پديد آورنده :
اسفندي، مهسا
عنوان :
بررسي اثرساختار پارچه‌هاي آگزتيك حلقوي پودي بر نسبت پواسون كامپوزيت‌هاي تهيه شده از آن
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
سيزده، هفتادو هفت،: مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
نسبت پواسون منفي , پارچه حلقوي پودي آگزتيك , كامپوزيت آگزتيك , جذب انرژي
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/09/07
رشته تحصيلي :
مهندسي نساجي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/09/12
چكيده فارسي :
مواد آگزتيك، موادي با نسبت پواسون منفي هستند؛ به اين معنا كه زماني كه كشيده مي‌شوند، در راستاي عمود بر جهت اعمال نيرو، ضخيم‌تر مي‌شوند و هنگام فشرده شدن در راستاي طولي دچار جمع‌شدگي عرضي مي‌شوند. مواد آگزتيك به علت قابليت جذب انرژي و شكل‌پذيري مطلوب، مي‌توانند به عنوان تجهيزات و البسه‌ي محافظتي استفاده شوند. در سال‌هاي اخير، امكان طراحي و بافت پارچه‌هاي آگزتيك به وجود آمده است. در ميان روش‌هاي مختلف بافت پارچه، بافندگي حلقوي پودي امكان طراحي و بافت ساختار‌هاي آگزتيك را به خوبي فراهم آورده است. اين تحقيق سعي دارد به اين سوال اساسي پاسخ دهد كه نسبت پواسون كامپوزيت¬هاي تهيه شده از پارچه¬هاي حلقوي پودي آگزتيك چگونه نسبت به نسبت پواسون پارچه مورد نظر تغيير مي¬كند؟ براي نيل به اين هدف در اين پژوهش، چهار هندسه‌ي آگزتيك، طراحي گرديد و با استفاده از روش بافندگي حلقوي پودي و با استفاده از نخ شيشه بر روي يك ماشين تخت¬باف پيشرفته بافته شد. در ادامه نسبت پواسون اين ساختار‌ها با استفاده از روش پردازش تصوير جهت ارزيابي اثر آگزتيك در آن‌ها محاسبه گرديد. براي اين منظور، از آزمون كشش به همراه تصويربرداري از تغييرات ابعادي پارچه‌ها استفاده شد. متغير‌هاي مورد مطالعه در اين پژوهش، هندسه‌هاي مختلف آگزتيك و ابعاد متفاوت سلول واحد بافت بود كه اثر هر يك بر خاصيت آگزتيك پارچه‌ها بررسي شد. در ادامه كامپوزيت‌هاي متشكل از اين منسوجات آگزتيك به روش تزريق رزين به صورت دستي توليد شد. هدف اصلي در اين بخش، ارزيابي ميزان انتقال اثر آگزتيك از تقويت‌كننده‌ي‌ليفي به كامپوزيت توليدشده است. در اين جا، علاوه بر تقويت‌كننده‌هاي آگزتيك با ساختار‌هاي مختلف، اثر رزين مورد استفاده نيز بر ميزان نسبت پواسون كامپوزيت بررسي شد و از سه رزين اپوكسي، پلي‌استر غيراشباع و SBR كه رزيني منعطف و با كرنش شكست بالا است، براي اين منظور استفاده شد. در نهايت، آزمون ضربه‌ي شارپي بر روي نمونه‌هاي كامپوزيتي انجام شد تا ضربه پذيري و جذب انرژي اين سازه‌ها نيز مورد بررسي قرار گيرد. نتايج به دست آمده نشان دهنده وجود اثر آگزتيك در تمامي‌پارچه‌هاي بافته شده مي‌باشد. ساختار زيگزاگي با نسبت پواسون 6/0- و ساختار نواري با ابعاد سلول واحد كوچك‌تر با نسبت پواسون 12/0- به ترتيب بيشترين و كمترين اثر آگزتيك را از خود نشان دادند. اگرچه، اثر آگزتيك در كامپوزيت‌ها به دليل وجود عامل محدود كننده رزين، كاهش يافته، اما مقادير نسبت پواسون منفي در آن‌ها به چشم مي‌خورد و كامپوزيت‌هاي توليدشده از پارچه‌هاي با نسبت پواسون منفي‌تر، اثر آگزتيك بيشتري از خود نشان دادند. نتايج نشان داد اثر نوع رزين در انتقال اثر آگزتيك از پارچه به كامپوزيت بسيار معني¬دار است وكامپوزيت توليد شده با رزينSBR حداكثر نسبت پواسون منفي را نشان داد. اين نتيجه نشان دهنده تاثير قابل توجه آزادي حركت ساختار بر بروز اثر آگزتيك مي‌باشد. نتايج آزمون ضربه نيز، جذب انرژي بالاتر نمونه‌هاي كامپوزيتي با اثر آگزتيك بيشتر را تاييد مي‌كند؛ به طوري كه كامپوزيت توليدشده با رزينSBR با 68%، بالاترين ميزان جذب انرژي را در ميان كامپوزيت‌ها داشت. كامپوزيت‌هاي آگزتيك توليدشده در اين پژوهش، قابليت زيادي براي كاربرد در زمينه¬هاي مختلف از جمله محصولات حفاظت شخصي مانند جليقه‌هاي ضد‌گلوله، كلاه ايمني، محافظ‌هاي زانو و آرنج و در تمام تچهيزاتي كه جذب انرژي يك عامل كليدي است، ارائه مي‌دهد.
چكيده انگليسي :
The study discusses auxetic materials, which are materials that expand in the direction perpendicular to the applied force when elongated and contract transversely when compressed in the longitudinal direction. These materials can be used for protective clothing and equipment due to their ability to absorb energy and good deformation. The study involved designing and manufacturing four geometries using E-glass fibers on an electronic flat knitting machine. The Poisson’s ratio of these structures was calculated using the image processing method to evaluate their auxetic effect. The study investigated the effect of various factors such as fabric geometries, dimensions of the fabric unit cell, and resin type on the auxetic effect of fabric and composites produced thereof. The primary objective of the research is to investigate the transfer of auxetic effect from the knitted reinforcement to the composite made from it. The tensile test results showed all fabric samples presented the auxetic effect. The zigzag structure with Poisson’s ratio -0.6 exhibited the highest auxetic effect, while the ribbon structure having the smaller unit cell dimensions with Poisson’s ratio of -0.12 showed the least auxetic effect. Although the auxetic effect in composites is reduced due to the presence of the resin limiting factor, negative Poisson’s ratio values are visible in them, and the composites produced from fabrics with a more negative Poisson’s ratio showed more auxetic effect. The results also indicated that the auxetic effect was almost completely transferred to the composite produced from SBR resin, which highlights the significant effect of the geometry and freedom of motion of the knitted structure on the composite auxeticity. The impact test results confirmed that the composite samples with greater auxetic effect had higher energy absorption rates. The composite produced with SBR resin had the highest energy absorption rate among the composites with 68%1. The research suggests that auxetic composites have great potential for use in industrial areas, including personal protection products such as bulletproof vests, helmets, knee and elbow protectors, and in all areas where energy absorption is a key factor.
استاد داور :
محمد شيخ زاده , سعيد آجلي
