ارزیابی تاب نخ از دیدگاه علم امروز

ارزیابی تاب نخ از دیدگاه علم امروز – www.irantarjomeh.ir

مقالات ترجمه شده آماده گروه  نساجی

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات رایگان

ارزیابی تاب نخ از دیدگاه علم امروز

ارزیابی تاب نخ از دیدگاه علم امروز

چکیده

در این مقاله آنالیز مدلها (انواع موجود در  تحقیقات جهانی) در مورد تاب نخ های چند لا که خود  ترکیبی از دو نوع  نخ از الیاف مختلف می­باشند (نخ دو رشته‌ای، نخ چندلا) مورد بحث و بررسی قرار می­گیرد. در این تحقیق احتمال پیش بینی مقدار تاب نخ‌ها به منظور حاصل آوردن میزانی قابل قبول از رشته‌‌های نخ‌های چند لا مد نظر قرار می‌گیرد.

کلمات کلیدی: تاب، تاب نخ، تاب رشته نخ، مدلسازی تاب، نخ چند لا، نخ دو رشته­ای، نخ دولا، نخ سایرو اسپان، چندلا، دسته الیاف

لیست مهمترین تعاریف و واحد آنها

Q₀, Nm: گشتاور پیچشی نخ چندلا در زیر نقطه تماس دسته الیاف چند جزئی تشکیل دهنده نخ

Q_∞, Nm: گشتاور پیچشی نخ چند جزئی از نخهای چندلا در بالای نقطه تماس دسته الیاف چند جزئی تشکیل دهنده نخ

 T₀, cN: تنش نخ چندلا در زیر نقطه تماس دسته الیاف چند جزئی تشکیل دهنده نخ

 dT₀, cN: افزایش جزئی تنش اولیه (جزئی) دسته الیاف چند جزئی تشکیل دهنده ریسمان/ نخ چند لا

T_∞, cN: تنش نخهای چند جزئی از نخهای چند لا در بالای نقطه تماس دسته الیاف چند جزئی تشکیل دهنده نخ

۲α, rad: همگرایی زاویه بین نخهای چند جزئی از نخ چند لا

Rs, m: شعاع سطح مقطع دسته الیاف چند جزئی تشکیل دهنده ریسمان چند لا

M, Nm: خمش لحظه ای دسته الیاف چند جزئی تشکیل دهنده ریسمان چند لا

dM, Nm: افزایش اولیه گشتاور خمشی دسته  الیاف چند جزئی تشکیل دهنده ریسمان چند لا

dQ₀, Nm: افزایش اولیه گشتاور پیچشی دسته الیاف چند جزئی تشکیل دهنده ریسمان چند لا

E, Nm^-2: مدول یانگ: مدول الاستیسیته طولی میله های نازک

G, Nm^-2rad: مدول Kirchhoff، مدول الاستیسیته عرضی

A, m²: سطح مقطع میله نازک A = πRs²

ν ضریب پواسون برای میله‌های نازک

S_p, m^-1: تاب ریسمان/ نخ چند لا

S_s, m^-1: تاب نخهای چند جزئی تشکیل دهنده ریسمان/ نخ چندلا

ارزیابی تاب نخ از دیدگاه علم امروز

۱-مقدمه

تاب نخ یکی از مهمترین ویژگیهای ظاهری نخ است که بر خواص نخ مانند (استحکام تا حد پارگی) اثر گذاشته و کیفیت فرآیند تولید آن را مشخص می­کند. راهکار چندلا سازی برای بهبود خواص نخ به کار برده می­شود] ۸[. چندلا کردن نخ به معنی تاب دادن چند نخ چند جزئی به یکدیگر می‌باشد که موجب بهبود یکنواختی دانسیته یا تراکم خطی نخ (نمره نخ)، مقاومت سایشی، کاهش در سختی خمشی نخ و نیز کاهش پرزدهی نخ می­شود.

 ۲-هدف از تحقیق کنونی

این تحقیق به کمک استفاده از روشهای تجزیه و تحلیل، که تاکنون به منظور مدلسازی تاب نخ  چند‌لایی، متشکل از دو نوع نخ چند جزئی( نخ دولا، ریسمان دولا) می‌باشد، صورت پذیرفت. آنالیزهای ارائه شده در بر گیرنده  ملاحظات مختلف مربوط به  احتمال پیش بینی تاب دسته الیاف  چند جزئی تشکیل دهنده نخ مانند نخ و نیمچه نخ (دسته الیاف تابیده نشده) است. مشکل تاب نخ منفرد بصورت کامل توسط مقالات منتشر شده تاکنون شرح داده شده است، ولی اطلاعات کافی و مناسب برای تاب نخ/ ریسمان چندلا وجود ندارد. این مشکل بسیار حیاتی و مهم
می­باشد، زیرا  احتمال پیش بینی مقدار تاب  نخهای چند جزئی تشکیل دهنده نخ/ ریسمان چندلا به ما اجازه می‌دهد تا بتوانیم آزمایش­های عددی، که به کمک  استفاده از کامپیوتر انجام می­شوند، را جایگزین آزمایشهای گران قیمت صنعتی  نمائیم. مدلهای تاب نخ بوسیله محققینی همانند Koechlin، Emmanuel، Plate و Fraser و Stump [1-4, 9, 12, 15] شرح داده شده است که در آنالیز  جاری نیز مورد توجه قرار می‌گیرند.

۳٫مدلهای فیزیکی تاب نخ/ ریسمان چندلا

۱-۳  ملاحظات نظری تاب نخ/ ریسمان چند لا بر اساس استنتاج  Koechlin Listen

Koechlin یکی از اولین محققانی بود که مطالعاتی را در مورد تاب نخ انجام داد. تحقیقات او در اوایل قرن ۱۹ منتشر شد. کلیه بررسیهای متعاقب بر اساس مفاهیم او بود و تحت عنوان برنامه­های کاربردی و مهندسی وی نامگذاری شد. در شکل ۱ نمای شماتیکی از یک نخ/ ریسمان چند لای تابیده شده که از دو رشته تشکیل شده است مشاهده می شود. دو نخ چند جزئی حول محور نخ دوجزئی چرخیده و تاب می خورند.

۲-۳ ملاحظات  Emmanuel & Plate

محققانی به نامهای Emmanuel & Plate مشکلات تاب نخ  سایرو اسپان را مورد بررسی قرار دادند[۱, ۲, ۹]. این نخ از تابیدن دو نیمچه نخ به یکدیگر تولید شده است.

فرضیات ساده زیر در این رابطه مورد توجه قرار گرفته است:

• نخ چندلا شامل دو نیمچه نخ با اشکال سطح مقطع دایره ای ایده آل است: R= ثابت، سطح مقطع نخ نیمچه در طی پروسه در سطح خود تغییر نخواهد کرد.
• دسته الیاف چند جزئی بنظر تشکیل دهنده ریسمان چندلا با سختی خمشی ثابتی هستند و
• جمع شوندگی نخ بحساب نیامده است.

۳-۳٫ ملاحظات Fraser و Stump

ملاحظات و بررسیهای انجام شده توسط این دو محقق بر اساس تحقیقاتEmmanuel’s, Lappage’s, and Plate’s  [۱, ۲, ۹] بوده است. این محققان از  تئوری خمش و پیچش میله نازک استفاده کرده اند. مدل آنها بیشتر بر خواص  دسته الیاف کاربردی در نخ E, G, ν توجه نموده است.

Fraser  و Stump تاب نخ چندلا با جهت تاب Z را بررسی کردند. این ریسمان چندلا متشکل بود از دو دسته الیاف چند جزئی که با تاب S به یکدیگر تابیده شده بودند.

بر این اساس، فرضیات ساده زیر در نظر گرفته شد.

1. سطح مقطع نخ دایره­ای شکل با شعاع ثابت R_s در نظر گرفته شد، سطح مقطع نیمچه نخ در طی پروسه تابدهی تغییر شکل نمی دهد.
2. نخ حالت استرچ ندارد (یعنی در اثر اعمال نیرو افزایش طول نمی­دهد).
3. نیروی اصطکاک بین الیاف چند جزئی تشکیل دهنده نخ قابل ملاحظه نیست.
4. قابلیت انقباض و یا جمع شوندگی بحساب نیامده است.

ارزیابی تاب نخ از دیدگاه علم امروز

۴- نتیجه گیری

بسیاری از محققان نسبت به بررسی تاب نخ / ریسمان چند لا اقدام نموده‌اند  [۱-۴, ۸, ۱۲, ۱۳]. همه آنها در ارتباط با مدلهای فیزیکی پیشنهادی، بسیاری از فرضیات ساده کننده را در نظر گرفته‌اند. این مفروضات با درجات مختلف،  هدف واقعی مورد نظر را منعکس می­کردند. با اعمال این فرضیات ساده، آنالیز مدل تحت بررسی بسیار آسانتر خواهد شد. مشکل همه این بررسیها تاثیر مقدار تاب رشته‌های نخ چند لا بر مقدار تاب نخ چند جزئی بوده است.

محققان اشاره شده در مرجع  [۱۲, ۱۳] تحقیقات خود را بر پایه ساختار تاب رشته چندلایی از نخ‌ها (نخ / رشته دولا) متمرکز نمودند، در حالیکه محققان مورد اشاره در [۱-۴, ۹] اقدام با آنالیز تاب نخ سایرواسپان نمودند که خود از دو نیمچه نخی تشکیل شده بود که در طی عملیات ریسندگی رینگ به یکدیگر متصل شده بودند.

Fraser و  Stump در تحقیقات خود  [۳, ۴] به این نکته اشاره کردند که گشتاور پیچشی و خمشی، دقیقا مانند تنشی که در نتیجه تاب دادن نخ رخ می‌دهد، را می­توان بر اساس تئوری خمش و پیچشی میله‌های نازکی که به یکدیگر متصل شده‌اند، تشریح نمود. پارامترهای مواد نخ‌ها نیز تنها در مدل ارائه شده بوسیله این دو محقق بررسی شدند. بنابر این تاکید می‌شود که چنین موردی سبب افزایش در مقدار تاب S_s می‌شود.

تحقیقاتی که در بالا مورد بررسی قرار گرفت در ارتباط با ملاحضاتی می‌باشد که تاکنون در خصوص تاثیر مقدار مشخصه اولیه تاب رشته‌های چند لا بر روی مقدار تاب نخ های چند جزئی انجام شده‌اند. فاز بعدی تحقیقات ما شامل ملاحضات مرتبط با تعادل تاب رشته‌های چندلایی می‌باشد که خود متشکل از چندین (N) نخ خواهند بود. این ملاحظه همچنین شامل مبحث جمع شدگی نخ نیز خواهد بود. بعلاوه، هدف تحقیقات آتی توسعه، تصدیق و اصلاح یک الگوریتم و برنامه کامپیوتری برای مدلسازی تاب رشته‌های نخ چندلا می‌باشد.

ارزیابی تاب نخ از دیدگاه علم امروز