وبلاگ

تعریف ساده نخ آن است که تعدادی الیاف در کنار هم قرار داده شده و با اعمال تاب به یکدیگر متصل می شوند. این عمل ابتدا از حرکت و چرخش دستها شروع و تا ریسندگی از طریق دوک نخ ریسی ادامه یافت و در انتها به چرخهای ر یسندگی منتهی شد. این نخ که کلیه مراحل آن با دست انجام می شود بیشتر نزد عشایر مرسوم بوده و نخ دست ریس نامیده می شود. خواص این نخ با نخ ماشین ریس از لحاظ نحوه قرارگیری الیاف در مقطع نخ و همچنین خواص مکانیکی همچون استحکام، ازدیاد طول تا حد پارگی، پرز و غیره می تواند متفاوت باشد. این امر می تواند بع لت متفاوت بودن تنش ریسندگی و آرایش الیاف و یکنواختی آنها در این دو نخ و عدم کنترل دقیق الیاف در مثلث ریسندگی در ریسندگی دستی باشد. حداکثر تاب در ریسندگی دستی با پا ملخی شدن مشخص گردیده و کنترلی برای تاب نخ می باشد. ریسنده دست ریس با واژه های نخ کم تاب و پر تاب آشناست و نمی تواند تاب را دقیقا تنظیم نماید. این موضوع نیز می تواند بر کیفیت نخ دست ریس موثر باشد. مطالعات کتابخانه ای نشان داده که در منابع مورد بررسی مقایسه برخی از خواص مکانیکی این دو نخ انجام شد ه ولی اینک ه توزیع الیاف در مقطع آنها چه تفاوتهایی داشته و ویژگیها ی مکانیکی نخ تا چه اندازه به نحوه استقرار الیاف در نخ وابسته اند مطالعه ای انجام نشده است. از سوی دیگر با توجه به اینکه در بعضی مناطق کشور برای تهیه نخ دست ریس از پشم حلاجی شده بصورت

 صنعتی استفاده شد ه و نخ تولیدی بصورت نیمه صنعتی می باشد این نخ نیز تهیه و با دو نخ دیگر مقایسه شده است.

فصل اول
کلیات
1-1- هدف
هدف از این پایان نامه مقایسه ساختار داخلی یا نحوه استقرار الیاف در مقطع نخ پشمی دست ریس و ماشین ریس می باشد. نخ دست ریس نخی است که کلیه مراحل تولید آن با دست انجام شده ولی در نخ ماشین ریس تمام مراحل تهیه آن توسط ماشین انجام گرفته است.
با توجه به اینکه ممکن است در بعضی از مناطق کشور تمیز نمودن و باز کردن الیاف بطور ماشینی انجام شده و فقط ریسندگی آن بطریق دستی انجام شود، لذا در این پروژه از نخ سومی با عنوان نخ نیمه صنعتی جهت مقایسه با دو نوع نخ دیگر درکنار نخ های دست ریس و ماشین ریس قرار داده شد و ساختار این نخ نیز مورد مطالعه قرار گرفت.
1-2- تحقیقات انجام شده قبلی
مطابق مطالعات شوارز (Schwarz) نحوه قرارگیری الیاف در نخهایی با الیاف مدور به دو نوع تقسیم بندی شده است که عبارت است از تجمع باز که الیاف بین دوایر متحدالمرکز متوالی قرار می گیرند و دیگری تجمع بسته که الیاف درون شکل شش ضلعی منتظم قرار گرفته اند.
در تجمع باز (Open packing) یک لیف در مرکز و شش لیف دور تا دور آن می باشد به نحوی که تمام هفت لیف باهم تماسی دارند و لایه سوم بگونه ای اضافه می شود که الیاف درون لایه سوم درست در محیط لایه ای که شش لیف را در بر می گیرد در تماس است (یعنی لایه سوم بگو نه ای است که بر دایره محاط شش لیف مماس است) و هر لایه نسبت به لایه قبلی خود شش لیف اختلاف دارد. در این تجمع بین الیاف مقداری فضا وجود دارد.
در تجمع بسته (Close packing) یک لیف در مرکز و شش لیف اطراف آن قرار دارد و هر لایه نسبت به لایه قبلی خود شش لیف اختلاف دارد تا لایه هفت که تعداد الیاف آن 127 است و آن شکل شش ضلعی منتظم بسته ترین شکل تجمع را داده است. از لایه هشت به بعد شکل ظاهری نخ بدلیل افزایش تعداد الیاف در مقطع نخ تغییر یافته و شکل دایره پیدا کرده است.

جهت بررسی مقاومت یك 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 یك 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 یك 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 یك سطح نشان میدهد و به شكل هندسی سطح وابسته نمی باشد، میتوانیم بیان كنیم كه از لحاظ تئوری دو نمونه از یك 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

یك 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 یك 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 یك 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 یك لیف ارائه نمود و همچنین خصوصیات تنش – كرنش خمشی یك 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 باریك 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.

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 فرآیند 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 فرآیند 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 روشهای حمل و نقل صورت گرفته است. فرشها، مبلمان و پردهها، وسایل، سوخت و گاز مصرفی برای گرم کردن، تماماً موجب افزایش میزان مواد آتش پذیر در ساختمانها شدهاند. تکنولوژیها، فرآیندها 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.

بمنظور ایجاد محافظت بیشتر در برابر آتش و همچنین افزایش زمان فرار هنگام بروز آتش سوزی، روشهای 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 بمنظور 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 روشهای گفته شده.