Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein Hasani,Ali Zadhosh,Saeed Ajeli
حسین حسنی (استاد راهنما) علی زادهوش (استاد مشاور) سعید آجلی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Reza Hessami
رضا حسامی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Investigation into Energy Absorption Capacity of Composites Reinforced by 3-D Weft Knitted Fabrics
Energy absorption capacity is one of the most important criterion in selecting materials for many engineering applications, such as crushing elements in cars, bicycle helmets, hard hats use construction sites and protective packaging of fragile goods. the materials or devices used as impact energy absorbers should utilize the plastic deformation as major energy-absorbing mechanism, In addition a light weight would be an attractive attribute in their applications. Particularly attractive of 3D dimensional textile performs are improved damage tolerance and the benefit of near net shape(cellular) manufacturing. The most attention has been given to 3D composites manufactured by the textile techniques of weaving, braiding, stitching and knitting. In this project two kind of knitted structures, simple single jersey (plain) and double jersey (rib) with two density( high and low) of textured multi-filament nylon 150 deneir were knitted. The fabric was placed on the plate include geometric dimensions, truncated cone and hemisphere with both low and high density, Another drilled page was placed on fabric in such a manner that the fabric was clamped between two plates by bolts in around of plates. Then this set was placed in oven with temperature 180? C and duration of 5 minutes and thermoforming action was ran. Three-dimensional fabric was covered by the epoxy resin. Then, to achieve an ideal energy absorbing, resin covered three-dimensional fabric was placed in a polymer substrate. PVC foam is suitable for this, was selected. The foam energy absorber to achieve an ideal state should have elastic and thus the foaming agent was applied. The exact amount of PVC and foaming agent plus precise determination processing factors such as temperature and curing time was achieved.The specimen was prepared by standard mould that the three-dimensional fabric was placed in between of the mould, Then the PVC foam with the same amount was poured in to the mould on both sides of the fabric. Then the mould was placed in the oven with specific heat and time. Specimens based on the Taguchi L8 design test method was prepared and the quasi-static tensile and pressure and dynamic impact (Drop weight) tests were ran. Results of the mini tab software was analyzed and optimized sample among the samples, the sample reinforced by the structure of high density rib with high density truncated con showed the highest strength in the tensile and pressure testes, samples with the same mentioned conditions, but in the form of hemisphere, has highest energy absorption in impact test. Then with the aid of the software, the optimal sample with PVC foam (specimen without reinforcement) was compared, and the results indicate that using 3D knitted fabric reinforcement in PVC foam is significant.
ظرفیت جذب انرژی یکی از مهمترین گزینه ها در انتخاب مواد برای بسیاری از کاربردهای مهندسی مانند قطعات ضربه گیر در اتومبیل ها، کلاه های ایمنی مورد استفاده در دوچرخه و موتور سواری، محوطه¬های ساختمان¬سازی و نیز بسته بندی برای کالاهای شکننده، می باشد. مواد مورد استفاده در جاذب های انرژی باید تغییر شکل پلاستیک را به عنوان مکانیزم اصلی جذب انرژی بکار گیرند، ضمن اینکه سبکی وزن در این مواد بسیار مورد توجه می باشد. علیرغم استفاده از کامپوزیت های تقویت شده با منسوج های دوبعدی (چندلایی ها) در یک دوره طولانی، استفاده از آنها در بسیاری ازکاربردهای ساختمانی محدود شده است که این محدودیت ها ناشی از مشکلات تولیدی مانند زمان و هزینه بالای لایه چینی دستی و ویژگی های ضعیف مکانیکی از جمله آویزش ضعیف لایه های پیش آغشته و عدم رسیدن به شکل های پیچیده در قالب گیری است. از مشکلات مکانیکی مهم دیگر چند لایی¬ها، مقاوت پایین آنها به ورقه ورقه شدن می باشد. در تلاشی گسترده برای غلبه بر بسیاری از این مشکلات در طول چند دهه گذشته توجه زیادی به کامپوزیت های پلیمری تقویت شده با سازه های لیفی سه بعدی شده است چراکه هزینه تولید این کامپوزیت ها نسبت به چند لایی ها پایین تر و مقاومت درون ضخامت بهتری را ارایه می کنند. بیشترین توجه به فرایندهای نساجی از قبیل بافندگی تاری پودی، بریدینگ، بخیه زنی و بافندگی حلقوی برای تولید این کامپوزیت ها شده است. برای نیل به این مقصود، دو ساختار حلقوی پودی یکروسیلندر ساده و دوروسیلندر ریب با تراکم های سطحی متفاوت از نخ نایلون مولتی فیلامنت تکسچره شده 150 دنیری بر روی ماشین های گردباف بافته شد. سپس پارچه ها با استفاده از فرایند گرما شکل دهی در آون با دمای 180 درجه سانتیگراد و مدت زمان 5 دقیقه به کمک استفاده از قالبهای خاص سه بعدی شدند. برجستگی های سه بعدی روی پارچه ها به دو شکل هندسی مخروطی سرصاف و نیمکره ای با دو تراکم کم و زیاد ایجاد شدند. پارچه های سه بعدی شده به وسیله رزین اپکسی پوشش داده شده و برای رسیدن به یک جاذب انرژی ایده آل در یک بستر پلیمری از فوم پی وی سی قرار گرفتند. برای قرار گیری پارچه ها در بستر پلیمری، قالبی با ابعاداستاندارد تهیه گردید. پارچه سه بعدی در میان آن قرار گرفت و سپس فوم پی وی سی به اندازه یکسان در دو طرف پارچه درون قالب ریخته شد و در آون به مدت زمان و حرارت مناسب قرار داده شد. نمونه ها بر مبنای روش طراحی آزمایش تاگوچی L8 آماده گردید و مورد آزمایشات شبه استاتیک کشش و فشار و آزمایش دینامیکی ضربه وزنه ثقلی و پاندولی قرار گرفتند. نتایج حاصل به کمک نرم افزارmini tab مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و نمونه بهینه مشخص گردید. نتایج حاصله نشان می دهد که نمونه تقویت شده بوسیله پارچه دورو سیلندر ریب با تراکم سطحی بالا و ساختار اشکال هندسی مخروطی سر صاف با تراکم سطحی بالا در آزمون استحکام کششی و فشار بالاترین مقاومت را از خود نشان داد. همچنین در آزمون ضربه وزنه ثقلی و پاندولی نمونه با همان شرایط ذکر شده اما با برجستگی های نیمکره ای، نمونه بهینه شناخته شد. سپس به کمک نرم افزار نمونه بهینه با نمونه پی وی سی بدون پارچه مورد تحلیل آماری قرار گرفت که نتایج حاکی از معنی دار بودن تفاوت مابین ویژگی های بررسی شده دراستفاده از پارچه حلقوی برای تقویت فوم پی وی سی می باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی