الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان
(ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۶۳
کد مقاله
CHEM63
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
آزمایش دو محوری و استحکام پارچه‌های پوشش دار
نام انگلیسی
On the Biaxial Testing and Strength of Coated Fabrics
تعداد صفحه به فارسی
۱۵
تعداد صفحه به انگلیسی
۴
کلمات کلیدی به فارسی
آزمایش دو محوری, استحکام, پارچه‌های پوشش دار
کلمات کلیدی به انگلیسی
Biaxial Testing, Strength, Coated Fabrics
مرجع به فارسی
دپارتمان مهندسی راه و ساختمان
دانشگاه استوتگارت, آلمان
مرجع به انگلیسی
Department of Civil Engineering, Stuttgart University, Stuttgart, West Germany, Experimental Mechanics
کشور
آلمان
آزمایش دو محوری و استحکام پارچه‌های پوشش دار
این مقاله نشان دهنده آن است که نمونه‌های اصلاح شده، به ما اجازه اندازه‌گیری قدرت کششی / استحکام در حد پارگی (مقاومت گسیختگی) دو محوری حقیقی را میسر می‌سازد.
چکیده
برای استفاده از پارچه های پوشش دار به عنوان ماده سقف سازی جهت ساختارهای سبک وزن مانند چادر‌های مسافرتی، ساختارهای پر شده از هوا و سقف های باز شو، این ماده در دو بعد فشرده می‌شود. احتمالات مختلف برای آزمایش دو محوری پارچه ها بررسی شده و شکل نمونه مناسبی طراحی شد تا قابلیت اندازه‌گیری استحکام در حد پارگی دو محوری حقیقی میسر شود. نتایج تجربی نشان داد که استحکام دو محوری با استحکام تک محوری مساوی است. روابط تنش ـ کرنش ارائه شده و با مورد تک محوری مقایسه گردید.
آزمایش دو محوری و استحکام پارچه‌های پوشش دار
مقدمه
پارچه های پوشش دار به گستردگی به عنوان مواد سقف سازی برای ساختارهای مسطح پهن و سبک وزن نظیر چادر‌های مسافرتی، ساختارهای پر شده از هوا، سقف های آویزان، یا سقف های باز شو بکار برده می‌شوند۱. هدف از تهیه این ساختارها معمولا پایدارسازی آنها است که بوسیله کابلها، شبکه‌ها یا بوسیله فشار هوا انجام می‌شود. در هر مورد، ماده به صورت دو محوری فشرده می‌شود. علاوه بر این، بارها، نظیر باد، برف، آب و یخ که سبب ایجاد تنشهایی در سقف‌ها می شوند در دو بعد عمل می‌کنند زیرا سطح به صورت یک غشا عمل می‌کند. بنابراین، آزمایش دو محوری و آگاهی از استحکام دو محوری برای تخمین رفتار واقعی و قابلیت اطمینان یک ساختار غشایی ضروری است. با این وجود، آزمایش عمومی پارچه‌ها به صورت تک محوری انجام می‌شود زیرا آزمایش دو محوری دشوارتر و گران قیمت‌تر است. متاسفانه، رابطه بین استحکام تک محوری و دو محوری تاکنون ناشناخته مانده است.
قبل از گزارش در مورد روش آزمایش و نتایج بررسی‌های دو محوری انجام شده، یک بازبینی مرجع برای نشان دادن تعداد و انواع تلاشهایی که تاکنون جهت ارائه رفتار دو محوری صحیح پارچه‌ها انجام شده‌اند، صورت می‌گیرد.
بررسی های دو محوری پیشین
سه گروه آزمایش دو محوری اصلی وجود دارد: آزمایش انفجاری (کره)، آزمایش استوانه‌ای و آزمایش دو محوری صفحه‌ای.
آزمایش دو محوری و استحکام پارچه‌های پوشش دار
آزمایشهای انفجاری
ساده ترین آزمایش بارگذاری دو محوری، آزمایش انفجاری با استفاده از یک نمونه دایره‌ای است که در امتداد لبه‌ها با گیره نگاه داشته می‌شود. این غشای تخت بوسیله فشار آب یا هوای جانبی به شکل یک کره در می‌آید و فشار تا حد انفجار نمونه افزایش می‌یابد. رابطه بین فشار و انحنا، معرف استحکام انفجاری پارچه می باشد۲.
عیب این روش آن است که فقط نمونه های کوچک می‌توانند بکار برده شوند، و در طی آزمایش، نسبت تنش در جهت تار و پود نمی‌تواند متغیر باشد و زاویه بین جهت تار و پود در طی آزمایش تغییر می‌کند. چون پارچه‌ها مواد ناهمسانگرد (آنیزوتروپی) هستند، شکل تغییر یافته دقیقا کره نیست و این فرض که محاسبات تنش و کرنش بعنوان مبنا بشمار می آیند کاملا صحیح نمی‌باشد. نتایج آزمایش های انفجاری پارچه‌های پوشش‌دار نشان می‌دهند که استحکام انفجاری فقط بصورت تقریبی به ۸۰ درصد میانگین استحکام تک محوری در جهت تار و پود میرسد۵-۳.
آزمایش های استوانه‌ای
استوانه های تو خالی نمونه‌های غالبا استفاده شده‌ای هستند که بررسی‌های دو محوری در مورد موادی مانند فلزات و پلاستیک را میسر می‌سازند، چرا که فشار داخلی و فشار یا کشش محوری از یکدیگر مستقل هستند. بنابراین، نسبت بین دو یا سه تنش در دیواره می‌تواند در محدوده گسترده‌ای تغییر کند، همچنین، احتمال ایجاد تنشهای برشی بوسیله پیچ خوردگی استوانه نیز وجود دارد.
هنگامی که نمونه‌های استوانه‌ای از پارچه ساخته می‌شوند، مشکلی ایجاد شده آن است که معمولا درز (شکاف)، بجز برای پارچه‌های آزمایشی دایره‌ای بافته شده مخصوص، قابل اجتناب نیست. بنابر این نمونه آزمایشی شامل استوانه‌ای با یک یا دو درز (شکاف) متقارن می‌باشد. در هر مورد، رفتار تنش – کرنش تحت تاثیر درزها قرار می گیرد، اما بطور صریح باید خاطر نشان نمود که موردی که در اینجا تحت بررسی قرار می گیرد در حقیقت خواص پارچه نیست، بلکه خواص متعلق به مواد چند سازه (کامپوزیت) می باشد. علیرغم این واقعیت، آزمایش استوانه‌ای غالبا برای بررسی خواص مکانیکی پارچه‌ها انجام می‌شود.۱۰-۶ اما نتایج آزمایش نشان داده‌اند که آزمایش استوانه‌ای برای تعیین استحکام دو محوری صحیح مناسب نیست.
آزمایشهای دو محوری صفحه‌ای
بهترین نتایج برای محاسبه و اندازه‌گیری تنش و کرنش در یک آزمایش دو محوری صفحه‌ای/ مسطح حاصل می‌شود اما مشکلات دیگری نیز ایجاد می‌شوند، مانند وارد شدن نیرو به نمونه به صورتی که کرنش طولی و کرنش عرضی که تحت تاثیر رویه نصب گیره‌ها قرار می‌گیرد. پس از انجام تلاشهای متعدد، بهترین و عمومی‌ترین نتایج با دستگاه آزمایش لوش (Losch) بدست آمد. این دستگاه آزمایش از یک قاب صلب m3×m3 و ده پیستون هیدرولیک در هر طرف تشکیل شده است.این پیستونهای هیدرولیک به صورت عرضی حرکت می‌کنند و مستقل از هم قابل تنظیم هستند بطوریکه موارد غیردقیق نمونه را می‌توان یکسان نمود. نمونه یک حوزه مربعی cm50 ×cm50 و ده نوار در هر طرف دارد که این نوارها برای تثبیت ده پیستون می‌باشند. با افزایش فشار روغن در استوانه‌های هیدرولیک، پیستونها نمونه را به یک طرف می‌کشند. در طی بارگذاری، تصاویر فوتوگرافی از حوزه مربعی گرفته می‌شوند که بوسیله مربع ها و دایره های متحدالمرکز با محوری در جهت تار و پود نشان داده می‌شوند. بعلاوه، نگاتیوهای فیلم را نیز می‌توان در یک میکروسکوپ اندازه‌گیری نمود و کرنش پارچه‌ها را می‌توان بوسیله مقایسه کشیدگی یک خط نشاندار با طول اولیه آن محاسبه کرد.
همانگونه که در بالا ذکر شد، این روش آزمایش برای رابطه تنش – کرنش پارچه‌های پوشش‌دار بهترین نتایج را حاصل می آورند، اما این میزان فقط تا ۴۰ درصد استحکام تک محوری می باشد. در بخش زیر، این نکته نشان داده شده که چگونه شکل نمونه را می‌توان برای تعیین استحکام دو محوری صحیح در یک پارچه پوشش‌دار اصلاح نمود.
آزمایش دو محوری و استحکام پارچه‌های پوشش دار
نتایج آزمایشهای دو محوری صفحه‌ای
برای اصلاح روش آزمایش دو محوری، آزمایشها بر روی یک پارچه توری با نخ‌های پلی‌استر و پوشش PVC انجام شدند. تعداد تارها ۳۳۰۰ dtex و پودها ۲۲۰۰ dtex بودند، بافت بصورت ۳٫۴/۳٫۲ (cm/ نخ) بود. وزن یک مترمربع g 995 اندازه‌گیری شد. شکل اولین نمونه بکار رفته بر اساس بررسی های لوش۲۱ بوده و در اولین ردیف شکل ۱ نشان داده می‌شود. نسبت بین تنش تار و تنش پود همانند نسبت بین استحکام تک محوری در تار و جهت پود و برابر با ۱۰/۱ بود. ستون دوم شکل ۱ شامل نسبت بین استحکام دو محوری و استحکام تک محوری اندازه‌گیری شده می‌باشد. ستون سوم ایده‌ای را برای نوع و علت شکست ارائه می‌دهد. همانگونه که در شکل ۱ دیده می‌شود، اولین نمونه به یک استحکام دو محوری که فقط ۴۵ درصد مقدار استحکام تک محوری است، میرسد. پدیده از هم گسیختگی غالبا در گوشه حوزه (ناحیه) مربعی شروع می‌شود و در امتداد درزهای نوارها به پیش می‌رود. این وضعیت بوسیله گِرد کردن گوشه‌ها و جوشکاری اضافی نوارهای دوخته شده اصلاح می‌شود. پس از تغییر، استحکام دو محوری به ۶۶ درصد استحکام تک محوری میرسد.
پس از اعمال مقدار اندکی از این فرآیند با نمونه‌های گرد شده، چنین به نظر رسید که شکلهای دیگر نمونه‌ها را می توان یافت که مقدار بیشتری کرنش عرضی را در ناحیه لبه‌ای میسر می‌سازند. بنابراین نمونه‌های دارای شکلهای عرضی طرّاحی گردیدند. خصوصیت ویژه این نمونه‌های اصلاح شده، برش اضافی در نوارها در امتداد نخ‌ها بود. این برشها با استفاده از یک چاقوی تیز یا یک تیغ صورت تراشی ایجاد گردیدند. این نوع نمونه، «نمونه عرضی شکل بریده بریده» نامیده شد. تا مادامی که پایانه‌ها یا نواحی انتهایی نوارها بوسیله دولا کردن پارچه همراه با دوخت محکم شده و تا وقتی که پیچ‌ها و حلقه‌ها بعنوان ابزارهای تثبیت مد نظر بوده اند، شاهد شکست در ۰٫۷۶ برابر استحکام تک محوری شروع بودیم. این شکست در انتهای نوارها شروع شده و در امتداد درزهای بافت تداوم می یافت. در این مورد، استحکام اندازه‌گیری شده، استحکام دو محوری حقیقی نمی‌باشد زیرا ناحیه مربعی فشرده شده دو محوری، با شکست مواجه نمی‌شود.
نتایج این بررسیها در شکل ۴، که در آن تنش در جهت های تار و پود در برابر کرنش در این جهت ها رسم شده، نشان داده شده‌اند. به عنوان مثال، ۱/۲ در شکل ۴ بدین معنی است که تنش تار دو برابر تنش پود است یا ۱/۰ مترادف با آزمایش تک محوری در جهت پود می‌باشد. این خطوط نشان می‌دهند که کرنش در جهت مورد نظر، مثلا در جهت تار، برای تنشهای بالاتر در جهت عمودی، کوچکتر است. در مورد نسبت ۲/۱ (تار۲=پود)، کرنش در جهت تار با علامت منفی شروع می‌شود یا به عبارت دیگر کشیدگی فقط در تنش تار [*]۵۰ شروع می‌گردد. این امر از این واقعیت ناشی می‌شود که نخ های پود در یک مسیر راست کشیده می شوند در حالیکه نخ های تار که قبلا راست بودند موج دار گردیده اند. شکل ۴ همچنین ارائه دهنده ایده‌ای در مورد رفتار متفاوت ماده بارگذاری شده تک محوری و دو محوری می باشد. این شکل نشان می‌دهد که کرنشها در مورد تک محوری از مورد دو محوری بزرگتر می باشند.
آزمایش دو محوری و استحکام پارچه‌های پوشش دار
خلاصه و نتیجه گیری
به منظور بکارگیری پارچه‌های پوشش دار بعنوان ماده مورد استفاده در سقف سازی سازه های پهن گستر و سبک وزن، ماده در دو بعد فشرده می‌شود. این نکته نشان داده شده است که چند روش آزمایش دو محوری مختلف وجود دارد، اما این روشها اندازه‌گیری استحکام دو محوری صحیح و حقیقی را امکان پذیر نمی‌سازند. پس از اصلاح شکل و نصب نمونه ها، «نمونه های عرضی شکل بریده بریده» در آزمایشهای انجام شده بهترین نتایج را ارائه دادند. برای ایجاد روابط تنش – کرنش و استحکام تحت شرایط بارگذاری دو محوری، آزمایشهایی با نسبتهای متفاوت بین تنش تار و پود انجام گردیدند. این نکته معلوم شد که استحکام دو محوری با استحکام تک محوری مساوی است.
برای اثبات قابلیت کاربرد عمومی شکل جدید نمونه ها در تمامی انواع پارچه ها، تحقیقات بیشتری را باید انجام داد. همچنین به نظر میرسد که آزمایشهای مختلف تحت دما ها و سرعتهای کرنش متفاوت ضروری باشند. پس از تکمیل چنین مواردی است که می‌توان نظریاتی را در باب ایمنی و اعتبار ساختارهای غشایی ارائه نمود.
[*] تنش همیشه برحسب N/cm داده می‌شود زیرا ضخامت پارچه نمی‌تواند موثر باشد و ثابت نیست. بنابر این، تنش نیرو بر واحد طول می‌باشد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
