شماره راهنما :
1237 دكتري
پديد آورنده :
حسن زاده، ساناز
عنوان :
مطالعه ي تجربي و شبيه سازي عددي رفتار خمشي و فشاري سازه هاي مركب تقويت شده توسط منسوجات فاصله دار حلقوي-پودي
گرايش تحصيلي :
تكنولوژي نساجي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده نساجي
صفحه شمار :
هفده، ۱۸۸ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
حسين حسني، محمد ذره بيني
استاد مشاور :
حسين ديباجيان، رضا جعفري ندوشن
توصيفگر ها :
منسوجات فاصله دار حلقوي - پودي , سازه ي مركب سه بعدي چندسلولي , شبيه سازي اجزاي محدود , تحليل ميكرومكانيك , استحكام خمشي و فشاري
استاد داور :
سعيد آجلي، مهدي سلماني تهراني، محمد قانع، هوشنگ نصرتي
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/07/21
كد ايرانداك :
ID1237 دكتري
چكيده فارسي :
چكيده طراحان و مهندسان صنايع نساجي همواره سعي دارند تا با ارائهي ساختارهاي جديدي از منسوجات فني امكان توسعهي سازههاي مهندسي شده و پيشرفته را فراهم سازند بهدليل عملكرد مكانيكي مطلوب و قابليت شكلپذيري باال اين دسته از منسوجات را ميتوان عضوي كليدي در صنعت ساخت مواد مركب پيشرفته با خواص ويژه برشمرد باوجود تنوع الگوهاي بافندگي در توليد منسوجات فني بهكارگيري دستهي منسوجات حلقوي پودي بهدليل ماهيت ساختاري بافت و نحوهي قرارگيري نخ در ساختمان پارچه كمتر از ساير منسوجات به چشم مي خورد اما برخي قابليتهاي منحصربهفرد نظير انعطافپذيري باال در طراحي و امكان توليد ساختارهاي سهبعدي يكپارچه با هندسهي پيچيده توانمندي بالقوهي منسوجات حلقوي پودي را در توليد نسل جديدي از سازههاي مركب سهبعدي به اثبات رسانده است در اين رساله ساختارهاي جديدي از اين منسوجات مورد هدف هستند تا بهعنوان جايگزيني مناسب براي سازههاي مركب ساندويچي متداول معرفي گردند چرا كه چنداليهشدگي ساختاري و پديدهي تورق مهمترين ضعف عملكردي آنها محسوب ميشود براي اين منظور ساختارهاي مختلفي از منسوجات حلقوي پودي تحت عنوان ساختارهاي سهبعدي فاصلهدار چندسلولي متشكل از اليههاي سطحي و اليههاي اتصالدهندهي پارچهاي طراحي و توليد گرديد در بافت اين منسوجات از نخهاي شيشه كوالر و نايلون استفاده شد تا عالوه بر بررسي رفتار و عملكرد مكانيكي سازههاي نهايي از ديدگاه هندسهي ساختاري اثرگذاري نوع نخ مصرفي نيز سنجيده شود چهارگروه مختلف از منسوجات سهبعدي با مقاطع هندسي متنوع بر روي ماشين حلقوي تختباف مدرن و تحت شرايط يكسان بافته شدند فرآيند ساخت سازههاي مركب از منسوجات آمادهشده با بهرهگيري از اصول قالبگيري تزريق رزين تحت خال و استفاده از رزين اپوكسي صورت گرفت بهمنظور بررسي خواص و عملكرد مكانيكي اين سازههاي نوظهور آزمونهاي خمش و فشار بر روي آنها طبق استانداردهاي موجود اعمال گرديد و نتايج به صورت نمودارهاي نيرو جابهجايي براي هر سازه بهدست آمد نتايج نشان ميدهد كه ميزان اثرگذاري هندسهي سطح مقطع سازهها بر عملكرد مكانيكي آنها بيشتر از اثرگذاري نوع نخ تقويتكننده است در شرايط بارگذاري خمشي سازههاي با مقطع هندسي مثلثي شكل بيشترين مقاومت را از خود نشان دادند و در مقابل سازههاي يكطبقه با مقطع مستطيلي مقاومت بهتري در برابر نيروهاي فشاري سطحي داشتند نتايج مربوط به آزمون فشار جانبي حاكي از بيتأثيربودن شكل هندسي مقطع سازهها بر عملكرد مكانيكي آنها تحت اين شرايط بارگذاري بود عالوه بر اين پتانسيل خوب سازههاي دو طبقه با مقطع مستطيلي در جذب انرژي و مقاومت آنها در برابر تغييرشكلهاي بزرگ هم در برابر نيروهاي خمشي و هم نيروهاي فشاري نسبت به ديگر سازههاي طراحيشده در اين تحقيق به اثبات رسيد تغييردر شكل هندسي مقطع سازهها ميتواند تا حدود 51 درصد استحكام آنها را در برابر نيروهاي خمشي بهبود بخشد و از سوي ديگر تأثيرگذاري همين عامل بر استحكام فشاري سازهها تا 06 درصد برآورد شده است بر اساس نتايج استفاده از نخهاي تقويتكننده با مدول باال نظير شيشه و كوالر رفتار خوبي را به لحاظ بيشترين نيروي قابلتحمل در سازهي نهايي نتيجه ميدهد در حاليكه بهكارگيري نخهايي با نظير نايلون قابليت سازه را در جذب انرژي بهبود ميبخشد ارائهي مدل اجزاي محدود از سازههاي مورد نظر با هدف پيشبيني رفتار و عمكرد مكانيكي آنها در شرايط بارگذاري مختلف نقطهي عطف اين رساله بهشمار ميرود مراحل ابتدايي كار در مدلسازي با ارائهي يك مدل از سلول واحد ساختاري آغاز گرديد و در نهايت به ارائهي طرحي از سازهها مبتني بر مدل اجزاي محدود در محيط نرمافزار آباكوس منتهي شد با توجه به اينكه سازهها در آزمونهاي تجربي بارگذاري دچار پديدهي شكست شدند لذا واردكردن مقاديري از معيار شكست مناسب براي بيان حالت دقيقتري از رفتار شكست سازهها در مراحل مدلسازي حائز اهيمت است براي اين منظور معيار شكست هاشين در مدلسازي اعمال گرديد و اعتبارسنجي نتايج بهدست آمده از روش اجزاي محدود در مقايسه با نتايج تجربي مورد بررسي قرارگرفت بهدليل انطباق خوب ميان نتايج تجربي و نتايج مدلسازي مشخص گرديد كه مدل پيشنهادي براي اين سازههاي سهبعدي تقويت شده با منسوجات حلقوي چندسلولي بهخوبي ميتواند رفتار واقعي آنها را تحت شرايط مختلف بارگذاري پيشبيني كند واژگان كليدي منسوجات فاصلهدار حلقوي پودي سازهي مركب سهبعدي چندسلولي شبيهسازي اجزاي محدود تحليل ميكرومكانيك استحكام خمشي و فشاري
چكيده انگليسي :
Experimental Study and Numerical Simulation of Bending and Compression Behavior of Composite Constructions Reinforced with Weft Knitted Spacer Fabrics Sanaz Hassanzadeh s hassanzadeh@tx iut ac ir Department of Textile Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree PhD Language Farsi Dr Hossein Hasani h hasani@cc iut ac ir Dr Mohammad Zarrebini zarrebini@cc iut ac ir Dr S Hossein Dibajian Dr R Jafari Nadoushan dibajian@yahoo com rjafari@cc iut ac ir AbstractTextile technologist have put enormous efforts in designing new technical fabrics as the base elements inmanufacturing development advanced materials These highly advanced fabrics due to their desirablemechanical performance as well as high formability are the key elements in composite manufacturing Amongwide categories of technical fabrics weft knitted textiles so far have been rendered as inappropriate to be usedin such technical area The high degree of formability of knitted fabrics due to their loop like structure is themain factor limiting the use of these fabrics in composite manufacturing However the high degree offormability and flexibility enable knitted fabrics to adapt highly complex 3D geometries which are very soughtafter by composite manufacturing industries In order to materialize this industrial potential of weft knittedfabrics this work investigates application of novel 3D composites containing spacer multi cellular weft knittedfabrics of various cross sectional shapes as the reinforcement components These reinforcements cansuccessfully replace the conventional sandwich composites which are susceptible to delamination In this workthe effect of yarn type together with cross sectional shape of the reinforcement component on mechanicalperformance of the resultant composite material under bending and compression loadings were evaluated Three group of knitted structures with identical same cross section were produced on a computerized modernflat knitting machine using glass Kevlar and nylon yarns In order to examine the effect of structural geometry four additional group of fabrics with different cross sectional geometry were knitted using glass yarns Composites were made via vacuum infusion molding process using epoxy resin The composite samples weresubjected to various loading such as bending and compression The resultant force displacement curves pointedto high degree of success of the composite samples under the loading conditions It was also established thatmechanical performance of the composite samples is largely dependent of cross sectional geometry and lessdependent on yarn type Results showed that while samples with triangular cross section have higher bendingresistance the rectangular cross section single decker samples exhibit higher resistant against arealcompression loadings It was observed that cross sectional shape cannot significantly affect samplesperformance during edgewise compression loading Double decker samples with rectangular cross sectionwere found to have high energy absorption ability Results confirmed that the use of high modulus yarns suchas glass and Kevlar leads to maximum force at yield Additionally it was concluded that the use of ductileyarns such as nylon in the reinforcing element tend to enhance samples energy absorption ability In order topredict the performance of the samples under various loading conditions a finite element model based onmicromechanics theory was developed In order to obtain precise model base results the Hashin failure criteriawas also applied to the model Comparison of the experimental and model generated results pointed toexistence of high agreement between experimental and theoretical results This was regarded validation of thedeveloped model as a tool which can be successfully used in simulation of performance composites with weft knitted reinforcement of various cross sectional shape under any loading conditions Key words knitted spacer fabrics 3D multi cellular composit
استاد راهنما :
حسين حسني، محمد ذره بيني
استاد مشاور :
حسين ديباجيان، رضا جعفري ندوشن
استاد داور :
سعيد آجلي، مهدي سلماني تهراني، محمد قانع، هوشنگ نصرتي
