пике

При приложении усилий растяжения в направлении петельных столбиков (по вертикали) увеличиваются размеры петельных палочек и уменьшаются размеры игольных дуг и протяжек, т. е. происходит уменьшение петельного шага А (рис. II-16, а), увеличение высоты петельного ряда В. При приложении усилий растяжения в направлении петельных рядов, наоборот, происходит увеличение дуг и протяжек и, следовательно, петельного шага А и уменьшение размеров петельных палочек, определяющих высоту петельного ряда. Перетягивание нитей из петельных палочек в петельные дуги происходит до тех пор, пока игольная дуга петли предыдущего ряда не соприкасается с платинной дугой петли последующего ряда. Для каждого переплетения существуют предельные значения высоты петельного ряда В и длины петельного шага А. Так для одинарного гладкого поперечновязаного трикотажа найдены следующие предельные значения:

где d min — минимальная толщина нити в мм; l - длина петли в мм.

Рис. 11-16. Изменение строения глади: а — при растяжении по направлению петельных рядов и столбиков; б — ориентация нитей в петле при растяжении под углами.

Так как максимальный петельный шаг для глади вдвое больше высоты петельного ряда, удлинение глади по ширине вдвое больше, чем по длине. Усилие, необходимое для перетягивания нитей из одной петли в другую, определяют по формуле:

где q- натяжение нити в петле в кГ; е — основание натурального логарифма; μ, - коэффициент трения между нитями; а — угол обхвата между петлями в ⁰.

Хотя прикладываемая нагрузка воспринимается всеми петлями ряда, разные участки петли в зависимости от их расположения относительно действующей силы оказываются в разной степени напряженности. Стремясь к равновесию, нити преодолевая тангенциальное сопротивление в местах контакта петель, перетягиваются из менее напряженных участков в более напряженные, что влечет за собой изменение конфигурации петли и смещение точек контакта.

При переходе из одного участка петли в другой нити, напрягаясь, деформируются. Таким образом, прикладываемые нагрузки вызывают не только относительное перемещение нитей в петлях, но и изменение размеров самих нитей. Преобладание того или иного фактора зависит от соотношения сил, необходимых для растяжения нитей и для их перемещения. Так как при растяжении трикотажного полотна наблюдается значительный рост углов обхвата между петлями, в некоторых случаях сила, необходимая для смещения точек контакта, оказывается выше прочности нити, тогда происходит разрыв нити и разрушение полотна. Так как удлинение нити требует значительно больших усилий, чем изменение конфигурации петли, прирост длины нити происходит на последних стадиях растяжения при нагрузке, близкой к разрывной, и составляет небольшую долю от общего удлинения трикотажа.

Изменение конфигурации петли тесно связано с изменением ориентации нити в петлях. Каждое переплетение имеет определенную ориентацию в расположении элементарных участков нити, составляющих петли-палочки, дуги, протяжки. Если приложить к отрезку нити в точке К (рис. 11-16, б) растягивающее усилие в направлении ОУ, оно вызывает поворот отрезка ОК в положение ОК₁и в результате чего проекция ОВ на ось ОУ станет равна ОВ₁ откуда ориентация отрезка нити следующая:

Относительное удлинение в направлении ОУ в результате ориентации равно:

Переходя от мелких отрезков ко всей нити, образующей петлю, определяют ее ориентацию, как отношение суммы длин проекций элементарных нитей ΣL на заданное направление к общей длине всей нити L в петле.

где ω — ориентация; а — угол ориентации нити в °.

Помимо изменения ориентации нити в петле и независимо от него происходит изменение ориентации петельных столбиков относительно направления действия растягивающей силы. Особенно это заметно при растяжении трикотажного полотна под углом к петельным рядам и столбикам. Так, при растяжении трикотажных полотен происходит изменение углов между направлением петельных столбиков и рядов. По мере растяжения угол между петельным рядом и столбиком становится все меньше. При этом с приближением направления действующей силы к 45° угол изменяется все интенсивнее. Одновременно уменьшается угол ориентации петель относительно направления действующей силы. В результате этого ветвь петли, составляющей меньший угол с направлением действующей силы, оказывается более напряженной.

Наибольшее удлинение трикотажные полотна всех структур имеют по горизонтали, наименьшее — по вертикали (рис. 11-15, б). При растяжении под углом величина деформации растет по мере уменьшения угла между петельным рядом и направлением действующей силы.