پروژه بررسی سازه های پارچه ای و خصوصیات مکانیکی پارچه های آن

پایان نامه جهت دریافت درجه کارشناسی - تحقیق بررسی سازه های پارچه ای و خصوصیات مکانیکی پارچه های آن

از دیرهنگام 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 ای که در این مقاله در مورد آن بررسی انجام گرفته است از پارچه های کامپوزیتی ساخته شده و بیشتر در سقف های استادیوم، نمایشگاه و سایه بان ها استفاده می گردد. در صنعت نساجی پارچه های کامپوزیتی از ترکیب پلی استر و رزین و ینیل و همچنین الیاف شیشه و رزین تفلن تولید می شوند.

امروزه الیاف، انواع پارچه ها و دیگر مواد نساجی در ساختمان سازی جایگاه مناسبی پیدا کرده اند. زیرا نسبت به آجر و ملات، سبکتر و قابل انعطاف بوده و در زمان بسیار کمی بنا می شوند. همچنین توانایی پوشاندن سطح وسیعی را با بکار بردن کمترین مواد را دارند. در این پروژه علاوه بر معرفی و ضرورت سازه های پارچه ای، خواص مکانیکی پارچه کامپوزیتی مورد استفاده در آنها بررسی می شود 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، مقایسه ای 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...) می باشد. نتایج بررسی ها نشان می دهد که پارچه کامپوزیتی 4 برابر پارچه پیراهنی استحکام داشته و سختی خمشی آن در جهت تار 60 برابر و در جهت مورب 32 برابر پارچه پیراهنی می باشد و علاوه بر این 5 برابر پارچه پیراهنی وزن دارد.

کلمات کلیدی

پارچه کامپوزیتی، خواص مکانیکی، سازه پارچه ای

انواع سازه های پارچه ای

امروزه به طول کلی دو نوع سازه پارچه ای معمول می باشد:

سازه های هوایی Air- supported Structure

سازه های کششی Tension- membrane Stucture

سازه های پارچه ای هوایی

این سازه ها با فشار هوا باد می شوند و استحکام و طرحشان را بدست می آورند. معمولا برای انبارها و کاربردهای تفریحی که احتیاج به پوشاندن مساحت زیادی با هزینه کم می باشد مورد استفاده قرار می گیرند. اکثر این سازه ها با لایه هایی از مواد جاذب صوت و متعادل کننده دما همراه می باشند تا دما و سر و صدای محیط پوشیده شده کنترل شود. این سازه ها معمولا در تابستان جمع می شوند.

سازه های پارچه ای کششی

این سازه ها کاربرد و اشکال مختلفی دارند که با سرعت روبه رشد است. این سازه ها از کنار هم قرارگیری قطعه پارچه ها که توسط قاب یا کابل نگهداشته شده اند بنا می شوند. ساخت این سازه ها به دانش فنی بالایی احتیاج دارد به طوریکه باید در نظر گرفت در کابل ها چگونه نیروهای کششی ایجاد می شود و عکس العمل قطعه پارچه ها در برابر تنش های وارده چگونه است ساخت این نوع سازه ها برای مهندسان یک رقابت ویژه به حساب می آید که چطور سازه را بسازند که یک اثر ماندگار و در حال تعادل بنا شود و در ضمن نه تنها شکل آن از دید معماری قابل قبول باشد بلکه نیروهای داخل پارچه نیز باید در نظر گرفته شود که قطعا عکس العمل پارچه نسبت به دیگر مصالح مرسوم بسیار متفاوت است. قبلا از این سازه ها برای برپا کردن سرپناه های موقتی در برابر باران و برف استفاده می شد. از سال 1980 بهبود کیفیت و قیمت این سازه ها باعث مصرف زیاد این سازه در کشورهای مختلف شد. یکی دیگر از فواید و مزیت های مهم این سازه ها عبور دادن نور خورشید (فقط طیف ملایم روز) است که این امر هزینه های را به شکل قابل ملاحظه ای کاهش می دهد. این سازه ها امروزه برای آمفی تئاترها، استادیوم های ورزشی، فرودگاه ها، مراکز خرید، سالن های نمایشگاه، پارک های تفریحی و داخل ساختمانها برای جداسازی و مرزکشی یا حتی به عنوان کارهای تندیس گون استفاده می شود.

پارچه کامپوزیتی (سازه پارچه ای)

پارچه کامپوزیتی نسبت به پارچه هایی که ما روزانه از آنها استفاده می کنیم، تفاوت های زیادی دارد. این پارچه ها همانطور که از اسم آن پیداست در ساختمان ها و سازه ها به عنوان سایه بان، دکوراسیون، سقف استادیوم، سقف کاذب و... استفاده می شود.

خصوصیات پارچه کامپوزیتی

سازه پارچه ای مورد آزمایش دارای بافت تافته 1/1 می باشد و ضخامت آن 0.48 میلیمتر می باشد و دارای تراکم تاری و پودی یکسان cm 8/1 می باشد که دلیل این امر اینگونه توجیه می شود که چون این پارچه به عنوان سازه استفاده می شود و از هر دو طرف تار و پود نیروی یکسانی به آن وارد می شود بنابراین باید خواص یکسانی در دو جهت داشته باشند. ...

فهرست مطالب پایان نامه

چکیده

فصل اول: آشنایی کلی با سازه های پارچه ای

بخش اول: مواد کامپوزیتی و خصوصیات آنها

تاریخچه

مقدمه

کامپوزیتها چه هستند

صنعت کامپوزیتها

کامپوزیتهای مصرفی

کامپوزیتهای صنعتی

کامپوزیتهای پیشرفته

ساختارهای تشکیل دهنده مواد مرکب

چرا کامپوزیتها متفاوتند

کامپوزیتها از نقطه نظر دیگر

طبقه بندی کامپوزیتها

کامپوزیتهای الیافی (رشته ای

کامپوزیتهای لایه ای

کامپوزیتهای ذره ای

کامپوزیتهای پولکی

کامپوزیتهای پرشده

مزایای هشتگانه کامپوزیتها (پلاستیکهای تقویت شده با الیاف FRP

انعطاف پذیری در طراحی

پایداری ابعاد

ساخت قطعات به شکل یکپارچه

مقاومت بالا

سبکی وزن

هزینه تجهیزات متوسط

هزینه پرداختکاری پایین

مقاومت در برابر خوردگی بالا

بخش دوم: مروری بر تحقیقات انجام شده قبلی

شبیه سازی سه بعدی زیرلایه های کامپوزیت بافته شده برای صفحه مدارهای چند لایه ای

شبیه سازی تصادفی شکل گیری کامپوزیتهای بافته شده

روش میکرو سطح/ ماکرو سطح و مولتی سطح برای آنالیز ورقه های کامپوزیت پارچه های بافته شده

روش میکروسطح / ماکروسطح و مولتی سطح

روندهای نمونه برداری برای کامپوزیت های بافته شده هشت وجهی سه بعدی..

فرایند تولید برای کامپوزیتهای بافته شده سه بعدی

تست فریم تصویری تقویت های کامپوزیت بافته شده با یک ثبت واتنش میدان کامل

مدل های میکرو مکانیکی برای رفتار خمش کامپوزیت بافته شده

بخش سوم: سازه های پارچه ای

سازه های پارچه ای

خصوصیات مواد نساجی

پارچه های مورد استفاده در سازه های پارچه ای

انواع سازه های پارچه ای

مزیت های سازه های پارچه ای

انتخاب سازه های پارچه ای

کاربردهای امروزه

فصل دوم: مقایسه خصوصیات مکانیکی پارچه کامپوزیتی با پارچه پیراهنی

بخش اول: روش انجام آزمایشات

مقدمه

معرفی مواد مورد آزمایش

پارچه کامپوزیتی (سازه پارچه ای

خصوصیات پارچه کامپوزیتی

پارچه پیراهنی

خصوصیات پارچه پیراهنی

اندازه گیری ضخامت با دستگاه

اندازه گیری ضخامت پارچه کامپوزیتی

اندازه گیری ضخامت پارچه پیراهنی

تعریف خواص مکانیکی

خاصیت کشسانی و قانون هوک

خواص مکانیکی پارچه

استحکام

مقاومت خمشی

قابلیت ازدیاد طول

طول خمشی

سختی خمشی

مدول خمشی

استحکام پارچه

مقدمه

خصوصیات موثر بر خواص استحکامی کششی پارچه

اندازه گیری استحکام پارچه

اندازه گیری استحکام پارچه با باریکه ای از پارچه

بخش دوم: نتایج بدست آمده از آزمایشات

محاسبه سختی خمشی

سختی خمشی پارچه کامپوزیتی در جهت تار

سختی خمشی پارچه کامپوزیتی در جهت مورب ס

سختی خمشی پارچه پیراهنی در جهت تار

سختی خمشی پارچه پیراهنی در جهت پود

سختی خمشی پارچه پیراهنی در جهت مورب ס

محاسبه استحکام

اندازه گیری استحکام پارچه کامپوزیتی در جهت تار

اندازه گیری استحکام پارچه کامپوزیتی در جهت مورب ס

اندازه گیری استحکام پارچه پیراهنی در جهت تار

اندازه گیری استحکام پارچه پیراهنی در جهت پود

اندازه گیری استحکام پارچه پیراهنی در جهت مورب ס

محاسبه سختی برشی

سختی برشی برای پارچه کامپوزیتی

سختی برشی برای پارچه پیراهنی

فصل سوم: نتیجه گیری

مقدمه

مقایسه خواص مکانیکی پارچه پیراهنی و پارچه کامپوزیتی

مقایسه خواص ظاهری پارچه پیراهنی و پارچه کامپوزیتی

نتایج

ضمائم

منابع و مآخذ

فهرست جداول

فهرست شکل ها