برش پارچه های تاری پودی

word قابل ویرایش
113 صفحه
12700 تومان

تغییر شکلهای پیچیده پارچه، اگرچه از دیر باز موضوع مورد علاقه افراد تکنولوژیست بوده است اما به دلیل پیچیدگیهائی که شرح داده خواهد شد به راحتی تجزیه و تحلیل نمیشود. در اینجا سعی شده است در رابطه با آن مباحثی مطرح گردد.

تئوریهای به کار رفته برای خواص مکانیکی پارچه بر اساس تقریب پارچه به عنوان یک جسم دو بعدی پیوسته استوار است و روش المان محدود با توجه به رفتارغیر خطی تغییر شکل پارچه، برای بررسی آن مورد استفاده قرار میگیرد.  از اینرو  روش المان محدود به عنوان یک روش کاربردی مطرح شده و مثالهایی در این زمینه بیان خواهد شد.

اگرچه بخش اعظم صنایع نساجی با خواص فیزیکی ارائه شده توسط پارچه مرتبط هستند، اما تئوریهائی که تأثیر گذاری خواص فیزیکی اجزاء پارچه را بر کل پارچه بیان نماید، هنوز محدود می باشند . غفلت آشکار در این حوزه فنی مهم، ریشه در سختی ذاتی تغییر شکل پارچه چه از نوع ساده و یا پیچیده آن دارد که در مقایسه با مدل ساختمانی پارچه و یا مطالعه خواص مکانیکی نخ مشکل می نماید.

برای درک پیچیدگی موضوع کافی است حوزه کوچکی از یک نوع پارچه مورد توجه قرار گیرد. به راحتی مشخص خواهد شد آن بخش کوچک از تعداد زیادی نخ و بالطبع از تعداد زیادی برخوردهای دوطرفه تشکیل شده  که هرکدام دارای  چندین درجه آزادی میباشند. بنابر این مدل کردن پارچه با این تعداد زیاد نخ امری غیر ممکن مینماید. تنها در صورتیکه تعداد زیادی معادله با فرض پیوستگی  پارچه تشکیل گردد امکان بررسی بوجود خواهد آمد اما این تعداد معادله را  هم نمیتوان به سادگی با کامپیوترهای پیشرفته امروزی محاسبه نمود. در این رابطه، که چگونه میتوان پارچه را پیوسته فرض نمود در مباحث بعدی صحبت خواهد شد. از اینرو تنها مشکل اساسی مدل کردن تغییر شکل یک لایه دو بعدی در فضای دو و سه بعدی است.

هر نوع تغییر شکل در لایه پارچه بسیار پیچیده است. از اینرو مدل کردن آن ساده نمیباشد زیرا در آن جابجائیهای زیاد و کرنشهای زیادی رخ می دهد که آنها  با خواص پیچیده مکانیکی پارچه در ارتباط هستند. 

۳-۱-۱- ساختمان پارچه و فرض پیوستگی آن
   یکی از مسائل غیر عملی در رابطه با مدل سازی پارچه ساختار در هم رفته نخهای آن است که به آن اشاره گردید. راحترین فرض در رابطه با تجزیه و تحلیل کردن ساختمان پارچه، در نظر گرفتن ساختمانی پیوسته دو بعدی است که  بدین ترتیب ساختار اصلی تا جائی که بر خواص مکانیکی لایه تأثیر نگذارد، در نظر گرفته نمیشود. در مواد هموژن الاستیک، رفتار نیرو- تغییر شکل حالت خاصی از رفتار الاستیک سه بعدی است ولی در رابطه با مواد نساجی که دارای ساختاری غیر هموژن هستند توجه به شرایط سه بعدی کار ساده ای نمیباشد. بنابر این مهم است که رفتار لایه را کاملا دو بعدی در نظر گرفته و در آن ساده سازی به لحاظ هموژن بودن لحاظ نگردد. بدینوسیله پارچه به عنوان  صفحه ای در نظر گرفته می شود که ضخامت آن در روابط وارد نمی گردد.

خواص مکانیکی پارچه  با  شرایط کرنش غشائی به  شکل تغییر فرم صفحه ای در مقالات قبلی  مورد توجه قرار گرفته است اما در رابطه با شرایط خمشی و یا شرایط ترکیبی خمش و کرنش غشائی توضیحات بیشتری داده نشده است.

اگرچه مواد مهندسی دارای ساختمانی غیر هموژن هستند( ساختار کریستال، ساختار ملکولی و دارای ظرفیت و غیره ) ولی مواد نساجی دارای ساختارهای داخلی به مراتب بزرگتر از مواد مهندسی هستند.که این امر استفاده از فرضیه پیوستگی را محدود میسازد.

روش کلاسیک برای اندازه گیری کرنش مواد پیوسته توجه به جابجائی نسبی  دو نقطه مجاور در ماده است. معمولا فاصله دو نقطه انتخابی به صورت دلخواه کوچک در نظر گرفته می شود  تا  کرنش که  حاصل مشتق جابجائی نسبت به مختصات است، بدست آید. اما در ساختارهای داخلی بزرگ نظیر مواد نساجی، کوچک انتخاب کردن ابعاد المان با محدودیت مواجه است.  با توجه به این محدودیت، بایستی تعداد کمی از سلولهای ساختمانی در نظر گرفته شود و در نتیجه کرنش نمیتواند به صورت پیوسته مورد رسیدگی قرار گیرد.

حال اگر فرض پیوستگی و تعریف اصلی کرنش در نظر گرفته شود، بایستی شرایط به گونه ای در نظر گرفته شود که نایکنواختی تغییر شکل ماده به عنوان یک جسم پیوسته در محدوده سلول ساختمانی، اهمیتی نداشته باشد. از اینرو تقسیم بندی نواحی برای آنالیز عددی با دقت بالا ، بایستی به  گونه ای صورت پذیرد که در مقایسه با سلول ساختمانی بزرگتر باشد. در صورتیکه دقت بیشتری مورد نیاز باشد بایستی تقسیم بندیها کوچکتر شده و شرط پیوستگی کنار گذاشته شود و بخشی از سیستم به صورت ساده همانند ساختمان پارچه مورد بررسی قرار گیرد.

۳-۱-۲-  سیمای تغییر شکل پارچه
   در اینجا لازم به نظر می رسد انواع مختلف تغییر شکل در پارچه با توجه به خواص مکانیکی آن مورد بررسی قرار گیرد. ساده ترین حالت، کرنش و جابجائی کوچک در پارچه است که توسط روشهای مهندسی آنالیز تنش، قابل بررسی میباشد. شرایط دیگر که نسبتا پیچیده تر میباشد ،کرنش کوچک به همراه جابجائی زیاد است که به عنوان نمونه در تئوریهای الاستیک به آن پرداخته میشود. شرایط اخیر برای بعضی از تغییر شکلهای پارچه مناسب میباشد اما در حالت کلی توجه به کرنشها و تغییر شکلهای بزرگ برای پارچه الزامی است .

ساده ترین نوع خواص مکانیکی شرایط الاستیک خطی آن میباشد. به طور کلی فرض ایزوتروپیک در مهندسی برای پارچه ، درست نمی باشد و لازم است روابط بر اساس خواص آنیزوتروپیک فرموله شود. شرایط الاستیک خطی چهارچوب مناسبی را ایجاد می نماید که برای فهم رفتار شرایط واقعی مواد نساجی مناسب است.  ساده ترین راه آن است که ابتدا رفتار الاستیک غیر خطی و به دنبال آن  با شرایط  ویسکو الاستیک و  غیر الاستیک که شامل وابستگیهای  زمانی و تاریخچه ای است، مسئله پیچیده تر شود.
شرایط را می توان پیچیده تر نمود اگر تأثیر شرایط دینامیکی را اضافه نمائیم. در شرایط دینامیکی خواص مکانیکی به نرخ کرنش و اطلاعات  دیگری (مانند ضریب damping ) احتیاج دارد. در شرایط اخیر راحتر آن است که ابتدا کرنشهای کوچک، با شرایط الاستیک خطی میان تنش – کرنش مورد بررسی قرار گیرد، سپس با بدست آوردن  چهارچوب کلی،  مدل را توسعه داده و به شرایط پیچیده تر تعمیم داد.
یکی از فرضهای اساسی در تئوریهای مهندسی مرتبط با مسائل صفحه و پوسته آن است که ضخامت لایه در مقایسه با ابعاد دیگر و همچنین حداقل شعاع خمیدگی کوچک فرض می گردد. بعلاوه حتی برای تغییر شکلهای بزرگ اگر کرنشها کوچک  باشد و کرنش غشائی و خمشی بر یکدیگر اثر متقابل نداشته باشد  جابجائیها نیز همانند ضخامت، نسبت به ابعاد صفحه کوچک خواهد بود . (جابجائی بزرگ سبب ایجاد کرنش محدود در المان غشائی همینطور اثر متقابل  میان  کرنش غشائی و خمشی  در درون ساختمان خواهد شد.). اجزاء نیروی  عمود بر صفحه یا پوسته این طور فرض  میشود که در طی تغییر شکل بدون تغییر شکل باقی بمانند  و اجزاء تنشی آنها کرنش محدودی را ایجاد نمایند.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
wordقابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 113 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد