آنالیز پارگی نخ ریسیده 1: شكست كشش نخها ساختاری و آزمایشی
آنالیز پارگی نخ ریسیده 1: شكست كشش نخها ساختاری و آزمایشی – ایران ترجمه – Irantarjomeh
مقالات ترجمه شده آماده گروه نساجی
مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی
مقالات رایگان
قیمت
قیمت این مقاله: 32000 تومان (ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
آنالیز پارگی نخ ریسیده 1: شكست كشش نخها ساختاری و آزمایشی
شماره |
47 |
کد مقاله |
TXT47 |
مترجم |
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh |
نام فارسی |
آنالیز پارگی نخ ریسیده قسمت 1: شكست كشش نخها بعنوان تابعی از پارامترهای ساختاری و آزمایش |
نام انگلیسی |
Analysis of Spun Yarn Failure. Part I: Tensile Failure of Yarns as a Function of Structure and Testing Parameters |
تعداد صفحه به فارسی |
30 |
تعداد صفحه به انگلیسی |
10 |
کلمات کلیدی به فارسی |
آنالیز پارگی نخ ریسیده- شكست كشش نخها |
کلمات کلیدی به انگلیسی |
Analysis of Spun Yarn Failure- Tensile Failure of Yarns |
مرجع به فارسی |
دپارتمان تكنولوژی منسوجات- انستیتو تكنولوژی هند |
مرجع به انگلیسی |
Department of Textile Technology- Indian Institute of Technology |
سال |
2005 |
کشور |
آنالیز پارگی نخ ریسیده 1: شكست كشش نخها ساختاری و آزمایشی
آنالیز پارگی نخ ریسیده
قسمت 1: شكست كشش نخها بعنوان تابعی از پارامترهای ساختاری و آزمایشی
چكیده
پدیده خرابی نخ ریسیده به میزان زیادی وابسته به ساختار نخ میباشد و در این زمینه میتوان از پارامترهای ذیل نام برد: شكل، هم ترازی یا آرایش و انطباق و حالت قرارگیری الیاف سازنده در سطح مقطع نخ. ساختار نخ بطور انحصاری توسط روشهای تبدیل الیاف به نخ تشخیص داده میشود. در مطالعه اخیر، نخهای ریسیده شده توسط روشهای رینگ، روتور، جت هوا و اپن- اند، با استفاده از الیاف یكسان و با توجه به پارامترهای ساختاری آنها، تولید گردیدهاند. پارامترهای اندازهگیری شده در این مبحث عبارتند از: طول میانگین لیف، ضریب ریسندگی، زاویه مارپیچ الیاف، درصد قلابهای مختلف و طول آنها، تعداد الیاف موجود در سطح مقطع نخ و قطر نخ. این نخها تحت فشار تكمحوری در ماشین تست كشش با محدوده طول معیار (طول موثر – طول معیار) (0 تا 500 میلیمتر) و میزان كرنش (5 تا 400 متر در دقیقه)، بكار گرفته شدند. نتایج نشان دهنده این موضوع میباشند كه قدرت نخها بطور زیادی به ساختار نخ، طول معیار و میزان كرنش بستگی دارد. تاثیر اختلاط میزان الیاف در نخ و طول معیار بر قدرت و استحكام نخ تاثیر میگذارد. در نرخ كرنشهای بالا، پدیده شكست الیاف بیشتر بعلت پارگی نخ، در مقایسه با لغزش الیاف، رخ خواهد داد. علاوه بر این، با آنالیز ناحیه شكست یا نقص بوجود آمده در نخ، میتوان مستندات مستقیمی را در زمینه تاثیر ساختار نخ و پارامترهای آزمایشی بر روی استحكام نخهای ریسیده شده مختلف، فراهم ساخت.
قدرت و استحكام نخ بطور عمدهای به ساختار و دو پارامتر مهم آزمایشی به نامهای كرنش و طول معیار، بستگی دارد. نخهای ریسیده شده با تكنولوژیهای مختلف ریسندگی، از نظر ساختاری بطور عمدهای با یكدیگر تفاوت دارند. نخ ریسیده رینگ معرف ساختاری مارپیچی در امتداد طول بوده در حالیكه ساختار غلاف هسته بیشتر در نخ ریسیده جت هوا و روتور رایج میباشد.
با توجه به روش میدلی و پیرس (Midgley and Peirce ) ، نیروی شكست نخ ریسیده رینگ در تناسبی معكوس، با لگاریتم زمان در خصوص پارگی نخ قرار دارد. بر اساس مردیت (Meridith ) در محدوده زمان پارگی از 10 ثانیه تا 3 ساعت، استحكام نخ پنبه با افزایش 10 برابر در زمان پارگی، به میزان 9% كاهش مییابد. با این حال، بالاسابرامانیان (Balasubramanian) و سلهوترا (Salhotra) مشاهده كردند كه سختی نخ رینگ و روتور در نرخ كرنش متوسطه (20 سانتیمتر در دقیقه) به ارزش پیك آن رسیده و سپس بتدریج، با هرگونه افزایش نرخ كرنش، كاهش مییابد. این موضوع بدین صورت عنوان شده است كه اگر چه تمایل الیاف به پارگی بیشتر از لغزش به هنگام كرنش بالا میباشد، بواسطه آنكه زمان كافی برای همترازی مجدد الیاف در نرخ كرنش بسیار بالا وجود ندارد، كاهش میزان خلوص استحكام حاصل میشود.
نانجاندایا (Nanjundaya) میزان استحكام نخ پنبه تهیه شده توسط رینگ را با توجه به رجوع به ساختار ناحیه پارگی اندازهگیری نمود. او متوجه شد كه اكثر نمونهها در جاییكه قطر نخ حداقل و تاب نخ حداكثر بوده است، پاره شدهاند.
ریلف (Realff ) و همكاران مكانیسم پارگی نخ برای نخهای رینگ، روتور و جت هوا را در طولهای معیار مختلف، مورد مطالعه قرار دادند. آنها عنوان داشتند كه در طولهای معیار درازتر، پارگی نخ در اثر لغزش الیاف روی هم و پارگی الیاف اتفاق میافتد. در طولهای معیار كوچكتر، شكست نخ بیشتر تحت تاثیر پارگی الیاف در مقایسه با لغزش آنها رخ میدهد. تناسب میان پارگی الیاف با توجه به ساختار آنها متفاوت است. بر طبق مشاهدات انجام شده طول منطقه پارگی با توجه به تكنولوژی ریسندگی و طولهای معیار متفاوت است.
اكسنهام (Oxenham) و همكاران تاثیر طول معیار بر روی نخهای رینگ و اپن- اند (OE)، نخهای ریسیده اصطكاكی، را مورد بررسی قرار دادند. این نكته مشخص گردید كه استحكام نخ ریسیده رینگ با افزایش طور نمونه از 1 تا 40 میلیمتر (كه تقریبا طول لیف میباشد) با افت شدیدی روبرو میشود. همچنین استحكام نخهای ریسیده اصطكاكی نیز به هنگامی كه طول معیار از 1 به 20 میلیمتر افزایش مییابد (كه تقریبا مساوی اندازه لیف در این نخ است) با افت شدیدی روبرو میشود. برای طول معیار بیشتر از 40 میلیمتر، استحكام نخ رینگ تقریبا حالت ثابتی خواهد داشت و این در حالی است كه استحكام نخ ریسیده اصطكاكی در ازای افزایش طول معیار، كاهش مییابد. این موضوع بازتاب دهنده موارد انفصال مشاهده شده در منطقه تشكیل نخ در ریسندگی اصطكاكی میباشد.
آنالیز پارگی نخ ریسیده 1: شكست كشش نخها ساختاری و آزمایشی
آزمایشات تجربی
الیاف ویسكوزیته با نمره 5/1 دنیر و طول 44 میلیمتر برای تولید نخ با سیستمهای ریسندگی رینگ، روتور، جت هوا و سیستمهای ریسندگی اصطكاكی (OE) تخت فرآیند ریسندگی قرار گرفتند. نمره میانگین نخ بترتیب برای این روشها عبارتند از: 6/18 Ne ، 3/19 Ne ، 0/21 Ne ، 1/18 Ne. پارامترهای ریسندگی بكار گرفته شده در هر نخ، بر مبنای تجربه ریسندگی با هر یك از سیستمها، همان پارامترهایی هستند كه از نكته ریسندگان تجاری مهم هستند. فاكتور یا ضریب تاب (TM در سیستم پنبهای) برای نخهای روتور رینگ به ترتیب: 75/3 و 2/4 بوده است. الیاف طراح قبل از عملیات شروع در اتاق وزش باد، به تناسب، مخلوط گردیده تا آنكه 5 لیف طراح با رنگهای مختلف در سطح مقطع نخ ماشینهای لاكشمی5/1 LG (Lakshmi ) و ریتر 2/1 M (Rieter) بترتیب برای تولید نخهای رینگ و روتور بكار گرفته شود. نخهای جت هوا و اپن- اند بترتیب توسط MJS – 802 H و رسینده درف 3 (Dref-III) تولید شد.
آنالیز پارگی نخ ریسیده 1: شكست كشش نخها ساختاری و آزمایشی
ساختار نخ ریسیده
شكلها یا پیكربندیهای الیاف نخهای ریسیده مختلف در شكل a1 تا g1 نشان داده شده است. ساختار نخهای تولید شده توسط تكنولوژیهای مختلف ریسندگی بواسطه تفاوتهای اساسی در روشهای تهنشست الیاف در طی تشكیل نخ، مكانیسم تاب و كشش ریسندگی، متفاوت میباشند. جدول 1 مقدارهای پارامتری ساختاری برای نخهای مختلف را نشان میدهد.
آنالیز پارگی نخ ریسیده 1: شكست كشش نخها ساختاری و آزمایشی
نخ رینگ
شكل a1 حالت كلی الیاف در نخ ریسیده رینگ را نشان میدهد. میانگین زاویه مارپیچ الیاف در نخ رینگ، 2/17 درجه میباشد. در حالیكه حالات الیاف طراح نخ رینگ بررسی میگردید، مشاهده شد كه زاویه مارپیچ در امتداد طول الیاف متغیر میباشد كه خود موكد تصدیق وجود انتقال الیاف در ساختار نخ میباشد. برای نخ ریسیده رینگ درصد و مقدار قلاب عقبی یا دنباله بیشتر از قلاب جلویی یا پیشرو است.
آنالیز پارگی نخ ریسیده 1: شكست كشش نخها ساختاری و آزمایشی
نخ ریسیده روتور
نخ روتور یك ساختار دو قسمتی را نشان میدهد و شكل الیاف تشكیل دهنده در طول محور نخ را میتوان به 2 گروه متمایز هسته و پوسته تقسیم كرد. الیاف در درون هسته به دور یكدیگر تاب خورده و تشكیل دهنده ساختاری نسبتا مشابه با ساختار نخ رینگ میباشند (شكل b1). الیاف پوسته به دو دسته لفافهای كوتاه و بلند (شكلهای c1 و d1) تقسیم میشوند. الیاف مرتبط با نخ ریسیده روتور در مقایسه با نخ رینگ از آرایش كمتری برخوردارند و این موضوع از ضریب ریسندگی پایین نخ روتور به میزان 46/0 در مقابل مقدار 69/0 برای نخ رینگ مشخص میشود. هر چه میانگین قطر نخ برای نخ روتور در مقایسه با نخ رینگ بیشتر باشد (جدول 1)، الیاف در نخ روتور با سستی و شلی بیشتری در كنار هم قرار میگیرند.
آنالیز پارگی نخ ریسیده 1: شكست كشش نخها ساختاری و آزمایشی
نخ ریسیده جت هوا
نخ جت هوا شامل مقدار زیادی از الیاف در حالتی تقریبا غیر تابدار در هسته و لایهای سطحی از الیاف میباشد كه به دور هسته پیچیده شده است. هسته تقریبا 80% از كل لیف در سطح مقطع نخ تشكیل شده است. محور هسته خط صافی را به نمایش نمیگذارد، اما از یك مسیر موجدار زاویه مارپیچ كوچك پیروی میكند كه نشانگر وجود هیستریس فشرده در طول تابدار و غیر تابدار كردن الیاف هسته در طول تشكیل نخ میباشد. شكل لیف هسته در شكل e1 نشان داده شده است. الیاف پوسته را میتوان بعنوان لفافهای یكنواخت (شكل 1f) ، همانند زاویه لفاف متغیر، طبقهبندی نمود (شكل g1).
آنالیز پارگی نخ ریسیده 1: شكست كشش نخها ساختاری و آزمایشی
نخ ریسیده اصطكاكی اپن- اند
یك نخ ریسیده اصطكاكی اپن- اند از نظر ظاهری شبیه نخ رینگ میباشد اما ساختار داخلی آن با نخ رینگ كاملا متفاوت است. ساختار داخلی نخ پن- اند با آرایش یافتگی الیاف مادون و پایین رتبه ، شكل لیف حلقه شده و پیچیده (شكل h1) مشخص میشود و فرمگیری سست الیاف همراه با كشش اندك در طول تشكیل نخ از جمله خصیصههای آن است. درجه آرایش یافتگی این نخ آنقدر پایین بود كه الیاف با طول 44 میلیمتر دارای طول میانگین الیاف در حدود 7/13 میلیمتر گردیدند.
آنالیز پارگی نخ ریسیده 1: شكست كشش نخها ساختاری و آزمایشی
مطالعه شكست كشش نخ در طولهای معیار مختلف
مقادیر قوام یا سختی و طول نواحی پارگی نخ كه در طولهای معیار گوناگون آزمایش شده است، به ترتیب در جدول 2 و 3 مشخص شده است. در مقایسه با نخهای دیگر، نخ رینگ محكمترین نخ است و در طول معیارها یا نمونههای بلندتر دارای كوتاهترین ناحیه پارگی میباشد. به هم پیوستن الیاف كه از طریق انتقال بهتر الیاف در نخ رینگ، در مقایسه با دیگر نخها، حاصل آمده است، باعث افزایش استحكام و گیرایی دسته الیاف میشود، از اینرو نخ رینگ مستحكمترین نخ در طول معیار بلندتر میباشد. قبلا این نكته بیان شده است كه استحكام كلیه نخها با افزایش طول معیار كاهش مییابد. توزیع نقصهای دارای میزان و محدوده وسیع، در طول معیارهای بزرگتر، احتمال وجود نقصهای مهلك و بزرگ را افزایش میدهد كه باعث جایگیری فشار در موضع و در نتیجه كاهش استحكام و قدرت نخ میشود.
آنالیز پارگی نخ ریسیده 1: شكست كشش نخها ساختاری و آزمایشی
مطالعه شكست كشش نخ در محدودههای كرنش مختلف
نتایج استحكام و قوام نخ در میزان كششهای مختلف در جدول 4 آمده است. این واقعیت مشاهده میشود كه استحكام نخ با نرخ كششی مختلف، برای تمام سیستمهای ریسندگی، افزایش مییابد. نخ رینگ بیشترین قوام را از خود به نمایش میگذارد و به تبع آن نخهای روتور، جت هوا و اپن- اند قرار گرفتهاند. افزایش در قوام با توجه به افزایش در میزان كشش بواسطه افزایش حاصل شده در تناسب با شكنندگی الیاف میباشد (شكل 4). تاثیر بار ضربهای در نرخ كرنش بالا خود مسئول شكنندگی بیشتر الیاف بشمار میآید. در مقابل، در نرخ كرنش پایین، به هنگامی كه زمان بیشتری برای تغییر موقعیت الیاف مهیا باشد و همچنین در فرآیند تسكین تنش، مكانیسم شكست نخ بیشتر بواسطه لغزش خواهد بود.
آنالیز پارگی نخ ریسیده 1: شكست كشش نخها ساختاری و آزمایشی
نتیجهگیری
تكنولوژیهای ریسندگی بطور قابل توجهی بر روی پارامترهای ساختاری نخها تاثیر میگذارند. درصد و اندازه قلاب عقبی بیشتر از قلاب جلویی برای نخهای رینگ و جت هوا میباشد و این در حالی است چنین پارامتری برای نخهای روتور و اصطكاكی (اپن- اند) بصورت معكوس میباشد. مقادیر قلاب برای نخهای روتور و اپن- اند در مقایسه با نخهای رینگ و جت هوا، بیشتر میباشد. نخ جت هوا كمترین تعداد الیافی را دارا میباشد كه از قلابها بهرهمند هستند و مقدار قلابها در حداقل ممكن میباشد. ضریب ریسندگی برای نخ جت هوا در بیشترین مقدار خود میباشد كه به تبع آن نخهای رینگ و روتور و اپن- اند میباشند. محور هسته در نخ اپن- اند، مسیری موجدار از زاویه مارپیچ كوچك را دنبال میكند. نخ اپن- اند از اكثریت میزان الیافی بهرهمند میباشند كه دارای شكل حلقوی و پیچیده میباشند. تعداد میانگین الیاف در نخ اپن- اند در مقایسه با دیگر نخها كمتر میباشد. میانگین زاویه مارپیچ الیاف برای این نخ بیشترین مقدار میباشد و دارای بزرگترین حجم است و در پی آن نخهای روتور، رینگ و جت هوا میباشند. نتایج نشان میدهند كه قوام نخ ریسیده شده بطور عمدهای تحت تاثیر ساختار نخ، طول معیار و میزان كشش میباشد. قوام نخ با افزایش نرح كرنش افزایش مییابد. در هر نرخ كشش و طول معیار بزرگتر، بیشترین مقدار استحكام برای نخ رینگ مد نظر بوده و پس از آن، نخهای روتور، جت هوا و اپن- اند از استحكام بیشتر برخوردار میباشند. با این حال، نخ جت هوا از حداكثر قوام در طول معیارهای پایینتر از طول الیاف كوتاه برخوردار میباشد. نخ اپن- اند همیشه استحكام نامرغوبی در مقایسه با دیگر نخها دارد. بر این اساس، به هنگامی كه طول معیار از میانگین اندازه الیاف نخهای متناظر تجاوز میكند، افت شدیدی در قوام نخ رخ خواهد داد. با این حال، برای نخ جت هوا، این پدیده زمانی مشاهده گردید كه طول معیار آزمایش از میانگین اندازه الیاف هسته، تجاور نمود. نتایج همچنین نشان میدهند كه وقتی نخها در طولهای معیار كوتاهتر مورد آزمایش قرار میگیرند، مقادیر ضریب تغییرات استحكام، در مقایسه با مقادیر بدست آمده از نخهای آزمایش شده در طولهای معیار بزرگتر، بیشتر میباشد. با توجه به آنالیز توزیع ویبل، ممكن است استنتاجی را در نظر داشته باشیم كه بر اساس آن هیچ یك از نخهای مورد مطالعه ما، موكدا از تئوری ضعیفترین – پیوند كلاسیك تبعیت نكنند و همچنین به هنگامی كه طول معیار متغیر باشد، تغییر قابل توجهی در مكانیسم شكست، برای تمام نخها، رخ میدهد. انجام یك تحقیق حیاتی از مناطق شكست نخ و نسبت الیاف شكسته شده، بعد از پارگی نخ، باعث حاصل نمودن بینش و بصیرت قابل توجهی در خصوص مكانیسم شكست نخ خواهد شد.
آنالیز پارگی نخ ریسیده 1: شكست كشش نخها ساختاری و آزمایشی