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Modele de elastic tricotat

Posted on Feb 17, 2019 by in Uncategorized |

L`élasticité d`un tissu dérive naturellement de l`élasticité du fil et des points de bouclage périodiques, nous devons donc définir comment ces facteurs interagissent. Cela signifie prédire comment l`énergie élastique du fil varie au fur et à mesure que le tricot est déformé. De la mécanique structurelle à des statistiques de tremblement de terre, la physique derrière tirer un tricot est très riche. Bien que la compréhension de l`élasticité des tricots peut aider les scientifiques à trouver des applications directes dans le renforcement composite, la robotique molle ou de l`architecture, comprendre la partie statistique peut aider les physiciens fondamentaux comprendre pourquoi ces différents systèmes montrent comportement similaire. Nous modélisons également le tissu en tant que réseau avec trois ingrédients: une énergie dominante de flexion des fils, un motif de point de croisement non altéré et une conservation de la longueur des fils. En utilisant ce modèle, nous constatons que la minimisation de l`énergie du tissu sous contraintes nous permet de capturer les caractéristiques physiques essentielles de la forme du tissu et de son élasticité. En utilisant ces idées, nous avons obtenu une formule mathématique donnant la réponse mécanique d`un point, et donc aussi pour un tricot où tous les points sont déformés de façon identique. Le modèle capte parfaitement la réponse élastique observée d`un tricot tiré (figure 3), même lorsque le tricot est tendu à deux fois la taille initiale. À d`autres élements, cependant, les mailles ne peuvent plus rétrécir latéralement en raison du diamètre de fil fini. Le fil s`étire ensuite et compresse – facteurs qui ne sont pas pris en compte dans le modèle, ce qui sous-estime donc la force de traction. Pour prédire des cas plus réalistes où la déformation est inhomogène, nous pouvons garder la même approche, mais nous avons une contrainte supplémentaire: les mailles doivent garder les mêmes voisins (examen physique X 8 021075).

Les étoffes tricotées peuvent être facilement étirées, alors que le fil constitutif ne peut pas. La géométrie du modèle de tricotage est donc cruciale pour la réponse mécanique du tissu. Les concepteurs et les ingénieurs ont profité de cette qualité pour développer des matériaux avec des formes réglables et des réponses mécaniques, avec des applications allant du textile au génie biomédical. Cependant, les ingrédients physiques fondamentaux reliant la géométrie et l`élasticité sont encore obscurs. Nous présentons une combinaison de travail expérimental et théorique qui dévoile certains de ces ingrédients et suggère un cadre général pour une étude des matériaux intelligents à base de fil. Pour faire face au deuxième problème-la complexité de la maille-nous avons fait ce que tous les physiciens adorent faire: nous avons simplifié le système autant que possible afin que seuls les paramètres essentiels sont restés. Nous savions que ce qui définit un tricot est le modèle des points de croisement, donc nous avons commencé par choisir le fil le plus simple que nous pouvions trouver-lignes de pêche en nylon. Ensuite, nous avons fait un tricot très lâche de sorte que le fil n`a pas été trop déformée. Bien qu`un peu oser être un vêtement, le tricot résultant (semblable à celui de la figure 1b) est un système merveilleux pour un physicien de jouer avec. Cela signifie que nous ne devons prendre en compte que quelques facteurs (qui peuvent inclure plusieurs paramètres numériques): l`élasticité du fil, la structure imposée par le motif d`entrelacement et le frottement fil-fil aux points de croisement.