معمولاً فرش­ها سالها و حتی چندین دهه دارای طول عمر فرسایشی می­باشند و این اندازه ­گیری آزمایشگاهی آن­را مشکل و نیاز به زمان طولانی دارد. دوام فرش بر اساس تعداد دور سایش یا فرسایش لازم تا حذف کامل لایه پرزها و رسیدن به لایه زیرین فرش تعریف می­گردد. دو شاخص موثر در پیش ­بینی طول عمر یا دوام فرش، نرخ افت ضخامت و تراکم وزنی پرز می­باشد ” Carnaby, G.A., Wood, E.J., 1989″
۲-۶-۴ خواص فشاری فرش
فرش­ها در حین استفاده معمولاً درمعرض دو نوع بار استاتیکی(مانند پایه میز و صندلی) و دینامیکی (مانند راه رفتن بر روی فرش) قرار دارند و نخ­های پرز فرش در این بارگذاری فشاری ثابت یا سریع، متراکم شده که تغییرشکل^[۲۵] آنها پیچیده بوده و هر ساق پرز بطورجداگانه تحت حالت­های مختلف تغییرشکل ناشی از فشار محوری، خمشی، پهن­شدن^[۲۶]، کشیدگی^[۲۷] و برش می­باشد. رفتار فشاری پرز فرش­ها در حین بارگذاری و عکس­العمل دینامیکی آنها پس از رفع بار نقش مهمی در عملکرد مکانیکی آنها دارد. نحوه واکنش مکانیکی به جز تأثیر در ظاهر فرش، از جهت ارائه شرایط راحت در طول فعالیت­های بدن انسان در قدم­زدن و ایستادن بر روی فرش و همچنین آسودگی بالا در حداقل­کردن شدت ضربه تماس پا و کاهش پتانسیل سقوط و لغزش و ادراکات تماسی یا زیردست مطلوب بر روی فرش بسیار مهم می­باشد ” Carnaby, G.A., Wood, E.J., 1989″. شکل ۲-۱ مقطع عرضی تغییرشکل فشاری را در لایه پرزهای نمونه فرش ماشینی با نخ پرز از جنس اکریلیک را نشان می­دهد. پس از رفع بار بسته به خواص و مشخصات نخ­های پرز و مشخصات ساختمانی فرش، نخ­های پرز تمایل به بازگشت­پذیری^[۲۸] دارند که اغلب کمتر از ۱۰۰% خواهد بود” Grover, G., Zho, S., Twilly, I.C., 1993″.

شکل ۲-۳. مقطع عرضی تغییرشکل پرزهای فرش ماشینی cut-pile از جنس اکریلیک تحت بار فشاری ” Dayiary, M., Shaikhzadeh, S., Shamsi, M., 2009″
بطورکلی رفتار مکانیکی ناشی از بارگذاری فشاری فرش متمرکز بر سه جنبه بازگشت­پذیری الاستیک که سبب ارتجاعیت پرزها می­گردد، مکانیزم غیرالاستیک(ناشی از لغزش اصطکاکی بین الیاف و بین نخ­ها در حین خمش پرزها و همچنین خواص ویسکوالاستیک نخ­های پرز) که خوابیدگی یا پهن­شدن پرزها را باعث می­ شود، و همچنین مکانیزم فرسایشی(افت مشخصات پرز فرش بواسطه سایش)، می­باشد” Onder, E., Berkalp, O.B., 2001″.
۲-۶-۴-۱ بارگذاری فشاری فرش
برای بارگذاری فشاری فرش­ها به روش آزمایشگاهی و شبیه سازی حالت طبیعی بار ثابت(اثاثیه ساکن) و بار متحرک(راه رفتن انسان بر روی فرش)، تاکنون از روش­های مختلف زیر استفاده شده است.

۲-۶-۴-۱-۱ قدم­زدن عابرین بر روی فرش در مسیر یا راهروی مخصوص پرتردد
قدیمی­ترین روش است که با پهن­کردن نمونه فرش­ها در مسیر یا راهروی عبور عابرین در مکانی پرتردد، بارگذاری متحرک با تعداد گام^[۲۹] مشخص که توسط شمارشگری ثبت می­گردد، اجرا می­ شود. تا دهه ۷۰ میلادی از این روش با تعداد گام محدود(حداکثر تا ۱۰۰ گام) تحت شرایط کنترل شده برای بررسی رفتار فشاری فرش­ها(بارگذاری سریع با بار متوسط ۱۲۰ پوند براینچ مربع) استفاده شده است. از این روش با افزایش عبور عابرین تا ۱۰۰۰۰۰ گام، برای آزمون­های فرسایش فرش و ارزیابی تغییرات ظاهر فرش نیز بکارگرفته می­ شود. معایبی از جمله زمان­بر بودن(در برخی مواقع ماه­ها نیز طول می­کشد)، خاک­گرفتن و چرک­شدن فرش(ایجاد اختلال در ارزیابی­های بعدی فرش)، احتمال خطا در شمارش تعداد گام و سختی­های تأمین شرایط آزمایشگاهی مشابه و تکرار، باعث استفاده کمتر از این روش شده است ” Clegg, D.G., 1965″
۲-۶-۴-۱-۲ بار گذاری استاتیکی
فرشها در حین استفاده معمولاً درمعرض دو نوع بار استاتیکی(مانند پایه میز و صندلی) و دینامیکی (مانند راه رفتن بر روی فرش، حرکت اثاثیه بر روی فرش) قرار دارند.نخهای پرز فرش در این بارگذاری فشاری ثابت یا سریع، متراکم شده که تغییرشکل آنها پیچیده بوده و هر ساق پرز بطورجداگانه تحت حالتهای مختلف تغییرشکل ناشی از فشار محوری، خمشی، پهن شدن، کشش و برش می باشد. رفتار فشاری پرز فرش­ها در حین بارگذاری و عکس­العمل دینامیکی آنها پس از رفع بار نقش مهمی در عملکرد مکانیکی آنها دارد “Carnaby, G.A., Wood, E.J., 1989″. دستگاه بارگذاری استاتیکی با بازوی اعمال نیرو از سال ۱۹۶۶ تا به امروز بر همان اساس بکارگرفته می­ شود. اغلب در این دستگاه بازوی افقی با وزنه انتهایی جهت اعمال بار با تناسب طولی ۱:۵ نسبت به بازوی در تماس با کالا، طراحی شده است. (۵ برابر مقدار وزنه اضافه شده به انتهای بازوی افقی، به نمونه بار فشاری ثابت اعمال خواهد شد). طبق استاندارد مربوطه^[۳۰]، بار ثابت مشخص برای دو حالت بارگذاری کوتاه­مدت ۲ ساعت و بلند مدت ۲۴ ساعت، بر روی نمونه اعمال می­گردد. مطالعه این رویه و بازیابی حاصل نوعی پدیده خزش^[۳۱] فشاری را تداعی می­ کند. معمولاً ضخامت نمونه­ها در حالت بارگذاری کوتاه مدت؛ بلافاصله(۱دقیقه)، ۱۵، ۳۰ و ۶۰ دقیقه پس از رفع بار و درحالت بارگذاری بلند مدت؛ بلافاصله(۲دقیقه)، یک و ۲۴ ساعت پس از رفع بار اندازه ­گیری و ثبت می­گردند. برای تحلیل نتایج روند بازیابی، تغییرات ضخامت فرش پس از رفع بار نسبت به زمان بصورت گسسته ترسیم و لذا مشخصه­های فشردگی و ارتجاعیت پرزها قابل بررسی می­گردد“Ross, D.A., Palmer, D.G., 1973″

شکل۲-۴. دستگاه بارگذاری استاتیکی
۲-۶-۴-۱-۳ بار گذاری دینامیکی
دستگاه بارگذاری دینامیکی دارای قسمت ضربه­زن با نرخ معمول ۱۴ ضربه^[۳۲] در دقیقه، سقوط وزنه ۸۲/۲ پوندی به نمونه ­ای که دارای حرکت رفت و برگشت عرضی محدودی می­باشد را اجرا نموده و معمولاً با تنظیم تا حداکثر ۱۰۰۰ ضربه، مشابه روش استاتیکی برای بازه­های زمانی مشخص پس از رفع بار، نمودار روند بازیابی یا تغییر ضخامت فرش به زمان بصورت گسسته ترسیم و تحلیل می­گردد“Mirjalili, S.A., Sharzehee, M., 2005″

شکل۲-۵. دستگاه بارگذاری دینامیکی
۲-۶-۴-۱-۴ بارگذاری فشاری ارتعاشی
مطابق مطالعات بیومکانیکی مشخص شده است که حد نهایی زمان اعمال نیروها در قدم­زدن معمول انسان بر روی فرش، در زمان کوتاه تقریباً ۲۰ میلی­ثانیه می­باشد که متناظر با فرکانس ۵۰ هرتز می­باشد، لذا خواص فشاری دینامیکی فرش­ها در این دامنه از فرکانس قابل مطالعه می­باشد“Dunlop, J.I., Jie, S., 1991″
با تکنیک ارتعاش^[۳۳] و دستگاه ارتعاش­ساز مقدار کرنش ثابتی با فرکانس تا یک هرتز به نمونه فرش اعمال می­گردد و مقادیر تنش حاصل در پرزها توسط قطعه حساس دستگاه ثبت می­گردد. علاوه بر نمودار تنش-کرنش بارگذاری ارتعاشی، مدول دینامیکی فشاری و افت استهلاکارتعاش^[۳۴] فرش نیز قابل اندازه ­گیری می­ شود“Horino, T., Yabunaka, T., Morikawa, M., 1971″

شکل۲-۶. بارگذاری فشاری ارتعاشی
۲-۶-۴-۱-۵ بارگذاری فشاری با نرخ ثابت ازدیاد فشردگی
در ابتدا از دستگاه ضخامت­سنج دومنظوره، با توانایی انجام همزمان دو عمل بارگذاری فشاری گسسته افزایشی(تا بار حداکثر و برعکس) و اندازه ­گیری ضخامت فرش، استفاده می­شد ” Anderson, S.L., Clegg, D.G., 1961″. دستگاه­های جدید اینسترون^[۳۵] با طراحی ویژه فک­های بالا و پایین دستگاه و با قابلیت تنظیم بارگذاری فشاری پیوسته با نرخ فشردگی ثابت(۵ تا ۲۰ میلیمتر در دقیقه) و برعکس، امکان مطالعه رفتار فشاری پرزهای فرش در حین بارگذاری دینامیکی را تا حداکثر نیروی فشاری مدنظر، فراهم کرده است.

شکل ۲-۷. بارگذاری فشاری با دستگاه اینسترون بر روی نمونه فرش “Dayiary, M., Shaikhzadeh, S., Shamsi, M., 2010″
با انتقال مستقیم نتایج به سیستم کامپیوتری دستگاه، منحنی نیرو- فشردگی و بازگشت­پذیری ترسیم و محاسبات برخی مشخصه­های فشاری بطور مستقیم حاصل می­گردد. نکته مهم اینکه همواره در این روش در ابتدای کار جهت همسطح­کردن پرزها و یا الیاف بیرون زده احتمالی بالاتر از ارتفاع اصلی پرز نمونه فرش، با اعمال بار فشاری حداقل؛ ۲۵/۰ پوند براینچ مربع(معادل ۶/۱۷ گرم بر سانتی­مترمربع) شرایط آزمون را کالیبره­کرده و سپس بار حداکثر با نرخ ثابت فشردگی اعمال می­گردد“Laughlin, K.C., Cusick, G.E, 1968″
۲-۶-۴-۲ خواص فشاری فرش ها
به طور کلی خواص فشاری فرش ها تحت شرایط مختلف بارگذاری لایه پرزها عبارتند از:
۱- درصد فشردگی^[۳۶]
۲- انرژی فشردگی^[۳۷]
۳- درصد بازگشت پذیری^[۳۸]
۴- انرژی بازگشت الاستیک^[۳۹]
۵- درصد ارتجاعیت^[۴۰]
۶- انرژی اتلافی^[۴۱]
۷- درصد افت ضخامت^[۴۲]
۸- مدول فشاری^[۴۳]
۲-۶-۴-۲-۱ درصد فشردگی
حد نهایی فشردگی(تغییر­ضخامت) پرزهای فرش تحت بار فشاری حداکثر تنظیمی دستگاه اینسترون و تغییر ارتفاع پرز فرش بلافاصله پس از رفع بار فشاری استاتیکی و دینامیکی میزان فشردگی پرز فرش نامیده می شود. میزان فشردگی و درصد قابلیت فشردگی پرزهای فرش(%S)را مطابق روابط زیر می توان محاسبه نمود:
%S = () × ۱۰۰

شکل ۲-۸. درصد فشردگی
۲-۶-۴-۲-۲ انرژی فشردگی
انرژی یا کار انجام شده جهت فشردگی پرز فرش ها همان انرژی کل بارگذاری بوده که اندازه آن برابر مساحت زیر منحنی نمودار بارگذاری حاصل، مانند مساحت زیر منحنی ABD در شکل زیر می­باشد.

شکل ۲-۹. انرژی فشردگی
۲-۶-۴-۲-۳ درصد بازگشت پذیری
بطورکلی در بارگذاری کششی یا فشاری، مقدار بازگشت منسوج به اندازه اولیه پس از رفع بار را بازگشت پذیری گویند. واکنش مکانیکی پرزهای فرش در جهت بهبود تغییر شکل فشاری را بازگشت پذیری یا بازیابی پرز گویند که معمولاً مقدار این بازیابی بعد از ۲۴ ساعت پس از رفع بار را بازگشت الاستیک یا الاستیسیته^[۴۴] پرزها گویند.

شکل ۲-۱۰. درصد بازگشت پذیری
۲-۶-۴-۲-۴ انرژی بازگشت الاستیک
انرژی بازگشت پذیری الاستیک، پرزها را از سطح تغییر شکل حداکثر ծ_sبه سطح تغییر شکل بعد از t واحد زمان پس از رفع بار بهبود می­دهد (ծ)، لذا مقدار ծ_{E =} ծ_S – ծ را می­توان تغییر شکل اصلاحی (بهبود یافته) نام گذاری نمود و نسبت ᴪ به عنوان ضریب بازگشت پذیری الاستیک بیانگر انرژی پتانسیل الاستیک درکل انرژی انتقالی به پرزها توسط فشار استاتیکی، مشابه ارتجاعیت پرز با تقسیم انرژی بازگشت پذیری الاستیک به انرژی فشردگی تعریف و محاسبه می­گردد. نیروی به کار رفته جهت محاسبه انرژی الاستیک را نیروی استردادی می­نامند که در حرکت پرزها به سمت موقعیت اولیه شان تأثیر گذار بوده و با تغییر زمان بازگشت پذیری، تغییر می­ کند. مطابق شکل ۲-۸ و مساحت زیر منحنی BCE می­توان کار یا انرژی بازگشت پرزها در هر لحظه زمان پس از رفع بار را محاسبه نمود “Celik, N., Koc, E.,” 2007″
۲-۶-۴-۲-۵ درصد ارتجاعیت
توانایی و قابلیت پرزهای فرش در بازگشت از فشردگی را ارتجاعیت یا جهندگی می گویند. معمولاً فرشها در لحظات اولیه رفع بار، بازگشتی الاستیک یا خطی و پس از آن بازگشتی ویسکوالاستیک و غیرخطی دارند.
%Resilience =
۲-۶-۴-۲-۶ انرژی اتلافی