Charakterizace tahových vlastností pásků střihu na kotník kompresních ponožek a vývoj modelů pro aproximaci Laplaceova zákona

Hafiz Faisal Siddique, M.Sc.

Doctoral thesis

Tensile Characterization of Compression Sock's Ankle Cut-strips and Development of Models to Approximate the Laplace's Law

Abstract:

Tensile properties of compression socks play a vital role to exert the adequate radial pressure, directly linked to their work performance, and working life. These properties are deployed using various type of materials and machine adjustments. In this scientific research work, socks samples were commercially bought and cut to evaluate their physical, structural, tensile properties and theory of exertion of compression pressure. So, current research work is comprised of two parts. Part 1 presents a scientific tensile characterization of the sock's cut-strip hauled to analyze; force at practical extension compared to experimental pressure (Ps), comparison between tensile indices, experimental pressure (Ps) and force at practical extension. These tensile indices include; loading energy (W), unloading energy (W´), hysteresis (H), and tensile linearity (TL). Results showed that the force value at practical extension (FL) impart the significant influence to explain experimental pressure (Ps). It was also concluded that the tensile indices (W, W´, H, and TL) statistically shows significancy (R2- value = moderate-strong) to force at practical and experimental pressure. Part 2 is comprised of a theoretical investigation of compression pressure using the modelization technique and transformation of the Laplace's law. This technique helped to explore some unknown parameters especially, deformed width (wf), true stress (T)/ logarithmic strain (T)/true modulus (ET). Using these unknown parameters; Laplace's law was transformed to two new mathematical models; Model 1 (T.Y.M); based on true Young's modulus and Model 2 (E.Y.M); based on engineering Young's modulus and deformed width (wf). Furthermore, the results revealed that the transformed models; model 1 and model 2 and basic Laplace's law have well approximation to experimental pressure (Ps). Existing models were also compared to experimental pressure to analyze their efficacy. Newly transformed models were also statistically compared to original Laplace's law revealed that newly developed models have strong significant approximation to basic Laplace's law.

Abstract:

Tahové vlastnosti kompresních ponožek hrají zásadní roli při vyvíjení přiměřeného radiálního tlaku, přímo spojeného s jejich pracovním výkonem a životností. Tyto vlastnosti jsou nasazovány pomocí různých druhů materiálů a strojních úprav. V této vědecko-výzkumné práci byly komerčně zakoupeny a nařezány vzorky ponožek, aby se vyhodnotily jejich fyzikální, strukturální a tahové vlastnosti a teorie vyvíjení kompresního tlaku. Současná výzkumná práce se tedy skládá ze dvou částí. Část 1 představuje vědeckou charakteristiku tahu proužku ponožky taženého k analýze, sílu při praktickém vytažení ve srovnání s experimentálním tlakem (Ps), srovnání mezi indexy tahu, experimentálním tlakem (Ps) a silou při praktickém vytažení. Tyto indexy tahu zahrnují zatěžovací energii (W), odlehčovací energii (W´), hysterezi (H) a tahovou linearitu (TL). Výsledky ukázaly, že hodnota síly při praktickém prodloužení (FL) má významný vliv na vysvětlení experimentálního tlaku (Ps). Rovněž se dospělo k závěru, že indexy tahu (W, W´, H a TL) statisticky vykazují významnost (hodnota R2 = střední až silná) pro sílu při praktickém a experimentálním tlaku. Část 2 se skládá z teoretického zkoumání kompresního tlaku pomocí techniky modelování a transformace Laplaceova zákona. Tato technika pomohla prozkoumat některé neznámé parametry, zejména deformovanou šířku (wf), skutečné napětí (T) / logaritmickou deformaci (T) / skutečný modul (ET). Pomocí těchto neznámých parametrů byl Laplaceův zákon přeměněn na dva nové matematické modely. Model 1 (T.Y.M) je založen na skutečném Youngově modulu a Model 2 (E.Y.M) je založen na inženýrském Youngově modulu a deformované šířce (wf). Kromě toho výsledky odhalily, že transformované modely model 1 a model 2 a základní Laplaceův zákon se dobře přibližují experimentálnímu tlaku (Ps). Stávající modely byly také porovnány s experimentálním tlakem za účelem analýzy jejich účinnosti. Nově transformované modely byly také statisticky porovnány s původním Laplaceovým zákonem a ukázalo se, že nově vyvinuté modely mají silnou významnou aproximaci k základnímu Laplaceovu zákonu.

Keywords

Charakterizace tahu, kotníkové střihy, modelační technika, transformované Laplaceovy zákony, experimentální tlak, přiblížení k Laplaceovu zákonu

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 27. 3. 2023

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Adnan Ahmed Mazari, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Textile Engineering

Doctoral programme / field:
Textile Engineering / Textile Technics and Materials Engineering