بررسی هندسه حلقه بافت حلقوی تاری به کمک یک مدل مکانیکی

چکیده در بافندگی حلقوی تعیین فرم حلقه مسئله ای کلیدی محسوب می شود. تعیین فرم حلقه و خصوصیات ابعادی آن در پیش بینی ویژگی های ابعادی پارچه حلقوی و نیز برخی از خواص مکانیکی آن نظیر رفتار کششی و آویزشی از اهمیت بسزایی برخوردار است. در اکثر مطالعات انجام شده بر روی شکل حلقه ی پارچه های حلقوی، از منحنی الاستیکا استفاده شده است. با توجه به اینکه قرارگیری حلقه در بافت حلقوی تاری به صورت سه بعدی است، یک مدل سه بعدی می تواند هندسه ی حلقه و موقعیت حلقه در بافت را بهتر بیان کند. در این تحقیق ابتدا تحت اثر نیروهای فشاری بیشتر از میزان بحرانی، پدیده ی فراکمانش برای یک باریکه ی مستقیم توپر با نسبت طول به قطر زیاد با استفاده از روش اجزای محدود (finite element method) مدل گردیده است. برای این منظور، از روش ضمنی riks برای المان های تیر سه بعدی با در نظر گرفتن ساختار به صورت الاستیک و هندسه ی غیرخطی در نرم افزار آباکوس استفاده شده است. همچنین با در نظر گرفتن شرایط ذکرشده برای باریکه ی مستقیم توپر و افزودن دو ممان پیچشی به دو انتهای آن ، شکلی سه بعدی برای الاستیکا ایجاد شده است. در ادامه ی بحث، با در نظر گرفتن الاستیکای دوبعدی و اعمال دو ممان پیچشی به انتهای آن، شکل سه بعدی برای حلقه ی بافت حلقوی تاری یک شانه در نرم افزار آباکوس مدل شد. در واقع اعمال ممان های پیچشی سبب چرخش الاستیکا در راستای محور عمود بر سطح پارچه شده و بنابراین الاستیکا در فضای سه بعدی قرار می گیرد. در این مدل نیز از روش ضمنی، هندسه ی غیر خطی، ساختار الاستیک و المان های تیر سه بعدی استفاده شد. روشی ضمنی روشی دقیق بوده و برای مسائل ساده و بدون دخالت زمان که پیچیدگی ساختاری نظیر نقاط تماس ندارند، مناسب است. سپس، نسبت ابعادی برای الاستیکای دوبعدی و سه بعدی به روش تجربی نیز محاسبه شد و مقادیر تجربی با مقادیر مدل مقایسه گردید. نتایج تجربی با نتایج حاصل از مدل مطابقت داشته و صحت مدل را تأیید می نمایند. همچنین پارچه ی حلقوی تاری یک شانه تحت اعمال نیروی کششی در کرنش های پایین در نرم افزار آباکوس، شبیه سازی شده و حلقه ی سه بعدی مدل شده به عنوان اورلپ و ساق ها در این بافت بکاربرده شد. برای مدل نمودن پارچه از روش صریح (dynamic explicit) در نرم افزار آباکوس استفاده شد. نتایج این مدل با نتایج آزمایش پارچه ی واقعی تحت کشش در کرنش های پایین (تا %40) مقایسه و اعلام گردید. نتایج مدل در کرنش های پایین تر مطابقت بیشتری با نتایج عملی پارچه دارد. کلمات کلیدی: روش اجزای محدود، حلقه بافت حلقوی تاری، پیچش کمانش، الاستیکای سه بعدی، هندسه حلقه