مدل سازی و بررسی عوامل موثر بر خمش نخ پود در پارچه تافته

مطالعه رفتار خمشی پارچه ها یک موضوع بسیار مهم در تحقیقات علمی نساجی و همچنین کاربرد های صنعتی می باشد. رفتار تغییر شکل دسته هایی از الیاف که نخ ها و یا پارچه ها را تشکیل می دهند، تحت نیروی خارجی، تابعی از خصوصیات مکانیکی، هندسه و برهم کنش بین اجزای سازنده آن هاست که به طور کلی شامل تغییر فرم های کششی، خمشی و پیچشی می باشد. بنابراین با بررسی خصوصیات مکانیکی پارچه همچون سختی خمشی و نیز سختی برشی می توان به رفتار و خواص پارچه از قبیل قابلیت آویزش، شکل پذیری، زیردست، رفتار کمانش و مقاومت در برابر چین خوردگی و همچنین استحکام پارگی منسوجات پی برد. خمش پارچه به عوامل متعددی از جمله هندسه بافت، سختی خمشی نخ، تراکم نخ در داخل پارچه و نیز میزان انحراف نخ در پارچه بستگی دارد. بر این اساس تحقیقات بسیاری با ارائه مدل های تئوری جهت بررسی و اندازه گیری خمش پارچه و میزان بر آمدگی نخ در داخل آن صورت پذیرفته است. روش های متنوعی جهت تعیین سختی خمشی پارچه های تافته وجود دارد و می توان آن ها را به دو گروه عمده تقسیم بندی کرد. یک گروه مربوط به تغییر شکل پس از اعمال نیرو یا ممان و یا انرژی است و گروه دیگر بر اساس اندازه گیری تغییر شکل نمونه ها تحت وزن خودشان استوار است. در این پژوهش از مدل تئوری تیر دوسرگیردار برای بررسی خمش نخ پود و تعیین میزان انحراف آن در پارچه بر اساس مدل تیر الاستیک در شرایط تغییر شکل های کوچک، استفاده شد. دو سر نخ پود در محل دو تار مجاور به صورت گیردار و ثابت در نظر گرفته به گونه ای که در میان این دو تکیه گاه، نخ پود توسط نیروی نخ تار میانی به سمت پایین خم شد. حال میزان این نیرو و مقدار بر آمدگی این نخ ها حائز اهمیت بوده و تأثیر آن بر ساختار و خصوصیات پارچه مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش، با ثابت بودن دانسیته خطی نخ های تار و پود و همچنین تراکم نخ های تار، تأثیر تغییرات تراکم نخ پود در پارچه روی میزان خمش(خیز) و مقدار نیروی وارده از طرف نخ تار به نخ پود، مورد بررسی قرار گرفت. جهت انجام محاسبات و به کارگیری معادلات پیرس برای پارامترهای پارچه، مقطع نخ ها به صورت دایره ای فرض شد. بدین ترتیب بر اساس روش خمش شرلی، سختی خمشی پارچه در راستای نخ های پود و سپس با به کارگیری رابطه بین سختی خمشی نخ و پارچه(?(b_f/? b?_y ))، سختی خمشی نخ پود در داخل پارچه اندازه گیری شد. سختی خمشی پارچه در جهت پود با افزایش تراکم پودی افزایش یافت. همچنین با استفاده از آزمون pullout، مقدار نیروی نرمال وارد شده از طرف نخ تار به نخ پود، محاسبه گردید که مقدار این نیرو به دلیل افزایش میزان برهم کنش بین نخ های تار و پود در داخل بافت در اثر بالا رفتن تراکم پودی، افزایش پیدا کرد. نهایتاً میزان خیز نخ پود با روش برش مقطع عرضی و با استفاده از میکروسکوپ، به صورت جز به جز اندازه گیری شد و با مقادیر تئوری مورد مقایسه و بحث قرار گرفت. مقدار خیز نخ پود برای مدل به دست آمده بر اساس داده های آزمایشی به طور قابل قبولی به مدل تئوری خمش تیر الاستیک برای تغییر شکل های کوچک نزدیک بود. به علاوه با افزایش تراکم پودی در پارچه، میزان انحراف نخ پود در حالت واقعی افزایش یافت و به مدل تئوری نزدیک تر شد.