پيش‌بيني سختي خمشي پارچۀ بي‌بافت اسپان‌ليس با استفاده از الگوريتم تقسيم بازگشتي پويا و روش انرژي

Predicting the flexural rigidity of spunlace nonwoven fabric using dynamic recursive splitting algorithm and energy method

امروزه منسوجات بي‌بافت به خصوص منسوجات بي‌بافت اسپان‌ليس به دليل خواص منحصر به فرد از جمله استحكام زياد، وزن سطحي پايين، تخلخل بالا اهميت ويژه‌اي دارند و در كاربردهاي مختلفي مورد استفاده قرار مي‏گيرند. در اين پژوهش، يك مدل رياضي براي پيش‌بيني سختي خمشي منسوجات بي‌بافت اسپان‌ليس با استفاده از الگوريتم تقسيم بازگشتي براي تعيين تعداد تماس الياف و روش انرژي براي محاسبه‌ مقدار انرژي كرنشي ذخيره ‌شده در ساختار به هنگام اعمال ممان خمشي خارج از صفحه ارائه مي‌شود. براي اعتبارسنجي مدل، هفت نمونه منسوج بي‌بافت اسپان‌ليس با استفاده از دو جنس مختلف شامل الياف پلي پروپيلن و پلي استر، دو وزن واحد سطح 45 و 60 گرم بر مترمربع و دو سيستم لايه‌گذاري شامل كاردينگ‌هاي موازي و كراس‌لپر توليد شدند. نتايج مقايسه‌ بين مقادير تجربي و نظري نشان‌دهنده قدرت پيش‌بيني خوب مدل ارائه شده بوده و چنين انتظار مي‌رود كه مدل ارائه شده براي مهندسي ساختار منسوجات بي‌بافت استفاده شود.

Nowadays, nonwoven fabrics, especially spunlace nonwoven fabrics, are used in various applications due to their unique properties such as high strength, low basis weight, and high porosity. In this research, a mathematical model for predicting the flexural rigidity of spunlace nonwoven fabric is presented using the dynamic recursive splitting algorithm to determine the fiber-to-fiber contacts and the energy method to calculate the amount of strain energy stored in the structure when applying the out-of-plane bending moment. To validate the model, seven samples of spunlace nonwoven fabrics were produced using two types of fibers including polypropylene and polyester, two bais weights of 45 and 60 gsm and two lapping systems including parallel cardings and cross lapper. The comparison results between experimental and theoretical values show the good predictive power of the presented model, and it is expected that the presented model will be used for engineering the structure of nonwoven textiles.