Browsing by Author "Javaid, Muhammad Usman"

Now showing 1 - 2 of 2
  • Thumbnail Image
    Item
    Effect of surface modification and knife penetration angle on the Quasi-Static Knife Penetration Resistance of para-aramid fabrics
    (2019-04-03) Javaid, Muhammad Usman; Militky, Jiri; Wiener, Jakub; Jabbar, Abdul; Salacova, Jana; Umair, Muhammad
    The focus of this paper is to describe the effect of change in surface friction of single layer para-aramid (TwaronA (R)) square woven fabric and change in knife penetration angle on its Quasi-Static Knife Penetration Resistance (QSKPR). The surface friction of fabric was changed by depositing SiO2 on its surface by using water glass as a precursor. Six different knife penetration angles (0 degrees, 22.5 degrees, 45 degrees, 67.5 degrees, 90 degrees and 135 degrees) were selected. Untreated and treated fabric samples were compared for change in QSKPR. It was observed that the deposition of SiO2 on the surface of TwaronA (R) fabric increased the surface friction which resulted in the increase in QSKPR. The response of fabric against QSKPR changed from partial yarn cutting to individual yarn cutting in fewer steps and load was distributed to a larger area due to decrease in yarn slippage. The change in penetration angle changed the distance, knife cutting edge travelled to cut each next yarn(s) and when this distance increased, the QSKPR was reduced. The post-penetration image analysis of damaged fibres showed that the load distribution among warp and weft yarns was complementary and change in penetration angles changed the distribution of stabbing load among the warp and weft yarns. When yarns with higher tensile strength and less slippage were loaded, the fabric showed highest resistance to penetration. A QSKPR prediction model was also proposed at the end.
  • Thumbnail Image
    Item
    Tkaniny se zvýšenou odolností proti prořezání
    (2018-2-5) Javaid, Muhammad Usman; ; Salačová Jana, Ing. Ph.D. Skolitel : 55153
    Tato práce je zaměřena konstrukci a hodnocení vlastností vrstvených textilních struktur s zvýšenou odolností proti pronikání nožů. Každá vrstva je tkaná textilie vyrobená z para-aramidového vlákna Twaron? se stejnou dostavou ve směru osnovy a útku. Je analyzována anizotropie odporu proti pronikání nože jedné i vice vrstev tkaniny. Orientace odporu proti pronikání je charakterizována úhlem penetrace nože (KPA) mezi osou řezání nožem a směrem osnovy tkaniny. Tento úhel byl měněn v pěti směrech řezu, tedy 0°; 22,5°; 45°; 67,5° a 90°. Byla zkoumána kvazi-statická odolnost proti pronikání nože (QSKPR) a dynamická odolnost proti pronikání nože (DSR) tkaninou. Základním cílem této práce je úprava povrchu vláken tak, aby se změnily jejich třecí vlastnosti. Výběr a aplikaci těchto úprav je třeba provést tak, aby nebyly negativně ovlivněny vlastnosti charakterizující komfort. Ze tří předběžně vytipovaných technik modifikace povrchu byly vybrány dvě, které byly detailně zkoumány. Jedná se o depozici oxidu křemičitého (SiO2) na povrch textilie, dále vystavení textilie působení ozónu spolu s depozicí SiO2 a depozici oxidu titaničitého (TiO2) na povrch textilie. Byly sledovány jednak mechanické vlastnosti upravené tkaniny, dále komfortní vlastnosti, odolnost proti bodání nožem a změny povrchu vláken.Byla vyvinuta nová metoda pro aplikaci SiO2 na povrch textilie s použitím vodního skla (WG) jako prekurzoru. Depozice SiO2 byla analyzována a potvrzená pomocí skenovací elektronové mikroskopie (SEM), infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR) a spektroskopie rentgenového spektra (EDX). Koncentrace Byla nalezena významná souvislost mezi koncentrací WG a růstem QSKPR. Při koncentrací 40% WG ke zvýšení QSKPR o více než 200%. Navíc se ukázalo, že pro neupravené tkaniny vykazuje QSKPR specifický průběh pro různá KPA. Depozice SiO2 na tkaninu zvýšila koeficient tření vláken v tkanině. Ukázalo se, že u upraveného vzorku je třeba vyšší síly k rozestoupení přízí v tkanině než u vzorku neupraveného. Zvýšení koeficientu tření vláken ve tkanině s deponovaným SiO2 bylo srovnatelné s tkaninou vystavenou působení ozónu s naneseným SiO2. Nicméně u tkanin s naneseným SiO2 byla zjištěna relativně vyšší ohybová tuhost.Bylo zjištěno, že kvazi-statické pronikání nože je silně ovlivněno interakcí osnovních a útkových nití, což bylo popsáno modelem na bázi Fourierovy funkce. Tento model se dobře hodí pro hodnocení kvazi-statického pronikání nože pro různé tkaniny. Bylo také ověřeno, že kvazi-statické pronikání nože je přímo úměrné součiniteli tření tkaniny a nepřímo úměrné vzdálenosti mezi nitěmi.Rozdíly v chování upravené a neupravené tkaniny při pronikání nože byly analyzovány pomocí CCD kamery během QSKPR měření. Bylo pozorováno, že klíčovou roli hraje profil nože. Tupá hrana nože zvyšuje odpor a na křivce tlakové síly způsobuje výrazný pík. Naopak po úplném proniknutí tupého kraje nože jsou jednotlivé nitě přeříznuty jedna za druhou. Lze konstatovat, že depozice částic SiO2 zvyšuje tření mezi vlákny uvnitř příze, a proto se vlákna v upravené přízi chovají jako jednolitá masa proti ostré hraně nože. Byl měřen odpor příze proti prokluzu, chování příze při řezání a síla nutná pro vytažení příze z tkaniny ve směru osnovy i útku v upravené a neupravené tkanině. Vyšší odolnost proti kvazi-statickému pronikání nože vykazuje osnova ve srovnání s útkem v obou textiliích (upravené i neupravené).QSKPR byla měřena také na dvou vrstvách orientovaných vzájemně pod různým úhlem kladení (SA) tj. 0°, 45° a 90°. Bylo zjištěno, že SA 45° vykazuje relativně lepší odolnost proti kvazi-statickému pronikání nože do tkaniny. Stejné vrstvy případ byly vyhodnoceny pomocí testu podle modifikované normy NIJ-0115.00. Bylo zjištěno, že 45° SA vykazuje izotropní odolnost proti kvazi-statickému pronikání nože ve všech KPA. Upravené textilní struktury vykazují dvakrát vyšší odolnost proti kvazi-statickému pronikání nože než neupravené.