وبلاگ

جهت بررسی مقاومت یک نمونه در برابر نیرو های مختلف، ابتدا باید تاثیر این نیروها از لحاظ تئوری بر روی نمونه مورد نظر بررسی شود، تا مشخص شود از لحاظ تئوری مقاومت یک نمونه در برابر نیروهای اعمالی به چه پارامترهایی وابسته است. سپس این نتایج را با نتایج بدست آمده از مراحل عملی مقایسه می كنیم. به این ترتیب می توانیم درك درستی از مقاومت لیف در برابر نیروهای مختلف داشته باشیم و بر طبق آن یک نتیجه كلی ارائه دهیم.
به همین دلیل سعی شده است در فصل اول ابتدا به بررسی تاثیر نیروهای خمشی و پیچشی بر روی الیاف و سپس در فصل دوم به معرفی دستگاه هایی كه توسط آن مقاومت خمشی و پیچشی سنجیده شده اند پرداخته شود.
همچنین به دلیل این كه نیروهای برشی و كششی باعث ایجاد تنش برشی و تنش كششی در مصالح می شوند و تنش فقط مقدار نیرو را بر روی یک سطح نشان میدهد و به شكل هندسی سطح وابسته نمی باشد، میتوانیم بیان كنیم كه از لحاظ تئوری دو نمونه از یک جنس و با داشتن مساحت سطح مقطع یكسان (بدون در نظر گرفتن شكل سطح مقطع) باید داری استحكام كششی و برشی یكسان باشند. به همین دلیل در این پروژه به بررسی تاثیر نیروهای خمشی و پیچشی بر روی الیاف مورد آزمایش پرداخته شده است.
فصل اول:
كلیات
هدف

یک لیف از زمانی كه تولید میشود تا زمانی كه به مصرف میرسد و همچنین در زمان مصرف، نیروهای زیادی از قبیل نیروهای كششی، برشی و همچنین نیروهای خمشی و پیچشی به آن وارد میشود. هدف ما در این پروژه مقایسه بررسی تأثیر شكل سطح مقطع (فاكتور 

شكل) بر روی مقاومت خمشی و پیچشی لیف p.p با سه سطح مقطع Hollow Trilobal و Trilobal و Octalobal می باشد.

اما سوال اینجاست كه آیا میتوان در هنگام تولید الیاف مصنوعی، سور اخهای اسپینرت را طوری طراحی كرد كه در عین ثابت بودن سطح مقطع وفقط با تغییر شكل سوراخهای اسپینرت به مقاومت خمشی وپیچشی بیشتری در الیاف تولید شده دست یافت؟
پیشینه تحقیق
Morton در سال 1947 و 1949 بر روی مقاومت پیچشی الیاف تحقیق كرد و دستگاهی را برای اندازه گیری سختی پیچش یک لیف طراحی كرد. در سال 1950 Carlene ارتباط بین سختی خمش لیف و نخ را بررسی نمود و روشی را برای اندازه گیری سختی خمش ارائه كرد.
Mredith نیز در سال 1954 روشی برای بدست آوردن سختی پیچش یک لیف ارائه كرد و همچنین چون سختی پیچش كمیتی است كه به شكل سطح مقطع وابسته است، Mredith برای اشكال مختلف عددی را به عنوان فاكتور شكل معرفی كرد. فاكتور شكل برای پیچش، برابر است با نسبت “ممان اینرسی قطبی” سطحی به هر شكل دلخواه و به مساحت A (مساحت مشخص)، به ممان اینرسی قطبی دایره ای به همان مساحت A می باشد. پس Mredith مقدار آن را برای دایره 1 تعریف كرد. سپس، از فاكتور شكل در فرمول سختی پیچش استفاده كرد و نتایج ارزنده ای را ارائه نمود. Chapman نیز در سال 1971 و 1973 دستگاهی را برای محاسبة مقاومت خمشی و پیچشی یک لیف ارائه نمود و همچنین خصوصیات تنش – كرنش خمشی یک فیلامنت را بررسی كرد.

: نخ به عنوان اصلی ترین جزء سازنده در پارچه های بافته شده تأثیر بسیار زیادی در خواص مكانیكی، فیزیكی و پوششی پارچه دارد. مطالعه در ساختمان نخ نیز یكی از ابتدایی ترین فاكتورها جهت بررسی و كنترل خواص نخ بوده، لذا بهبود خواص نخ از هر جهت سبب افزایش كیفیت محصول نهایی خواهد شد. به غیر از مشكلات فنی ماشین رینگ كه باعث كاهش سرعت تولید و بالا بودن هزینه ریسندگی در این ماشین شده است، دیگر مزایای آن باعث گردیده كه همچنان نخ رینگ به عنوان محصول مرجع قرار داشته و نخ سیستم های ریسندگی دیگر با آن مقایسه گردند. در این ماشین رشته كشش دیده پس از خروج از نیپ جفت غلتك تولید، بلافاصله در معرض تاب قرار می گیرد. حضور نیروی تاب در نخ و خروج لایه باریک الیاف كشش دیده منطقه ای به شكل مثلث بوجود می آورد كه الیاف باید از این محدوده و مسیر عبور كنند و د رنهایت با اتحاد الیاف در نقطه تاب، نخ شكل می گیرد. این مثلث با خود ویژگی هایی دارد كه در ساختار و كیفیت نخ تولیدی بسیار موثر است. الیاف به محض خروج ازمنطقه كشش با دو نیرو مواجه می شوند، نیروی كشش كه آن ها را به طرف پایین می كشد (تنش ریسندگی) و دیگری نیرویی كه آنها رابه انسجام و گرد هم جمع شدن وادار می كند (نیروی تاب). این پدیده باعث می شود تا لیافی كه در دو ضلع مثلث قراردارند (C,A) (شکل 1-1) تحت بیشترین كشش قرار گیرند. الیاف مرزی (منتهی الیه دو گوشه مثلث) سعی برگریز از صحنه تولید دارند در نتیجه همیشه بخش اندكی از الیاف به عنوان ضایعات از دو جانب مثلث از صحنه تولید خارج شده و مشكلات زیادی كه حداقل آن پارگی نخ است ایجادمی شود بخش دیگری ازالیاف كه شانس گریز پیدا نمی كنند در سطح نخ قرار گرفته، لایه بیرونی نخ راتشكیل می دهند و در ساختمان نخ نقش موثری باز ی نمی كنند. در شكل (2-1) تصویری از نخ رینگ كه در آن وضعیت الیاف لایه بیرونی نخ به خوبی نشان داده شده ملاحظه می گردد. الیاف فوق با حداقل درگیری در سطح نخ ظاهر شده اند و در تأمین استحكام نخ مفید واقع نمی شوند. جهت محدود كردن ضایعات الیاف فراری لازم است تاعرض مثلث تاب كم شود. این عمل در ماشین های رینگ متداول با قرار دادن كندانسور قبل از رسیدن الیاف به غلتك تولید (شکل 3-1) صورت می گیرد.

ضرورت انجام تکمیل های ضد باکتری
رشد میکروارگانیزم ها روی منسوجات می تواند روی عملکرد، بهداشت و ظاهر آنها تأثیر بگذارد. بیشترین مشکل ناشی از این میکروارگانیسم ها، قارچ ها و باکتری ها هستند. قارچ ها باعث ایجاد مشکلاتی چون رنگ پریدگی، لکه های رنگی و خسارت به کالای نساجی می شوند. باکتری ها مثل قارچ ها به الیاف صدمه نمی زنند اما می توانند بعضی خسارت ها به الیاف، بوهای ناخوشایند و احساس لیزی لجن مانندی را در سطح منسوج ایجاد کنند.
اغلب اوقات قارچ و باکتری یک رابطه همزیستی روی پارچه تشکیل می دهند. مواد اضافه شده به الیاف مثل روغن های روان کننده، آنتی استاتیک ها، مواد تعاونی پایه طبیعی (مواد آهاری، غلظت دهنده ها و بهبود دهنده های زیردست) یک منبع غذایی را برای میکروارگانیزم ها آماده می کنند.
تکمیل های ضد میکروبی برای پارچه های صنعتی که در معرض هوا قرار دارند، بسیار حائز اهمیت است. پارچه های مورد استفاده برای سایبان ها، پرده ها، خیمه ها، روکش های برزنتی، طناب و مشابه این ها به محافظت در برابر فاسد شدن و کپک زدن نیاز دارند. لوازم و اثاثیه خانگی مثل فرش، پرده حمام، پارچه های تشکی بارها تکمیل های ضد میکروبی را دریافت می کنند. پارچه ها و لباس های حفاظتی که در مکان هایی که احتمال خطر عفونت و آلودگی از عوامل بیماری زا در آنجا وجود دارد (بیمارستان ها، پرورشگاه ها، مدارس و هتل ها) می توانند از تکمیل های ضدمیکروبی بهره مند شوند.

استفاده از تکمیل های ضد میکروبی برای جلوگیری از بوهای نامطبوع روی لباس های زیر، جوراب و لباس های ورزشی یکی از نیازهای مهم 

بازار فروش می باشد. بو، به وسیله تجزیه عرق بدن توسط باکتری ها تولید می شود و کنترل رشد باکتری ها با تکمیل های بهداشتی، مشکل را کاهش و یا باعث برطرف شدن آن می شود.

خصوصیات تأثیر تکمیل های ضد میکروبی
سرعت رشد میکروب ها می تواند به صورت مبهوت کننده ای سریع باشد. برای مثال جمعیت باکتری ها تحت شرایط ایده آل (PH=5-9, 36-40 درجه سانتی گراد) هر 20 تا 30 دقیقه دو برابر خواهد شد. در این سرعت، یک سلول باکتری می تواند به 1048576 سلول، فقط در مدت 7 ساعت افزایش پیدا کند. بنابراین تکمیل های ضدمیکروبی باید واکنش سریعی برای اثرگذاری داشته باشند. افزایش شروع سریع واکنش، یکی از معیارهای مهم برای تکمیل ضدمیکروبی است.
مواد ضدمیکروبی باید میکروب ها را بکشد یا باعث توقف رشد آنها شود و این خاصیت را در چندین مرحله شست و شو یا در معرض محیط قرار گرفتن حفظ نماید. همچنین باید برای استفاده تولید کننده و پوشیدن مصرف کننده بی خطر بوده و پایین ترین اثرات محیط زیستی را دارا باشد.
تکمیل های ضدمیکروبی باید دارای استفاده آسان در ماشین های نساجی و سازگاری با بقیه مواد تکمیلی مورد استفاده باشد و اگر اثری ناسازگار با خصوصیات پارچه مثل راحتی پارچه دارد، این اثر کوچک باشد و همچنین باید قیمتش پایین باشد.

تنها راه افزایش کیفیت محصولات و خدمات، استفاده از تکنولوژی برتر، مواد اولیه مرغوب تر و گرانتر و نیروی انسانی با تخصص بالا نیست. در این راستا، یک روش موثر و کارا برای از عهده برآمدن این مهم (کیفیت)، روش جدید طراحی بهینه برای عملکرد، کیفیت و هزینه است. این روش، طرح استوار نامیده میشود که شامل ویژگی های زیر است: 1) غیر حساس نمودن عملکرد محصول به تغییر پذیری مواد اولیه، که نتیجۀ آن، بکارگیری مواد و قطعات با مرغوبیت پایین تر و هزینه کمتر، در اغلب موارد می باشد. 2) استوار نمودن طراحی ها در مقابل تغییر پذیری ساخت (تولید) که نتیجۀ آن، کاهش هزینۀ نیروی انسانی و کاهش دوباره کاری و ضایعات است. 3) بکارگیری طرح هایی با حداقل حساسیت در مقابل تغییری پذیری محیط، که نتیجه آن، کاهش هزینه های عملیاتی (بکارگیری) میباشد. 4) بکارگیری یک فرایند توسعه یافتۀ جدید، بگونه ای که از فعالیت های مهندسی، بصورت موثرتری استفاده میشود. روش طرح استوار یک متدلوژی مهندسی برای بهبود کارآیی در فاز تحقیق و توسعه میباشد. بطوریکه محصولات با کیفیت بالا و هزینۀ پایین می توان تولید کرد. استفاده از این روش میتواند در سطح بالایی، توانایی سازمانها را در جهت راهیابی به بازارهای جهانی و پایین نگه داشتن هزینه های تولید و توسعه و تحویل محصولات با کیفیت بالاتر را، بهبود ببخشد. مبتکر طرح استوار پروفسور تاگوچی است که از دو منظر فلسفی و روش شناسی به موضوع نگریسته است. اساس فلسفه او بر این استوار است که هر گونه بهبود در کیفیت محصولات و فرایندهای ساخت باید با تحلیلی از طراحی های مربوطه آغاز شود. روش شناسی او برای بهینه نمودن پارامترهای طراحی محصولات وفرایندهای ساخت که در ارتباط با مشخصه های اصلی طراحی صورت میگیرد به سه مرحله جداگانه به نام های: الف) طراحی سامانه ب) طراحی پارامتری ج) طراحی رواداری (تولرانس) تفکیک میگردد. در طراحی سامانه، کاربرد دانش علمی و مهندسی به منظور تولید یک طرح اولیه ای از محصول یا فرایند ساخت که بتواند نیازهای اساسی را در رابطه با عملکرد را براورد سازد می باشد. در ضمن مشخصات فنی ای که برای این طرح اولیه تعریف میشود نقاط شروع بهبود مشخصه های طراحی به حساب می آید. اصل اساسی طراحی اثر زدا (طرح استوار) عبارتست از: بهبود کیفیت یک محصول با حداقل کردن اثر علت های تغییر بدون حذف علت ها. این کار به معنی بهینه کردن طراحی فرایند و محصول برای حداقل کردن حساسیت عملکرد در مقابل علل مختلف تغییرات است این روش طراحی پارامتری نامیده میشود. طراحی رواداری به روشی می پردازد که در آن از طریق تعدیل در هزینه و کیفیت، حدود تغییر پذیری مقادیر بهینه ای که در طراحی پارامتری مشخص شده اند تعیین می شوند. اغلب شرکت های موفق و مطرح در کشور ها ی صنعتی، کار صحیح کاهش تغییر پذیری عملکرد محصول را نسبت به منابع اغتشاش برای فن آوری مورد نظر، از طریق بکارگیری روش طرح استوار (طراحی پارامتری) انجام می دهند که نتیجه آن ساخت محصولاتی با کیفیت بالا و هزینه های پایین است ولی شرکت هایی که از روش طرح استوار بی اطلاع هستند در مراحل طراحی به طور چشم گیری به طراحی رواداری و طراحی سامانه متکی هستند. اتکا به طراحی رواداری، محصولات را برای ساخت، گرانتر می سازد و اتکا به طراحی سامانه مستلزم بدست آوردن فناوری و ابتکارات در فن آوری است که برنامه ریزی آن بسیار مشکل بوده و منجر به یک سرمایه گذاری بالا و زمان توسعه طولانی تر می شود.

در جوامع امروزی، پیشرفت بی سابقه ای در اندازه و تعداد ساختمانها، آسمان خراشها، انبارها و روش های حمل و نقل صورت گرفته است. فرشها، مبلمان و پرده ها، وسایل، سوخت و گاز مصرفی برای گرم کردن، تماماً موجب افزایش میزان مواد آتش پذیر در ساختمانها شدهاند. تکنولوژیها، فرایندها و کاربردهای جدید، خطرات جدیدی از آتش را معرفی کردند (مانند منابع اشتعال جدید همانند جرقههای جوشکاری و یا مدار کوتاه). روشها و تجهیزات محار آتش جدید و همچنین طراحی نوین ساختمانها، موجب کاهش میزان خرابیهای ناشی از آتش شده است. گرچه، میزان بالای مواد قابل اشتعال موجود در ساختمانهای اداری و مسکونی میتواند موجب خنثی شدن موارد گفته شده حتی برای بهترین ساختمانهای ساخته شده بشوند.

هر سال، بیش از 3 میلیون آتشسوزی موجب 29 هزار مجروح و 4500 کشته در آمریکا میشوند و چیزی متجاوز بر 100 میلیارد دلار 

خسارت وارد میشود. آتش سوزیهای شخصی اکثراً در اماکن مسکونی روی میدهد جایئکه اثاث منزل، کفپوشها و البسه بطور گسترده وجود دارند و بعنوان سوختی مناسب برای آتش میباشند. خسارات بزرگ معمولاً در مکانهای تجاری مانند ادارات و انبارها ایجاد میشوند. آتشسوزی همچنین در هواپیماها، قطارها و اتوبوسها نیز رخ میدهد.

به منظور ایجاد محافظت بیشتر در برابر آتش و همچنین افزایش زمان فرار هنگام بروز آتش سوزی، روش های افزایش بتأخیر افتادن سوختن کالاهای مصرفی گسترش یافتند. مواد تأخیرانداز شعله بصورت شیمیایی به پلیمرها، طبیعی و مصنوعی برای ایجاد خصوصیات تأخیراندازی شعله اضافه شدند. مواد تأخیرانداز شعله شیمیایی اغلب به منظور بهبود خصوصیات آتش پذیری پلیمرهای مصرفی از کم به متوسط استفاده میشوند. این مواد تأخیرانداز شعله یا بطریق فیزیکی و یا با ایجاد پیوند بر روی پلیمر مورد نظر مانع آتش میشوند. عموماً این مواد قابلیت اشتعال پذیری کمتر و یا پخش شدگی کمتر هنگامیکه آتش آغاز شد را ایجاد میکنند. برخی از پلیمرها بدلیل ساختار پلیمری پایداری که دارند بطور ذاتی کمتر اشتعال پذیر هستند؛ که عموماً مواد گرانتری نظیر پلی ایمیدها، پلی بنز ایمیدازول و پلی اتر متونها میباشند.
مواد تأخیرانداز شعله در مورد پلیمرهای مصنوعی و یا آلی به پنج طریق اصلی عمل میکنند که عبارتند از: (1) رقیق کردن گاز؛ (2) خنک کردن دمای محیط؛ (3) پوشش محافظ؛ (4) رقیق کردن فیزیکی؛ (5) واکنشهای شیمیایی، یا ترکیبی از روش های گفته شده.