مقدمه
پارچه های نساجی در هنگام استفاده های معمول و کاربرد های عملی ، مثل پوشش لباس ، مصارف خانگی و مصارف صنعتی ، تحت یک سری از تغییر شکل های پیچیده قرار می گیرد . این تغییر شکل ها شامل : افت پارچه ، چروک یا تا خوردگی ، کیفیت زیر دست ، خمش پذیری و دیگر اثراتی است که مرتبط با اصول زیبایی پارچه
می باشند .
پدیده برش، یکی از همین تغییر شکل های پیچیده است که در سطح پارچه اتفاق
می افتد . به نظر می رسد که به این خصوصیت فیزیکی – مکانیکی پارچه به دلیل آنکه در ظاهر دیده نمی شود ، در قیاس با دیگر فرم های تغییر شکل پارچه ، کمتر توجه شده است . در حالی که باید اذعان نمود که قابلیت منحصر به فرد پارچه برای پوشش سطوح سه بعدی ، در گرو همین پدیده می باشد .
توانایی پارچه برای پذیرش تغییر شکل برشی ، یکی از ملزوماتی است که پارچه
می تواند به عنوان پوشاک ، بر بدن انسان انطباق داشته باشد ، بدون آنکه ایجاد احساس ناراحتی کند پارچه به عنوان جسمی جدایی ناپذیر از نیاز های بشری مورد استفاده های گوناگون قرار می گیرد ، بدون آنکه اغلب مصرف کنندگان – و یا حتی برخی کارشناسان علم نساجی – اطلاع داشته باشند که کاربرد های ویژه پارچه در قیاس با دیگر مواد جهان پیرامون ، به پدیده برش مربوط است . رفتار برشی پارچه
– با توجه به منابع موجود – نسبت به دیگر خصوصیات و رفتار های پارچه کمتر مورد ارزیابی قرار گرفته است و البته تا کنون هیچ استاندارد اجرائی برای آن تعیین نگردیده است .
منظور از انتخاب این موضوع برای سمینار کارشناسی ارشد اینجانب ، آشنایی شنونده یا خواننده با مفاهیم اساسی برش ، این پدیده مهم فیزیکی مکانیکی پارچه و دخیل در کاربرد های معمول و روزمره پارچه می باشد .
برای نیل به این هدف ، در فصل اول مفهوم برش پارچه تاری پودی ، رفتار و منحنی مربوطه از نگاهی ساده در چند بخش مختلف به تفصیل تشریح می شود و در ادامه ارتباط برش با تغییر شکل خمشی پارچه ، روشن می گردد .
در فصل دوم ، به روش های آزمایشی مهمی که تا کنون برای ارزیابی خصوصیات برشی پارچه های تاری پودی در منابع ذکر شده اند ، پرداخته می شود ؛ که از این دست می توان به دستگاه آزمایش گر برشی Kawabata اشاره نمود که هم اکنون به عنوان روش پیشرو برای تعیین مقادیر مختلف برش ، استفاده می گردد . همچنین در این فصل شیوه آنالیز تصویری برش پارچه که در سال 2005 ، به شیوه عکس برداری از پروسه برش مقادیر آن را ارزیابی می نماید ، نشان داده می شود .
در فصل سوم تغییر شکل برشی پارچه به وسیله روش تجزیه و تحلیل المان محدود (Finite Element Analysis ) بررسی می شود و مقادیر مختلف برش از جمله تنش برشی ، کرنش برشی و روابط آنها به وسیله محاسبات تئوریک آنالیزی بیان
می گردد .
در فصل چهارم مدل ریاضی ارائه شده برای خصوصیات برشی ذکر می گردد ؛ تا از طریق آن و نمودار های قطبی حاصله ، خصوصیات برشی پارچه تاری پودی در
جهت های مختلف تبیین گردد .
فصل اول
رفتار عمومی برشی پارچه های تاری – پودی
1-1- تغییر شکلهای پیچیده پارچه و معرفی پدیده برش
پارچه های نساجی در هنگام استفاده و کاربردهای عملی ، تحت یکسری تغییرشکلهای پیچیده قرار می گیرند که این تغییر شکلها شامل افت پارچه ( Drape) ، زیر دست پارچه (Handle ) ، چروک شدن (Wrinkle ) یا تا خوردگی (Crease) و دیگر اثراتی که مرتبط با زیبایی پارچه است، می باشد. واضح است که مصرف کنندگان پارچه ها ، بازرگانان و یا تولید کنندگان منسوجات ، این سری از کیفیتهای پارچه را بصورت ذهنی و با تجربه عملی ارزیابی می کنند، اما اگر یک کارشناس نساجی بخواهد خصوصیات فیزیکی – مکانیکی و کیفیتی پارچه را مورد مطالعه قرار دهد
می بایست این تغییر شکلهای پیچیده را بطور عملی بررسی نماید در واقع مطالعه مکانیک ساختمانی پارچه ، تمامی این موارد را در بر می گیرد. ]1[
یکی از خصوصیات بارز و مهم منسوجات ، خصوصیات خمش پذیری و انعطاف آنها در مقایسه با دیگر مواد در جهان پیرامون می باشد این خصوصیت ویژه پارچه ، ناشی از مواد تشکیل دهنده آن ، یعنی الیاف می باشد بطوریکه وقتی پارچه خم می شود ، الیاف می توانند در کنار هم حرکتی نسبی داشته باشند این حرکت نسبی می تواند بین تک تک الیاف مجاور و یا بین دسته های الیاف مجاور (نخ ) رخ دهد در واقع پارچه
– پارچه ای که در این تحقیق مورد مطالعه قرار گرفته است تاری پودی است –
می تواند تحت یک انحناء خم شود ؛ ولی اگر تحت دو انحناء یا بیشتر خم شود پدیده برش (Shear) ، رخ می دهد پس بطور کلی می توان این پدیده را بدین صورت توضیح داد : برش ، تغییر زاویه بین نخهای متقاطع است و همچنین به عنوان نتیجه خمش و تابیده شدن نخهای بین نقاط تقاطع نیز تعریف می شود. ]4[
برای مطالعه مکانیک تغییر شکلهای پیچیده لازم است ابتدا مطالعات آزمایشگاهی و تئوریهای تغییر شکل مورد توجه قرار گیرند سپس این تغییر شکلها را به شکلهای ساده تر تبدیل نمود و در نهایت مبانی علمی رفتار پارچه تحت تغییر شکلهای ساده بکار گرفته شود. ]1[