Analytical Approach for Simulating the Compression and Recovery Behaviour of Nonwoven Fabrics for Automotive Floor-Covering Application under Static Loading

In this study, viscoelastic model parameters are obtained to predict the compression and recovery behaviour of needle-punched nonwoven textiles which are customarily used in industrial applications such as automotive floor-coverings. To this end, two different models are used to explain the compression and recovery behaviour of non-woven textiles under brief, moderate static loading (BMSL) and prolonged, heavy static loading (PHSL) according to ISO 3415 and ISO 3416, respectively. The first model consists of a linear spring and damper set parallel to each other. This combination is placed in series with a linear damper. The second model, however, consists of a linear spring and damper set parallel to each other and placed in series with a nonlinear damper. The results obtained for the compression and recovery behaviour of the non-woven textiles under BMSL and PHSL are compared with experimental results. The results obtained indicated that the nonlinear model is more accurate in the prediction of the compression and recovery behaviour of needle-punched nonwoven textiles under static loading than the linear model. The best result for the prediction of the compression and the recovery behaviour of nonwoven textiles under BMSL and PHSL occurs with the nonlinear model, in which the errors are 4.68% and 4.66%, respectively, when compared to the experimental results.

W pracy podjęto próbę przewidywania zachowania przy ściskaniu i regeneracji igłowanych włóknin używanych w zastosowaniach przemysłowych, takich jak wykładziny podłogowe w samochodach. W tym celu zastosowano dwa różne modele, tak aby wyjaśnić zachowanie włókniny przy ściskaniu i regeneracji przy krótkim, umiarkowanym obciążeniu statycznym (BMSL) i długotrwałym, dużym obciążeniu statycznym (PHSL), odpowiednio, zgodnie z ISO 3415 i ISO 3416. Pierwszy model składał się z liniowej sprężyny i amortyzatora ustawionych równolegle do siebie. Ta kombinacja była umieszczona szeregowo z amortyzatorem liniowym. Drugi model składał się ze sprężyny liniowej i amortyzatora ustawionych równolegle do siebie i połączonych szeregowo z amortyzatorem nieliniowym. Wyniki uzyskane dla zachowania się przy ściskaniu i regeneracji włókniny pod BMSL i PHSL porównano z wynikami eksperymentalnymi. Uzyskane wyniki wskazały, że model nieliniowy jest dokładniejszy w przewidywaniu zachowania przy ściskaniu i regeneracji włóknin igłowanych pod obciążeniem statycznym niż model liniowy. Najlepszy wynik w przewidywaniu ściskania i regeneracji włókniny pod BMSL i PHSL uzyskano dla modelu nieliniowego, w którym błędy wynoszą odpowiednio 4.68% i 4.66% w porównaniu z wynikami eksperymentalnymi.