دانلود تحقيق پارچه هاي تاري پودي

برچسب ها : دانلود تحقيق پارچه هاي تاري پودي , پارچه هاي تاري پودي

پارچه هاي تاري پودي

 پارچه هاي تاري پودي 

فهرست مطالب

عنوان مطلب                                                                                                    صفحه

مقدمه .................................................................................................................. 1

فصل اول : رفتار عمومي برشي پارچه هاي تاري پودي .............................. 4

1-1-      تغيير شكلهاي پيچيده پارچه و معرفي پديده برش .................................... 5

1-2-      تعريف برش پارچه (Shearing)............................................................. 7

     1-2-1- طبيعت برش ..................................................................................... 7 

     1-2-2- مسأله عملي برش .............................................................................. 16

1-3-      منحني برش پارچه .................................................................................... 20

     1-3-1- منحني رفت و برگشتي برش ( دو طرفه )......................................... 21 

     1-3-2- منحني برش يكطرفه ......................................................................... 25

1-4-      خصوصيات برش پارچه ............................................................................ 28

    1-4-1- رفتار برش پارچه .............................................................................. 28

    1-4-2 رابطه بين تغيير شكل برشي و خمشي پارچه ....................................... 36 

فصل دوم : روشهاي آزمايشي برش پارچه هاي تاري پودي ......................... 38

2-1- مقدمه........................................................................................................... 39

2-2- روش آزمايشي Cusick ............................................................................. 44

2-3- روش آزمايشي KES (سيتم ارزيابي كاواباتا)................................................. 49

     2-3-1- مقدمه................................................................................................ 49

     2-3-2- تاريخچه پيدايش دستگاه KES ........................................................ 50

     2-3-3- معرفي و شناخت آزمايش برش توسط دستگاه KES......................... 52

2-4- روش آناليز تصويري .................................................................................. 59

فصل سوم : استفاده از روش آناليز  المان محدود

در بررسي تغيير فرم برشي پارچه تاري پودي ............................................... 66

3-1- مقدمه اي بر تجزيه و تحليل تغيير شكل هاي پيچيده پارچه ....................... 67

    3-1-1- ساختمان پارچه و فرض پيوستگي آن................................................ 68

    3-1-2-  سيماي تغيير شكل پارچه.................................................................. 70

    3-1-3- اندازه گيري كرنش............................................................................. 72

    3-1-4-  اندازه گيري تنش.............................................................................. 74

    3-1-5-  روابط تنش – كرنش......................................................................... 75

    3-1-6- حالتهاي خاص................................................................................... 76

    3-1-7- بررسي اعتبار روابط .......................................................................... 78

3-2- روشهاي  المان محدود در مكانيك نساجي................................................. 80

3-2-1-  مقدمه..................................................................................................... 80

    3-2-2- اصول آناليز المان محدود ( با استفاده از نتايج آزمايش KES)........... 81

      3-2-3- محاسبات تئوريك آناليز برش ......................................................... 83

         3-2-3-1- تغيير شكل برش پارچه ............................................................ 83

         3-2-3-2- توزيع كرنش برشي  ................................................................. 84

         3-2-3-3- توزيع تنش برشي ..................................................................... 86

         3-2-3-4- عناصر ثابت در معادله............................................................... 88

         3-2-3-5- مدول برشي.............................................................................. 89

         3-2-3-6- روش محاسبة مدول برشي (C₃₃) با استفاده از مدول كششي (C₂₂ )...... 91

فصل چهارم : خصوصيات برشي پارچه هاي تاري پودي در جهات مختلف پارچه .............. 92

4-1- مقدمه........................................................................................................... 93

4-2-  مدلسازي براي خصوصيات برشي غيرهمگون (آنيزوتروپيك )................... 95

4-3- نمودارهاي قطبي مدل برشي ....................................................................... 97

     4-3-1-  صور عمومي‌.................................................................................... 97

     4-3-2- اثردانسيتة بافت بر روي برش پارچه ............................................................................ 100

4-4- ارتباط بين سختي برشي و هيسترسيس در جهات مختلف پارچه ........................... 102

منابع و مراجع ........................................................................................................................................... 105

فهرست اشكال

عنوان شكل                                                                                                      صفحه

شكل 1- نمايه عمومي برش .............................................................................  8

شكل 2- برش ساده سازي شده با اعمال نيروي كششي و نمايه شماتيك
نيروهاي موثر در پديده برش پارچه تاري پودي ............................................ 12

شكل 3- مدل شبكه اي ..................................................................................... 16

شكل 4- دستگاه آزمايش گر برشي استفاده شده توسط ‌‌Treloar ( 1956) ، نيروهاي موثر در آزمايش برش .............................................................................................................................. 19

شكل 5- منحني عمومي برش پارچه ( بعد از Cusick 1961 ) ................. 22

شكل 6- منحني تنش – كرنش پارچه هاي تاري پودي در حين تغيير شكل برشي... 27

شكل 7- منحني هاي برش بدست آمده توسط Treloar (1965) ، براي پارچه هاي پنبه اي با نمونه مربعي شكل .................................................................................................................... 29

شكل 8- منحني هاي برش به دست آمده توسط Treloar (1965) براي پارچه هاي پنبه اي با نمونه به شكل متوازي الاضلاع  ................................................................................................. 30

شكل 9- منحني هاي برشي بدست آمده توسط Treloar (1965) . براي پارچه ويسكوزريون با نمونه متوازي الاضلاع ................................................................................................................ 31

شكل 10- منحني هاي برش به دست آمده توسط Cusick (1961) . مقايسه اي بين پارچه هاي فاستوني ، ريوني و پنبه اي ................................................................................................. 32

شكل 11- منحني هاي برش به دست آمده توسط Cusick (1961) . براي پارچه سرژه اي         32

شكل 12- مدل ارائه شده براي تشريح رفتار برشي پارچه ............................ 33

شكل 13- منحني حاصل از مدل ارائه شده براي تشريح رفتار برش پارچه . 33

شكل 14- مقايسه مدل ها با مقادير مختلف  ................................... 36

شكل 15- نماي كلي برش پارچه...................................................................... 39

شكل 16- تغيير فرم زاويه اي و طولي ............................................................ 40

شكل 17- اصول آزمايش هاي برش ................................................................ 41

شكل 18- نواحي تغيير شكل يافته پارچه تحت اثر نيروي كششي در جهت اريب پارچه......... 43

شكل 19- دياگرام نسبت بين نيروي كششي P و ازدياد طول  در نمونه بريده شده در جهت اريب (45 درجه ).................................................................................................................. 44

شكل 20- مكانيزم ابتدايي دستگاه برش پيشنهادي  Morner & Olofssom (1957)....... 47

شكل 21- فرم ابتدائي برش پارچه.................................................................... 47

شكل 22- مكانيزم ابتدايي دستگاه برش يشنهادي  Cusick (1961) ........ 47

شكل 23- نمونه برش يافته با نمايش زوايا و نيروهاي برشي........................ 47

شكل 24- نمايش كشش در پدپده برش تحت تاثير كوپل هاي برشي و وزن فك پاييني ....... 48

شكل 25- شماتيك دستگاه آزمايشگر KES ................................................. 54

شكل 26- دياگرام و اصول ارز يابي برشي KES ........................................ 55

شكل 27- شيوه عملكرد دستگاه آزمايشگر برشي KES .............................. 56

شكل 28- روش آزمايش مرسوم براي تعيين مدول برشي مواد سخت ........ 57

شكل 29- نيروهاي اعمالي روي نمونه پارچه در دستگاه آزمايشگر برشي KES ....... 58

شكل 30- نحوه چيدمان ابزار آزمايش براي آناليز تصويري .......................... 60

شكل 31- تصاوير ديجيتالي ثبت شده از نمونه كشيده شده ......................... 61

شكل 32- تغييرات gray-scale در تصوير ديجيتالي نمونه كشيده شده ... 63

شكل 33- يك سلول بافت پارچه تاري پودي در نمايي بزرگ شده ........... 64

شكل 34- برآيند هاي نيروي تنش و كوپل هاي نيروي تنش........................ 74

شكل 35- مدل المان محدود براي جسم پيوسته دو بعدي............................. 81

شكل 36- نمونه پارچه تغيير فرم داده شده ، و ارز يابي شده توسط آناليز المان محدود ........ 83

شكل 37- تغيير تنش برشي در طول جهت كوتاه تر نمونه ........................... 87

شكل 38- تغيير تنش برشي در طول جهت بزرگتر نمونه .............................. 87

شكل 39- نمودار هاي عمومي قطبي براي سختي برشي پارچه ( G ) ........ 98

شكل 40- نمودارهاي عمومي قطبي براي هيسترسيس برشي پارچه ( 2HG و 2HG5 ) ..... 99

شكل 41- نمودارهاي قطبي پارامتر هاي برش تحت تاثير دانسيته بافت ...... 101

شكل 42- ارتباط بين سختي و هيسترسيس برشي در جهت هاي مختلف پارچه هاي تاري پودي            103

مقدمه

   پارچه هاي نساجي در هنگام استفاده هاي معمول و كاربرد هاي عملي ، مثل پوشش لباس ، مصارف خانگي و مصارف صنعتي ، تحت يك سري از تغيير شكل هاي پيچيده قرار مي گيرد . اين تغيير شكل ها شامل : افت پارچه ، چروك يا تا خوردگي ، كيفيت زير دست ، خمش پذيري و ديگر اثراتي است كه مرتبط با اصول زيبايي پارچه
مي باشند .

پديده برش، يكي از همين تغيير شكل هاي پيچيده است كه در سطح پارچه اتفاق
مي افتد  . به نظر مي رسد كه به اين خصوصيت فيزيكي – مكانيكي پارچه به دليل آنكه در ظاهر ديده نمي شود ، در قياس با ديگر  فرم هاي تغيير شكل پارچه ، كمتر توجه شده است . در حالي كه بايد اذعان نمود كه قابليت منحصر به فرد پارچه براي پوشش سطوح سه بعدي ، در گرو همين پديده مي باشد .

توانايي پارچه براي پذيرش تغيير شكل برشي ، يكي از ملزوماتي است  كه پارچه
مي تواند به عنوان پوشاك ، بر بدن انسان انطباق داشته باشد ، بدون آنكه ايجاد احساس ناراحتي كند پارچه به عنوان جسمي جدايي ناپذير از نياز هاي بشري مورد استفاده هاي گوناگون قرار مي گيرد ، بدون آنكه اغلب مصرف كنندگان – و يا حتي برخي كارشناسان علم نساجي – اطلاع داشته باشند كه كاربرد هاي ويژه پارچه در قياس با ديگر مواد جهان پيرامون ، به پديده برش مربوط است . رفتار برشي پارچه
– با توجه به منابع موجود – نسبت به ديگر خصوصيات  و رفتار هاي پارچه كمتر  مورد ارزيابي قرار گرفته است و البته تا كنون هيچ استاندارد اجرائي براي آن تعيين نگرديده است .

منظور از انتخاب اين موضوع براي سمينار كارشناسي ارشد اينجانب ، آشنايي شنونده يا خواننده با مفاهيم اساسي برش ، اين پديده مهم فيزيكي مكانيكي پارچه و دخيل در كاربرد هاي معمول و روزمره پارچه مي باشد .

براي نيل به اين هدف ، در فصل اول مفهوم برش پارچه تاري پودي ، رفتار و منحني مربوطه از نگاهي ساده در چند بخش مختلف به تفصيل تشريح مي شود و در ادامه ارتباط برش با تغيير شكل خمشي پارچه ، روشن مي گردد .

در فصل دوم ، به روش هاي آزمايشي مهمي كه تا كنون براي ارزيابي خصوصيات  برشي  پارچه هاي تاري پودي در منابع ذكر شده اند ، پرداخته مي شود ؛ كه از اين دست مي توان به دستگاه آزمايش گر برشي Kawabata اشاره نمود كه هم اكنون به عنوان روش پيشرو براي تعيين مقادير مختلف برش ،  استفاده مي گردد . همچنين در اين فصل شيوه آناليز تصويري برش پارچه كه در سال 2005 ، به شيوه عكس برداري از پروسه برش مقادير آن را ارزيابي مي نمايد ، نشان داده مي شود .

در فصل سوم تغيير شكل برشي پارچه به وسيله روش تجزيه و تحليل المان محدود (Finite Element Analysis ) بررسي مي شود و مقادير مختلف برش از جمله تنش برشي ، كرنش برشي و روابط آنها به وسيله محاسبات تئوريك آناليزي بيان
مي گردد .

در فصل چهارم مدل رياضي ارائه شده براي خصوصيات برشي ذكر مي گردد ؛ تا از طريق آن و نمودار هاي قطبي حاصله ، خصوصيات برشي پارچه تاري پودي در
جهت هاي مختلف تبيين گردد .

فصل اول

رفتار عمومي برشي پارچه هاي تاري – پودي

1-1- تغيير شكلهاي پيچيده پارچه و معرفي پديده برش

   پارچه هاي نساجي در هنگام استفاده و كاربردهاي عملي ، تحت يكسري تغييرشكلهاي پيچيده قرار مي گيرند كه اين تغيير شكلها شامل افت پارچه ( Drape) ، زير دست پارچه (Handle ) ، چروك شدن (Wrinkle ) يا تا خوردگي (Crease) و ديگر اثراتي كه مرتبط با زيبايي پارچه است، مي باشد. واضح است كه مصرف كنندگان پارچه ها ، بازرگانان و يا توليد كنندگان منسوجات ، اين سري از كيفيتهاي پارچه را بصورت ذهني و با تجربه عملي ارزيابي مي كنند، اما اگر يك كارشناس نساجي بخواهد خصوصيات فيزيكي – مكانيكي و كيفيتي پارچه را مورد مطالعه قرار دهد
مي بايست اين تغيير شكلهاي پيچيده را بطور عملي بررسي نمايد در واقع مطالعه مكانيك ساختماني پارچه ، تمامي اين موارد را در بر مي گيرد. ]1[

يكي از خصوصيات بارز و مهم منسوجات ، خصوصيات خمش پذيري و انعطاف آنها در مقايسه با ديگر مواد در جهان پيرامون مي باشد اين خصوصيت ويژه پارچه ، ناشي از مواد تشكيل دهنده آن ، يعني الياف مي باشد بطوريكه وقتي پارچه خم مي شود ، الياف مي توانند در كنار هم حركتي نسبي داشته باشند اين حركت نسبي مي تواند بين تك تك الياف مجاور و يا بين دسته هاي الياف مجاور (نخ ) رخ دهد در واقع پارچه
– پارچه اي كه در اين تحقيق مورد مطالعه قرار گرفته است تاري پودي است –
مي تواند تحت يك انحناء خم شود ؛ ولي اگر تحت دو انحناء يا بيشتر خم شود پديده برش (Shear) ، رخ مي دهد پس بطور كلي مي توان اين پديده را بدين صورت توضيح داد : برش ، تغيير زاويه بين نخهاي متقاطع است و همچنين به عنوان نتيجه خمش و تابيده شدن نخهاي بين نقاط تقاطع نيز تعريف مي شود. ]4[

براي مطالعه مكانيك تغيير شكلهاي پيچيده لازم است ابتدا مطالعات آزمايشگاهي و تئوريهاي تغيير شكل مورد توجه قرار گيرند سپس اين تغيير شكلها را به شكلهاي ساده تر تبديل نمود و در نهايت مباني علمي  رفتار پارچه تحت تغيير شكلهاي ساده بكار گرفته شود. ]1[

مكانيسم برش پارچه ، بر خصوصيات ديگر تغيير شكلهاي پارچه مثل افتايش ، خم پذيري و انعطاف و كيفيت زير دست پارچه تأثير گذار است. اين نوع تغيير شكل بر خصوصيات فيزيكي – مكانيكي عملياتي مثل كشش و خمش كه در جهتهاي تار ، پود يا ديگر جهات فرعي پارچه كاملا ً غير يكسان هستند نيز تأثير گذار است. كلا ً مصارفي كه در حين استفاده از پارچه ، تنش در دو محور يا چند محور دخيل هستند يا مصارفي كه تنش در حين استفاده بيشتر از حالت عادي تنش وارده به پوشاك است خصوصيت برشي تأثير گذار است و بنابراين قابل ملاحظه است كه اين رفتار مهم مورد مطالعه قرار گيرد زيرا خواص برش ، نقش بسيار مهمي در خصوصيات فيزيكي مكانيكي پارچه بر عهده دارد .]2[

1-2- تعريف برش پارچه (Shearing)

   در هنگام استفاده از پارچه زمانيكه پارچه، تحت تغيير شكلهاي پيچيده قرار
مي گيرد رفتار برشي كه يكي از تغييرشكلهاي مهم فيزيكي – مكانيكي در پارچه است مي تواند روشن كننده خصوصيت اجرايي و عملي پارچه باشد تغيير شكل برشي يكي از خصوصيات بارز پارچه نساجي مي باشد كه ديگر مواد به شكل ورقه نازك مثل كاغذ يا پلاستيك ، چنين قابليتي ندارند اين ويژگي پارچه را قادر مي سازد تا تغيير شكلهاي پيچيده را متحمل شود و توانايي پوشش بدن انسان را داشته باشد . همچنين خصوصيت برشي روي خم پذيري ، انعطاف پذيري و زير دست پارچه تأثير گذار است و نه تنها براي پارچه هاي تاري پودي كه براي انواع كامپوزيت هاي
- پارچه هاي تركيبي – نساجي نيز از مسائل حائز اهميت مي باشد. ]5[

1-2-1- طبيعت برش

   اگر چه در نظر اول ، برش مفهومي بسيار ساده دارد اما در مطالعه جزئيات ، پيچيدگيهايي بوجود مي آيد. تحقيقات انجام شده توسط Trelor & Spivak در دانشگاه منچستر و Grosberg & Park در دانشگاه ليدز اين موضوع را به شكل مطلوبي توجيه كرده است . براي طرح مسأله برش بهتر است در ابتدا كرنش برشي (Shear strain) كه توسط Love(1927) و Jeager(1962) مطالعه شده است مورد بحث قرار گيرد

برچسب ها : دانلود تحقيق پارچه هاي تاري پودي , پارچه هاي تاري پودي