دانلود تحقیق پارچه های تاری پودی

دانلود تحقیق پارچه های تاری پودی
رشته تحصیلی : نساجی

فرمت فایل : doc

تعداد صفحات : 113

حجم فایل (به کیلوبایت) : 3510

فرمت دانلود : رار/ زیپ

مبلغ : 10000 تومان

خرید و دانلود

 پارچه های تاری پودی 

فهرست مطالب

عنوان مطلب                                                                                                    صفحه

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

فصل اول : رفتار عمومی برشی پارچه های تاری پودی .............................. 4

1-1-      تغییر شکلهای پیچیده پارچه و معرفی پدیده برش .................................... 5

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

     1-2-1- طبیعت برش ..................................................................................... 7 

     1-2-2- مسأله عملی برش .............................................................................. 16

1-3-      منحنی برش پارچه .................................................................................... 20

     1-3-1- منحنی رفت و برگشتی برش ( دو طرفه )......................................... 21 

     1-3-2- منحنی برش یکطرفه ......................................................................... 25

1-4-      خصوصیات برش پارچه ............................................................................ 28

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

    1-4-2 رابطه بین تغییر شکل برشی و خمشی پارچه ....................................... 36 

فصل دوم : روشهای آزمایشی برش پارچه های تاری پودی ......................... 38

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

2-2- روش آزمایشی Cusick ............................................................................. 44

2-3- روش آزمایشی KES (سیتم ارزیابی كاواباتا)................................................. 49

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

     2-3-2- تاریخچه پیدایش دستگاه KES ........................................................ 50

     2-3-3- معرفی و شناخت آزمایش برش توسط دستگاه KES......................... 52

2-4- روش آنالیز تصویری .................................................................................. 59

فصل سوم : استفاده از روش آنالیز  المان محدود

در بررسی تغییر فرم برشی پارچه تاری پودی ............................................... 66

3-1- مقدمه ای بر تجزیه و تحلیل تغییر شكل های پیچیده پارچه ....................... 67

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

    3-1-2-  سیمای تغییر شكل پارچه.................................................................. 70

    3-1-3- اندازه گیری كرنش............................................................................. 72

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

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

    3-1-6- حالتهای خاص................................................................................... 76

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

3-2- روشهای  المان محدود در مكانیك نساجی................................................. 80

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

    3-2-2- اصول آنالیز المان محدود ( با استفاده از نتایج آزمایش KES)........... 81

      3-2-3- محاسبات تئوریك آنالیز برش ......................................................... 83

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

         3-2-3-2- توزیع كرنش برشی  ................................................................. 84

         3-2-3-3- توزیع تنش برشی ..................................................................... 86

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

         3-2-3-5- مدول برشی.............................................................................. 89

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

فصل چهارم : خصوصیات برشی پارچه های تاری پودی در جهات مختلف پارچه .............. 92

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

4-2-  مدلسازی برای خصوصیات برشی غیرهمگون (آنیزوتروپیك )................... 95

4-3- نمودارهای قطبی مدل برشی ....................................................................... 97

     4-3-1-  صور عمومی‌.................................................................................... 97

     4-3-2- اثردانسیتة بافت بر روی برش پارچه ............................................................................ 100

4-4- ارتباط بین سختی برشی و هیسترسیس در جهات مختلف پارچه ........................... 102

 

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

 

 

فهرست اشكال

عنوان شكل                                                                                                      صفحه

شكل 1- نمایه عمومی برش .............................................................................  8

شكل 2- برش ساده سازی شده با اعمال نیروی كششی و نمایه شماتیك
نیروهای موثر در پدیده برش پارچه تاری پودی ............................................ 12

شكل 3- مدل شبكه ای ..................................................................................... 16

شكل 4- دستگاه آزمایش گر برشی استفاده شده توسط ‌‌Treloar ( 1956) ، نیروهای موثر در آزمایش برش .............................................................................................................................. 19

شكل 5- منحنی عمومی برش پارچه ( بعد از Cusick 1961 ) ................. 22

شكل 6- منحنی تنش – كرنش پارچه های تاری پودی در حین تغییر شكل برشی... 27

شكل 7- منحنی های برش بدست آمده توسط Treloar (1965) ، برای پارچه های پنبه ای با نمونه مربعی شكل .................................................................................................................... 29

شكل 8- منحنی های برش به دست آمده توسط Treloar (1965) برای پارچه های پنبه ای با نمونه به شكل متوازی الاضلاع  ................................................................................................. 30

شكل 9- منحنی های برشی بدست آمده توسط Treloar (1965) . برای پارچه ویسكوزریون با نمونه متوازی الاضلاع ................................................................................................................ 31

شكل 10- منحنی های برش به دست آمده توسط Cusick (1961) . مقایسه ای بین پارچه های فاستونی ، ریونی و پنبه ای ................................................................................................. 32

شكل 11- منحنی های برش به دست آمده توسط Cusick (1961) . برای پارچه سرژه ای         32

شكل 12- مدل ارائه شده برای تشریح رفتار برشی پارچه ............................ 33

شكل 13- منحنی حاصل از مدل ارائه شده برای تشریح رفتار برش پارچه . 33

شكل 14- مقایسه مدل ها با مقادیر مختلف  ................................... 36

شكل 15- نمای كلی برش پارچه...................................................................... 39

شكل 16- تغییر فرم زاویه ای و طولی ............................................................ 40

شكل 17- اصول آزمایش های برش ................................................................ 41

شكل 18- نواحی تغییر شكل یافته پارچه تحت اثر نیروی كششی در جهت اریب پارچه......... 43

شكل 19- دیاگرام نسبت بین نیروی كششی P و ازدیاد طول  در نمونه بریده شده در جهت اریب (45 درجه ).................................................................................................................. 44

شكل 20- مكانیزم ابتدایی دستگاه برش پیشنهادی  Morner & Olofssom (1957)....... 47

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

شكل 22- مكانیزم ابتدایی دستگاه برش یشنهادی  Cusick (1961) ........ 47

شكل 23- نمونه برش یافته با نمایش زوایا و نیروهای برشی........................ 47

شكل 24- نمایش كشش در پدپده برش تحت تاثیر كوپل های برشی و وزن فك پایینی ....... 48

شكل 25- شماتیك دستگاه آزمایشگر KES ................................................. 54

شكل 26- دیاگرام و اصول ارز یابی برشی KES ........................................ 55

شكل 27- شیوه عملكرد دستگاه آزمایشگر برشی KES .............................. 56

شكل 28- روش آزمایش مرسوم برای تعیین مدول برشی مواد سخت ........ 57

شكل 29- نیروهای اعمالی روی نمونه پارچه در دستگاه آزمایشگر برشی KES ....... 58

شكل 30- نحوه چیدمان ابزار آزمایش برای آنالیز تصویری .......................... 60

شكل 31- تصاویر دیجیتالی ثبت شده از نمونه كشیده شده ......................... 61

شكل 32- تغییرات gray-scale در تصویر دیجیتالی نمونه كشیده شده ... 63

شكل 33- یك سلول بافت پارچه تاری پودی در نمایی بزرگ شده ........... 64

شكل 34- برآیند های نیروی تنش و كوپل های نیروی تنش........................ 74

شكل 35- مدل المان محدود برای جسم پیوسته دو بعدی............................. 81

شكل 36- نمونه پارچه تغییر فرم داده شده ، و ارز یابی شده توسط آنالیز المان محدود ........ 83

شكل 37- تغییر تنش برشی در طول جهت كوتاه تر نمونه ........................... 87

شكل 38- تغییر تنش برشی در طول جهت بزرگتر نمونه .............................. 87

شكل 39- نمودار های عمومی قطبی برای سختی برشی پارچه ( G ) ........ 98

شكل 40- نمودارهای عمومی قطبی برای هیسترسیس برشی پارچه ( 2HG و 2HG5 ) ..... 99

شكل 41- نمودارهای قطبی پارامتر های برش تحت تاثیر دانسیته بافت ...... 101

شكل 42- ارتباط بین سختی و هیسترسیس برشی در جهت های مختلف پارچه های تاری پودی            103

 

مقدمه

   پارچه های نساجی در هنگام استفاده های معمول و كاربرد های عملی ، مثل پوشش لباس ، مصارف خانگی و مصارف صنعتی ، تحت یك سری از تغییر شكل های پیچیده قرار می گیرد . این تغییر شكل ها شامل : افت پارچه ، چروك یا تا خوردگی ، كیفیت زیر دست ، خمش پذیری و دیگر اثراتی است كه مرتبط با اصول زیبایی پارچه
می باشند .

پدیده برش، یكی از همین تغییر شكل های پیچیده است كه در سطح پارچه اتفاق
می افتد  . به نظر می رسد كه به این خصوصیت فیزیكی – مكانیكی پارچه به دلیل آنكه در ظاهر دیده نمی شود ، در قیاس با دیگر  فرم های تغییر شكل پارچه ، كمتر توجه شده است . در حالی كه باید اذعان نمود كه قابلیت منحصر به فرد پارچه برای پوشش سطوح سه بعدی ، در گرو همین پدیده می باشد .

توانایی پارچه برای پذیرش تغییر شكل برشی ، یكی از ملزوماتی است  كه پارچه
می تواند به عنوان پوشاك ، بر بدن انسان انطباق داشته باشد ، بدون آنكه ایجاد احساس ناراحتی كند پارچه به عنوان جسمی جدایی ناپذیر از نیاز های بشری مورد استفاده های گوناگون قرار می گیرد ، بدون آنكه اغلب مصرف كنندگان – و یا حتی برخی كارشناسان علم نساجی – اطلاع داشته باشند كه كاربرد های ویژه پارچه در قیاس با دیگر مواد جهان پیرامون ، به پدیده برش مربوط است . رفتار برشی پارچه
 – با توجه به منابع موجود – نسبت به دیگر خصوصیات  و رفتار های پارچه كمتر  مورد ارزیابی قرار گرفته است و البته تا كنون هیچ استاندارد اجرائی برای آن تعیین نگردیده است .

منظور از انتخاب این موضوع برای سمینار كارشناسی ارشد اینجانب ، آشنایی شنونده یا خواننده با مفاهیم اساسی برش ، این پدیده مهم فیزیكی مكانیكی پارچه و دخیل در كاربرد های معمول و روزمره پارچه می باشد .

برای نیل به این هدف ، در فصل اول مفهوم برش پارچه تاری پودی ، رفتار و منحنی مربوطه از نگاهی ساده در چند بخش مختلف به تفصیل تشریح می شود و در ادامه ارتباط برش با تغییر شكل خمشی پارچه ، روشن می گردد .

در فصل دوم ، به روش های آزمایشی مهمی كه تا كنون برای ارزیابی خصوصیات  برشی  پارچه های تاری پودی در منابع ذكر شده اند ، پرداخته می شود ؛ كه از این دست می توان به دستگاه آزمایش گر برشی Kawabata اشاره نمود كه هم اكنون به عنوان روش پیشرو برای تعیین مقادیر مختلف برش ،  استفاده می گردد . همچنین در این فصل شیوه آنالیز تصویری برش پارچه كه در سال 2005 ، به شیوه عكس برداری از پروسه برش مقادیر آن را ارزیابی می نماید ، نشان داده می شود .

در فصل سوم تغییر شكل برشی پارچه به وسیله روش تجزیه و تحلیل المان محدود (Finite Element Analysis ) بررسی می شود و مقادیر مختلف برش از جمله تنش برشی ، كرنش برشی و روابط آنها به وسیله محاسبات تئوریك آنالیزی بیان
می گردد .

در فصل چهارم مدل ریاضی ارائه شده برای خصوصیات برشی ذكر می گردد ؛ تا از طریق آن و نمودار های قطبی حاصله ، خصوصیات برشی پارچه تاری پودی در
جهت های مختلف تبیین گردد .

 

فصل اول

رفتار عمومی برشی پارچه های تاری – پودی

1-1- تغییر شکلهای پیچیده پارچه و معرفی پدیده برش

   پارچه های نساجی در هنگام استفاده و کاربردهای عملی ، تحت یکسری تغییرشکلهای پیچیده قرار می گیرند که این تغییر شکلها شامل افت پارچه ( Drape) ، زیر دست پارچه (Handle ) ، چروک شدن (Wrinkle ) یا تا خوردگی (Crease) و دیگر اثراتی که مرتبط با زیبایی پارچه است، می باشد. واضح است که مصرف کنندگان پارچه ها ، بازرگانان و یا تولید کنندگان منسوجات ، این سری از کیفیتهای پارچه را بصورت ذهنی و با تجربه عملی ارزیابی می کنند، اما اگر یک کارشناس نساجی بخواهد خصوصیات فیزیکی – مکانیکی و کیفیتی پارچه را مورد مطالعه قرار دهد
می بایست این تغییر شکلهای پیچیده را بطور عملی بررسی نماید در واقع مطالعه مکانیک ساختمانی پارچه ، تمامی این موارد را در بر می گیرد. ]1[

یکی از خصوصیات بارز و مهم منسوجات ، خصوصیات خمش پذیری و انعطاف آنها در مقایسه با دیگر مواد در جهان پیرامون می باشد این خصوصیت ویژه پارچه ، ناشی از مواد تشکیل دهنده آن ، یعنی الیاف می باشد بطوریکه وقتی پارچه خم می شود ، الیاف می توانند در کنار هم حرکتی نسبی داشته باشند این حرکت نسبی می تواند بین تک تک الیاف مجاور و یا بین دسته های الیاف مجاور (نخ ) رخ دهد در واقع پارچه
 – پارچه ای که در این تحقیق مورد مطالعه قرار گرفته است تاری پودی است –
می تواند تحت یک انحناء خم شود ؛ ولی اگر تحت دو انحناء یا بیشتر خم شود پدیده برش (Shear) ، رخ می دهد پس بطور کلی می توان این پدیده را بدین صورت توضیح داد : برش ، تغییر زاویه بین نخهای متقاطع است و همچنین به عنوان نتیجه خمش و تابیده شدن نخهای بین نقاط تقاطع نیز تعریف می شود. ]4[

برای مطالعه مکانیک تغییر شکلهای پیچیده لازم است ابتدا مطالعات آزمایشگاهی و تئوریهای تغییر شکل مورد توجه قرار گیرند سپس این تغییر شکلها را به شکلهای ساده تر تبدیل نمود و در نهایت مبانی علمی  رفتار پارچه تحت تغییر شکلهای ساده بکار گرفته شود. ]1[

مکانیسم برش پارچه ، بر خصوصیات دیگر تغییر شکلهای پارچه مثل افتایش ، خم پذیری و انعطاف و کیفیت زیر دست پارچه تأثیر گذار است. این نوع تغییر شکل بر خصوصیات فیزیکی – مکانیکی عملیاتی مثل کشش و خمش که در جهتهای تار ، پود یا دیگر جهات فرعی پارچه کاملا ً غیر یکسان هستند نیز تأثیر گذار است. کلا ً مصارفی که در حین استفاده از پارچه ، تنش در دو محور یا چند محور دخیل هستند یا مصارفی که تنش در حین استفاده بیشتر از حالت عادی تنش وارده به پوشاک است خصوصیت برشی تأثیر گذار است و بنابراین قابل ملاحظه است که این رفتار مهم مورد مطالعه قرار گیرد زیرا خواص برش ، نقش بسیار مهمی در خصوصیات فیزیکی مکانیکی پارچه بر عهده دارد .]2[

1-2- تعریف برش پارچه (Shearing)

   در هنگام استفاده از پارچه زمانیکه پارچه، تحت تغییر شکلهای پیچیده قرار
می گیرد رفتار برشی که یکی از تغییرشکلهای مهم فیزیکی – مکانیکی در پارچه است می تواند روشن کننده خصوصیت اجرایی و عملی پارچه باشد تغییر شکل برشی یکی از خصوصیات بارز پارچه نساجی می باشد که دیگر مواد به شکل ورقه نازک مثل کاغذ یا پلاستیک ، چنین قابلیتی ندارند این ویژگی پارچه را قادر می سازد تا تغییر شکلهای پیچیده را متحمل شود و توانایی پوشش بدن انسان را داشته باشد . همچنین خصوصیت برشی روی خم پذیری ، انعطاف پذیری و زیر دست پارچه تأثیر گذار است و نه تنها برای پارچه های تاری پودی که برای انواع کامپوزیت های
- پارچه های ترکیبی – نساجی نیز از مسائل حائز اهمیت می باشد. ]5[

1-2-1- طبیعت برش

   اگر چه در نظر اول ، برش مفهومی بسیار ساده دارد اما در مطالعه جزئیات ، پیچیدگیهایی بوجود می آید. تحقیقات انجام شده توسط Trelor & Spivak در دانشگاه منچستر و Grosberg & Park در دانشگاه لیدز این موضوع را به شکل مطلوبی توجیه کرده است . برای طرح مسأله برش بهتر است در ابتدا کرنش برشی (Shear strain) که توسط Love(1927) و Jeager(1962) مطالعه شده است مورد بحث قرار گیرد