بررسی سازه‌های پارچه‌ای و خصوصیات مکانیکی پارچه‌های آن

بررسی سازه‌های پارچه‌ای و خصوصیات مکانیکی پارچه‌های آن

از دیر هنگام استفاده از سازه های پارچه ای در زندگی بشر نقش اساسی داشته است. انسانها از سازه های پارچه ای (چادر) به عنوان سرپناه برای محافظ از سرما و برف و باران استفاده می کردند. اما سازه های پارچه های امروزی تغییرات فراوانی کرده است. سازه های پارچه در این مقاله در مورد آن بررسی انجام گرفته است از پارچه های کامپوزیتی ساخته شده و بیشتر در سقف های استودیوم، نمایشگاه و سایه بان­ها استفاده می گردد. در صنعت نساجی پارچه های کامپوزیتی از ترکیب پلی استر و رزین وینیل و همچنین الیاف شیشه و رزین تفلن تولید می شوند.

امروزه الیاف، انواع پارچه‌ها و دیگر مواد نساجی در ساختمان‌سازی جایگاه مناسبی پیدا کرده‌اند. زیرا نسبت به آجر و ملات، سبکتر و قابل انعطاف‌ بوده و در زمان بسیار کمی بنا می‌شوند. همچنین توانایی پوشاندن سطح وسیعی را با بکار بردن کمترین مواد را دارند. در این پروژه علاوه بر معرفی و ضرورت سازه‌های پارچه‌ای، خواص مکانیکی پارچه کامپوزیتی مورد استفاده در آنها بررسی می‌شود که نمونه پارچه کامپوزیتی مورد استفاده در سازه های پارچه ای که در این پروژه مورد بررسی شده از شرکت اطلس تهیه شده و تنها یک نمونه انتخاب و خواص آن اندازه گیری شده است. برای درک بهتر این خواص، مقایسه‌ای بین این پارچه و پارچه مورد استفاده در پوشاک انجام گرفته که نمونه (پارچه پیراهنی) از کارخانه یزدباف تهیه گردیده و تنها یک نمونه مورد آزمایش قرار گرفته است که شامل مقایسه استحکام، سختی خمشی، سختی برشی و خواص ظاهری (جنس، وزن، تراکم و…) می‌باشد. نتایج بررسی‌ها نشان می‌دهد که پارچه کامپوزیتی ۴ برابر پارچه پیراهنی استحکام داشته و سختی خمشی آن در جهت تار ۶۰ برابر و در جهت مورب ۳۲ برابر پارچه پیراهنی می‌باشد و علاوه بر این ۵ برابر پارچه پیراهنی وزن دارد.

کلمات کلیدی: پارچه کامپوزیتی- خواص مکانیکی- سازه پارچه‌ای

فهرست مطالب

چکیده

فصل اول: آشنایی کلی با سازه‌های پارچه‌ای

بخش اول: مواد کامپوزیتی و خصوصیات آنها۱

۱-۱- تاریخچه ۱

۲-۱- مقدمه ۲

۳-۱- کامپوزیتها چه هستند۵

۴-۱- صنعت کامپوزیتها ۸

۱-۴-۱- کامپوزیتهای مصرفی۸

۲-۴-۱- کامپوزیتهای صنعتی۹

۳-۴-۱- کامپوزیتهای پیشرفته۹

۵-۱- ساختارهای تشکیل دهنده مواد مرکب۱۰

۶-۱- چرا کامپوزیتها متفاوتند۱۱

۷-۱- کامپوزیتها از نقطه نظر دیگر۱۳

۸-۱- طبقه بندی کامپوزیتها۱۴

۱-۸-۱- کامپوزیتهای الیافی (رشته‌ای۱۵

۲-۸-۱- کامپوزیتهای لایه‌ای۱۶

۳-۸-۱- کامپوزیتهای ذره‌ای۱۷

۴-۸-۱- کامپوزیتهای پولکی۱۷

۵-۸-۱- کامپوزیتهای پرشده۱۷

۹-۱- مزایای هشتگانه کامپوزیتها (پلاستیکهای تقویت شده با الیاف FRP19

۱-۹-۱- انعطاف پذیری در طراحی۱۹

۲-۹-۱- پایداری ابعاد۱۹

۳-۹-۱- ساخت قطعات به شکل یکپارچه۱۹

۴-۹-۱- مقاومت بالا ۲۰

۵-۹-۱- سبکی وزن ۲۰

۶-۹-۱- هزینه تجهیزات متوسط۲۰

۷-۹-۱- هزینه پرداختکاری پایین۲۰

۸-۹-۱- مقاومت در برابر خوردگی بالا۲۰

بخش دوم: مروری بر تحقیقات انجام شده قبلی۲۱

۱۰-۱- شبیه سازی سه بعدی زیرلایه‌های کامپوزیت بافته شده برای صفحه مدارهای چند لایه‌ای۲۱

۱۱-۱- شبیه‌سازی تصادفی شکل گیری کامپوزیتهای بافته شده۲۱

۱۲-۱- روش میکرو سطح/ ماکرو سطح و مولتی سطح برای آنالیز ورقه‌های کامپوزیت پارچه‌های بافته شده ۲۲

۱-۱۲-۱- روش میکروسطح / ماکروسطح و مولتی سطح۲۴

۱۳-۱- روندهای نمونه برداری برای کامپوزیت‌های بافته شده هشت وجهی سه‌بعدی.. ۲۶

۱-۱۳-۱- فرایند تولید برای کامپوزیتهای بافته شده سه بعدی۲۸

۱۴-۱- تست فریم تصویری تقویت‌های کامپوزیت بافته شده با یک ثبت واتنش میدان کامل۲۹

۱۵-۱- مدل‌های میکرو مکانیکی برای رفتار خمش کامپوزیت بافته شده۳۰

بخش سوم: سازه‌های پارچه‌ای۳۲

۱۶-۱- سازه‌های پارچه‌ای ۳۲

۱۷-۱- خصوصیات مواد نساجی۳۴

۱۸-۱- پارچه‌های مورد استفاده در سازه‌های پارچه‌ای۳۵

۱۹-۱- انواع سازه‌های پارچه‌ای۳۵

۲۰-۱- مزیت‌های سازه‌های پارچه‌ای۳۷

۲۱-۱- انتخاب سازه‌های پارچه‌ای۳۷

۲۲-۱- کاربردهای امروزه۳۸

فصل دوم: مقایسه خصوصیات مکانیکی پارچه کامپوزیتی با پارچه پیراهنی

بخش اول: روش انجام آزمایشات ۴۲

۱-۲- مقدمه ۴۲

۲-۲- معرفی مواد مورد آزمایش۴۲

۱-۲-۲- پارچه کامپوزیتی (سازه پارچه‌ای۴۲

۱-۱-۲-۲- خصوصیات پارچه کامپوزیتی ۴۲

۲-۲-۲- پارچه پیراهنی ۴۳

۱-۲-۲-۲- خصوصیات پارچه پیراهنی۴۳

۳-۲- اندازه‌گیری ضخامت با دستگاه۴۴

۱-۳-۲- اندازه‌گیری ضخامت پارچه کامپوزیتی۴۴

۲-۳-۲- اندازه‌گیری ضخامت پارچه پیراهنی ۴۵

۴-۲- تعریف خواص مکانیکی ۴۶

۱-۴-۲- خاصیت کشسانی و قانون هوک۴۶

۵-۲- خواص مکانیکی پارچه۴۷

۱-۵-۲- استحکام ۴۷

۲-۵-۲- مقاومت خمشی ۴۷

۳-۵-۲- قابلیت ازدیاد طول۴۸

۶-۲- طول خمشی ۴۸

۱-۶-۲- سختی خمشی ۵۱

۲-۶-۲- مدول خمشی ۵۱

۷-۲- استحکام پارچه ۵۲

۱-۷-۲- مقدمه ۵۲

۲-۷-۲- خصوصیات موثر بر خواص استحکامی کششی پارچه۵۲

۳-۷-۲- اندازه‌گیری استحکام پارچه۵۵

۴-۷-۲- اندازه‌گیری استحکام پارچه با باریکه‌ای از پارچه۵۶

بخش دوم: نتایج بدست آمده از آزمایشات۵۸

۸-۲- محاسبه سختی خمشی۵۸

۱-۸-۲- سختی خمشی پارچه کامپوزیتی در جهت تار۵۸

۲-۸-۲- سختی خمشی پارچه کامپوزیتی در جهت مورب ^ס۴۵۵۸

۳-۸-۲- سختی خمشی پارچه پیراهنی در جهت تار ۵۹

۴-۸-۲- سختی خمشی پارچه پیراهنی در جهت پود ۵۹

۵-۸-۲- سختی خمشی پارچه پیراهنی در جهت مورب ^ס۴۵۶۰

۹-۲- محاسبه استحکام ۶۱

۱-۹-۲- اندازه‌گیری استحکام پارچه کامپوزیتی در جهت تار۶۱

۲-۹-۲- اندازه‌گیری استحکام پارچه کامپوزیتی در جهت مورب ^ס۴۵۶۲

۳-۹-۲- اندازه‌گیری استحکام پارچه پیراهنی در جهت تار ۶۳

۴-۹-۲- اندازه‌گیری استحکام پارچه پیراهنی در جهت پود ۶۴

۵-۹-۲- اندازه‌گیری استحکام پارچه پیراهنی در جهت مورب ^ס۴۵ ۶۵

۱۰-۲- محاسبه سختی برشی۶۶

۱-۱۰-۲- سختی برشی برای پارچه کامپوزیتی۶۶

۲-۱۰-۲- سختی برشی برای پارچه پیراهنی۶۶

فصل سوم: نتیجه‌گیری

۱-۳- مقدمه ۶۷

۲-۳- مقایسه خواص مکانیکی پارچه پیراهنی و پارچه کامپوزیتی۶۷

۳-۳- مقایسه خواص ظاهری پارچه پیراهنی و پارچه کامپوزیتی۶۸

۴-۳- نتایج ۶۸

ضمائم ۶۹

منابع و مآخذ

فهرست منابع فارسی ۹۵

فهرست منابع غیرفارسی ۹۶

فهرست جداول

۱-۲- جدول: اندازه‌گیری ضخامت پارچه کامپوزیتی۴۴

۲-۲- جدول: اندازه‌گیری ضخامت پارچه پیراهنی۴۵

۳-۲- جدول: داده‌های آزمایش پارچه کامپوزیتی در جهت تار۶۱

۴-۲- جدول: نتایج آماری پارچه کامپوزیتی در جهت تار۶۱

۵-۲- جدول: داده‌های آزمایش پارچه کامپوزیتی در جهت مورب (^o۴۵۶۲

۶-۲- جدول: نتایج آماری پارچه کامپوزیتی در جهت مورب (^o۴۵۶۲

۷-۲- جدول: داده‌های آزمایش پارچه پیراهنی در جهت تار۶۳

۸-۲- جدول: نتایج آماری پارچه پیراهنی در جهت تار۶۳

۹-۲- جدول: داده‌های آزمایش پارچه پیراهنی در جهت پود۶۴

۱۰-۲- جدول: نتایج آماری پارچه پیراهنی در جهت پود۶۴

۱۱-۲- جدول: داده‌های آزمایش پارچه پیراهنی در جهت مورب (^o۴۵۶۵

۱۲-۲- جدول: نتایج آماری پارچه پیراهنی در جهت مورب (^o۴۵۶۵

۱-۳- جدول: مقایسه خواص مکانیکی پارچه پیراهنی و پارچه کامپوزیتی۶۷

۲-۳- جدول: مقایسه خواص ظاهری پارچه پیراهنی و پارچه کامپوزیتی۶۸

فهرست شکل‌ها

۱-۱- شکل: کامپوزیت طبیعی۵

۲-۱- شکل: کاهگل (خشت۷

۳-۱- شکل: واسطه ارتباط بین الیاف و ماتریس۱۱

۴-۱- شکل: تفاوت ساختاری بین کامپوزیتها و فلزات۱۲

۵-۱- شکل: شکل کلی انواع کامپوزیت‌ها۱۵

۶-۱- شکل: طبقه بندی کامپوزیتها از دیدگاه دیگر۱۸

۷-۱- شکل: روش چند سطحی برای ساختمان های کامپوزیت پارچه بافته شده۲۵

۸-۱- شکل: ترمینال حج در عربستان سعودی ۳۲

۹-۱- شکل: گنبد پارچه‌ای در لندن۳۳

۱۰-۱- شکل: استادیوم ورزشی در کالیفرنیا ۳۳

۱۱-۱- شکل: ساختار سازه پارچه‌ای۳۴

۱۲-۱- شکل: چگونگی تشکیل سازه پارچه‌ای۳۵

۱۳-۱- شکل: سازه‌های هوایی۳۶

۱۴-۱- شکل: سازه‌های کششی۳۶

۱۵-۱- شکل: سقف خانه۳۸

۱۶-۱- شکل: گنبد ۳۹

۱۷-۱- شکل: سالن‌های نمایش۳۹

۱۸-۱- شکل: استادیوم‌های ورزشی۴۰

۱۹-۱- شکل: پارکهای تفریحی۴۰

۲۰-۱- شکل: سالن نمایشگاه۴۱

۱-۲- شکل: منحنی تنش- کرنش یک ماده در منطقه‌ای که رفتار کشسان از خود نشان می‌دهد۴۶

۲-۲- شکل: اصول اندازه گیری خمش پارچه ۴۹

۳-۲- شکل: روش آزمایشگاهی بررسی خمش پارچه۵۰

۴-۲- شکل: اثر تاب بر استحکام نخ۵۳

۵-۲- شکل: دستگاه استحکام سنج کششی پارچه۵۷

همکاری در فروش فایل