پيش بيني رفتار خمش پارچه تاري- پودي با استفاده از مدل مكانيكي بر اساس نظريه خمش ميله كشسان يك سر گيردار

Prediction of Bending Behavior of Woven Fabric Using a Mechanical Model Based on the Theory of Bending of Elastic Cantilever Beam

در اين مقاله، رفتار خمش پارچه تاري- پودي ساده فقط با استفاده از مشخصات ساختاري و خواص نخ هاي سازنده آن پيش بيني شده است. مدلي مكانيكي بر اساس نظريه خمش ميله هاي كشسان يك سر گيردار ارايه و طول خم شده از ميله تحت وزن آن، براي تمام مقادير از تغييرشكل محاسبه شد. در بخش تحليل تجربي، نمونه هاي مختلف از پارچه آماده و بر اساس روش استاندارد براي تعيين طول، سختي و مدول خمشي آزمون شد. براي محاسبه سه پارامتر گفته شده بر اساس مدل پيشنهادي، ابتدا جنس، نمره، خواص كششي نخ هاي تار و پود و ضخامت پارچه معين شد. سپس با بهره گيري از معادله هاي Peirce، پارامترهاي ساختار داخلي پارچه محاسبه شد. طول خمش نمونه هاي پارچه پس از محاسبه پارامترهاي مورد نياز، با استفاده از مدل طرح ريزي شده تا رسيدن به زاويه ?5/41 در شرايط نظري تخمين زده شد. سپس، سختي و مدول خمشي نظري پارچه با استفاده از معادله هاي تجربي Peirce مجدداً محاسبه شد. نتايج پژوهش نشان مي دهد، مدل ارايه شده به خوبي قابليت پيش بيني رفتار خمشي پارچه را دارد و مقادير كمترين و بيشترين خطا در محاسبه طول خمش در جهت تاري 85/9 و %23/20 و در جهت پودي به ترتيب 84/0 و %70/3 است.

The bending behavior of plain woven fabric has been predicted on the basis of its structural characteristics and constituent yarns properties. A mechanical model based on the theory of bending of elastic cantilever beam has been developed and bending length of the beam under its own weight has been calculated for all values of deformation. In testing analysis, different samples of plain woven fabrics were prepared. The samples were tested for bending length, bending rigidity and bending modulus using standard test methods. In order to calculate the bending parameters based on the proposed mechanical model, the count and tensile characteristics of warp and weft yarns and also fabric thicknesses were determined. Then the fabric constructional parameters were calculated using Peirceʹs structural model for plain woven fabric. Bending length of the fabrics with a deformation of 41.50° was predicted theoretically after calculating the required parameters using a developed model. Then, the theoretical bending rigidity and bending modulus were predicted using Peirceʹs equations in bending state. The results of the study show that, the proposed model is able to predict bending behavior of plain woven fabric with high degree of precision. It is concluded that, minimum and maximum errors in calculating bending length are 9.85% and 20.23% in warp direction and 0.84% and 3.70% in weft direction, respectively.