مقاله در مورد نساجی

بخشی از مقاله

فهرست مطالب:
فصل اول: رفتار كششي ابريشم عنكبوتي
- خلاصه
1. مقدمه
2. تفاوت ابريشم پيله و ابريشم تاركشي
- مواد و روشها
- بحث و بررسي نتايج
3. تاثير سرعت آزمون براي تهيه ي نخ تاركشي و پيله
- ابزار و روشها
- بحث و بررسي نتايج
- پارامترهاي C,B,A در مدل پيشرفته ي ماكسول
- نتيجه گيري
فصل دوم: كاهش پرزنخ در طي مرحله ي نخ پيچي
- خلاصه
- مقدمه
- كار آزمايشگاهي
- روش بازسازي
- بحث و بررسي نتايج
- تاثير زاويه ي جت، دانسيته خطي نخ و سرعت روي مقادير S3
- تاثير قطر جت، دانسيته خطي نخ و سرعت روي مقادير S3
- نتيجه گيري
فصل سوم: پژوهشي درباره ي خصوصيات اصطكاكي پارچه هاي بافته شده
- خلاصه
- مقدمه
- ابزار اندازه گيري اصطكاك
- طرح آزمايشگاهي
- اندازه گيري اصطكاك پارچه
- خصوصيات اصطكاكي پارچه ها
- اصطكاك پارچه با فلز

- اصطكاك پارچه با پارچه
- نتيجه گيري
فصل چهارم: تعيين عملي نيروي كششي در بافت نخ هاي گلدوزي
- خلاصه
1. مقدمه
2. فرضيه هاي نظري
4. پردازش و بحث و بررسي نتايج حاصله از انجام محاسبات رياضي
5. روشهايي براي تشخيص نيروي كششي
6. نتيجه گيري

فصل اول:
رفتار كششي ابريشم عنكبوتي:
خلاصه: ابريشم عنكبوتي در سالهاي اخير مورد توجه محققين قرار گرفته است، تركيب منحصر به فرد، استحكام كششي بالا به همراه كرنش گسيختگي بالا و وزن بسيار ناچيز در اين نوع ابريشم توجه پژوهشگران را به خود جلب كرده است. از آنجا كه پژوهش درباره ابريشم پيله عنكبوت با محدوديتهايي روبرو است، همواره ابريشم چسبنده و تاركشي مورد توجه بوده اند. در اين پژوهش، به منظور توضيح رابطه ي ساختار با خواص ابريشم عنكبوت، رفتار تنش- كرنش ابريشم پيله و رفتار تنش- كرنش ابريشم تاركشي با هم سنجيده و مقايسه مي شوند. همچنين در اين مطالعه اثبات مي شود كه اين دو نوع فيبر(الياف) رفتار تنش- كرنشي كاملا متفاوت از خود نشان مي دهند. علاوه بر اين تاثير سرعت آزمون هم مورد بررسي قرار مي گيرد. سرعت هاي آزمون پايين در ابريشم پيله، موجب استحكام و سختي كمتر و مدول ثانويه ي بالاتر مي شود. زماني كه منحني تنش- كرنش(تنش با افزايش طول نسبي) بوسيله ي مدل پيشرفته(گسترده) ماكسول نمايش داده مي شود. افزايش سرعت آزمون موجب بالاتر رفتن سطح ناحيه ي سخت شدن و حركت ناحيه ي تسليم به سمت كرنش هاي بالاتر شده، به طوري كه ناحيه ي سخت شدن در منحني تنش- كرنش بيشتر به حالت افقي در مي آيد. به هر حال مي توان سرعت 20 mm/min را به عنوان نقطه اشباع در نظر گرفت، نقطه اي كه در آنجا تاثير سرعت كاهش مي يابد. تاثير سرعت آزمون بر روي ابريشم تاركشي نسبت به ابريشم پيله، به وضوح كمتر مي باشد.

با اين همه بررسي دقيق تر منحني تنش- كرنش ابريشم تاركشي نشان مي دهد كه شكل هاي متفاوتي براي رفتار تنش- كرنش ابريشم تاركشي امكان پذير مي باشد.
كلمات كليدي: ابريشم عنكوبت تاركشي، پيله، تنش- كرنش
1: مقدمه
از آنجا كه ابرايشم عنكبوت، مخصوصا از نوع رشته تار كشي، اليافي است تا تركيب بي مانند شامل استحكام كششي و كرنشي بالا و در عين حال وزن بسيار ناچيز، در سالهاي اخير توجه بيشتري را به خود جلب كرده است. در جدول 1-1 نام چندين نمونه ابريشم عنكبوت توليد شده از عنكبوت آرانوس ديادماتوس، به همراه اطلاعات مربوطه كه شامل غدد ترشح كننده، عملكرد و تركيب اسيد آمينه آنها مي باشد، ارائه شده است.
جدول 1-1 : انواع ابريشم عنكبوت آرانوس ديا دماتوس و عملكرد آنها

.

عنكوبتها انواع ابريشم ها را از الياف ارتجاعي برگشت پذير گرفت تا اليافهاي شبه كولار kevlar مي سازند، اما اين موضوع كه چطور عنكوبتها خواص مكانيكي ابريشم ها را تنظيم مي كنند هنوز مشخص نيست. بيشتر عنكبوتي كه مورد بررسي قرار گرفته اند، ابريشم هايي هستند كه از طريق غدد (MA) امپوليت بزرگ- ساخته مي شوند و عنكبوت از انها براي تنيدن تار عنكبوت و تاركشي

(عنكبوتي) (با قدرت استحكام Gpa 1/1 و كرنش گسيختگي 27 درصد) استفاده مي كند. ابريشم فوق العاده ديگري كه اغلب مورد بررسي قرار مي گيرد ابريشم چسبنده (با قدرت استحكام Gpa 0.5 – كرنش گسيختگي 270 درصد) مي باشد كه توسط غدد شلاقي ترشح شده و مارپيچ

چسبناك نگهدارنده در تار عنكبوت را تشكيل مي دهد. تا كنون تعداد مقالاتي كه درباره ابريشم پيله عنكبوت نوشته شده نسبتا محدود مي باشد. در اين مقاله مقايسه اي بين رفتار كششي ابريشم تاركشي و ابريشم پيله عنكبوت آرانوس ديادماتوس صورت گرفته است، چنين مقايسه اي در تشخيص رابطه بين خواص ابريشم عنكبوت ب ساختار آن موثر خواهد يود. علاوه بر اين تاثير سرعت آزمون هم مورد بحص و بررسي قرار مي گيرد.
2- تفاوت ابريشم پيله و ابريشم تاركشي.
2-1 مواد و روشها
پنج پيله عنكبوت در آرانوس دياماتوس از يك خانه باغي جمع آوري شده و از هر پيله يك صد الياف بتدريج جدا شده و مورد آزمايش قرار گرفت.
براي تهيه ي نمونه هاي تاركشي آرانوس ديادماتوس، تعدادي عنكبوت در آزمايشگاه تحت شرايط كنترل شده نگهداري شوند و سي نمونه رشته تاركشي به طور دستي گرفته شد كه از هر نمونه، ده ليف تهيه و بررسي شد. براي تجزيه و تحليل خواص كششي الياف پيله و رشته هاي تاركشي، روبات Favimat به كار گرفته شده است. اين دستگاه يك شناساگر نيمه خودكار مي باشد كه فقط استحكام را اندازه گيري مي كند و طبق اصل سرعت ثابت كشش (DIN 51221, DIN 53816, ISO 5079) كار مي كند و كمك مي كند تا نيرو با قدرت تفكيك بالا حدود 0.1mg اندازه گيري شود. به علاوه اين وسيله به يك واحد تكميلي سنجش دانسيته خطي (در واحد dtex) مجهز مي باشد. كه اين خود امتياز ممي (مخصوصا در مورد الياف طبيعي) به حساب مي آيد زيرا ميزان ظرافت الياف را همزمان با خواص كششي آنها اندازه گيري مي كند، اندازه گيري دانسيته خطي طبق متد ارتعاش سنج صورت مي گيرد
(Astm D 1577-BISFA 1985).

به خاطر ظرافت فوق العاده ي رشته هاي تاركشي، متاسفانه اندازه گيري همزمان ميزان ظرافت آنها، امكان پذير نبود. ميزان ظرافت تعدا كثيري از نمونه ها به وسيله تحليل تصويري زير ميكروسكوپ نوري (در واحد mm) اندازه گيري شد و سپس مقادير بدست آمده، با در نظر گرفتن ويژه 1/3ex 0.5 مورد بررسي قرار گرفت. دانستيه خطي هم در سرعت آزمون mm/ min 5 و با كشش اوليه CN/dtex 0.8 ارزيابي شد.
2-2: بحث و بررسي نتايج
بعد از اينكه در شكل شماره 1-1 مشاهده مي شود، ابريشم پيله رفتار تنش- كرنش كاملا متفاوتي از خود نشان مي دهد. اگرچه كرنش گسيختگي در دو نوع ابريشم (÷ابريشم پيله و تاركشي) كم و بيش يكسان است (حدود ±%30 ) اما ميزان سختي ابريشم تاركشي 5/3 برابر بيشتر مي باشد.
همچنين قابل به ذكر است كه در منحني تنش- كرنش ابريشم پيله، يك نوعت رفتار لگاريتمي مشاهده مي شود در حالي كه در ابريشم تاركشي چنين چيزي صدق مي كند. مقايسه اسيد آمينه اين دو نوع ابريشم عنكبوت، ممكن است نشان دهد كه نسبت بالاي glycine كه مشخصه ابريشم تاركشي مي باشد مي تواند تا حدي اين رفتار را توجيه كند. براي شناخت بهتر اسرار و رموز عنكبوتها، پژوهشهاي بيشتري در زمينه ريز ساختار ابريشم عنكبوت بايد صورت بگيرد.
شكل 1-1
شكل 1-1: رفتار تنش- كرنش ابريشم پيله و تاركشي عنكبوت آرانوس ديادماتوس
3. تاثير سرعت آزمون براي تهيه ي نخ تاركشي و پيله
3-1. ابزار روشها
صدها عنكبوت آرانوس ديادماتوس در آزمايشگاه تحت شرايط كنترل شده نگهداري مي شدند. پس چهار نوع پيله متفاوت به طور تصادفي جمع آوري شده و تخمها با دقت بسياري از هر نمونه جدا گرديد. براي هر آزمايش 50 ليف از هر پيله به تدريج و به آرامي كشيده شد.
نمونه هاي مختلفي از رشته تاركشي به طور دستي پيچيده شد. اين نمونه ها از سه نوع عنكبوت مختلف انتخاب شده كه براي هر آزمايش 50 ليف از آنها جدا گرديده است. در اين پژوهش ها از آنجا كه ارزيابي تاثير سرعت آزمون براي ما حائز اهميت بود، ميزان ظرافت رشته هاي تاركشي اندازه گيري نشد، از اين جهت مقادير نيرو در واحد CN مورد بررسي قرار گرفته است. الياف و فيلامنتها توسط روبات Favimat و در شرايطي با طول گيج mm 20 و كشش اوليه Cnldtex 0.5 و پنج سرعت متفاوت شامل: mm/min 40,30,20,10,5 مورد آزمايش و بررسي قرار گرفتند. آزمايش و بررسي رشته هاي تاركشي به خاطر كمبود مواد گرفته شده از يك عنكبوت در زمان آزماي

ش، فقط در سرعت هاي m/min 40m20m5 صورت گرفت. منحني هاي تنش- كرنش براي هر كدام از پيله هاي تاركشي با پارامترهاي زير مشخص شده اند:
1- استحكام يا بارگسيختگي: نسبت نيروي گسيختگي نخ به ميزان دانسيته خطي آن، در وا
2- كرنش در نقطه پارگي: افزايش طول نمونه به وسيله ي نيروي گسيختگي، كه به صورت درصدي از طول اوليه و با علامت درصد % مشخص مي شود.
3- كار تا حد پارگي: ناحيه گرفته شده توسط منحني نيرو- ازدياد طول تا حدي كه نيروي گسيختگي در واحد CN/ cm بدست آيد. اين شاخص ميزان محكمي ليف را نشان مي دهد.
4- مدول اوليه: به عنوان مدولي در دامنه ي تغييرات ارتجاعي نموداري كه در آن تغييرات كرنشي هنوز برگشت پذير مي باشد، در واحد CN/dtex تعريف مي شود. اين شاخص از روي ميزان شيب خط مستقيم اوليه در منحني تنش- كرنش محاسبه مي شود.
5- مدول ثانويه: به عنوان مدولي بين مقادير كرنشي 10 تا 35 درصد كه مشخصه ناحيه ي سخت شدن نسبتا خطي مي باشد و در واحد CN/dtex تعريف مي شود.
به منظور بحث و بررسي بهتر نتايج حاصله، مدل ماكسول جهت تشريح آزمون كششي مورد استفاده قرار مي گيرد. در اين مدل، الياف توسط يك مدل همراه با عناصري كه رفتار مكانيكي وابسته به زمان خاصي از خود برود مي دهند نشان داده مي شوند. براي مثال بوسيله ي تركيبي از فنرها و استوانه هاي متعادل كننده، استوانه متعادل كننده رفتار و سيكوزي وابسته به زمان را نمايان مي سازد. در ساده ترين مدل ماكسول رفتار الاستو- ويسكوز يك ليف (يا نخ) از طريق يك فنر (با كابت ارتجاعي E) و يك استوانه متعادل كننده (با ثابت مرطوب كنندگي يا گرانروي) كه به طور متوالي قرار گرته اند توصيف مي شود اين رفتار از تساوي (معادله) زير پيروي مي كند: (در اين تساوي ε مقدار كرنش و F نيرو را نشان مي دهد.)

در مورد افزايش ثابت كرنش در زمان، مي توان ε=rt فرض كرد كه در آن r يك عدد ثابت مي باشد، در اين صورت تساوي اول به شكل زير تبديل مي شود.

اگر به عنوان وضعيت آغازين F(o)=FV و FV فشار اوليه باشد راه حل زير بدست مي آيد:

اين فرمول را مي توان اين چنين نوشت:

پس از بررسي نتايج آزمايشي (تجربي) مي توان چنين نتيجه گرفت كه بازسازي مدل ماكسول از روي منحني تنش- كرنش الياف ابريشم پيله به طور كامل رضايت بخش نيست. ثابت شده است كه يك مدل ماكسول پيشرفته، با افزودن يك فنر خطي (طولي) ، بازسازي بهتري از منحني هاي تنش- كرنش ابريشم پيله ارائه مي دهد. بنابراين معادله اي (1-4) را مي توان به اين صورت نوشت:

از طريق رگراسيون غير خطي مي توان منحني هاي تنش- كرنش را بوسيله ي سه پارامتر C,B,A توصيف و طبقه بندي كرد. به همراه اطلاعات بدست آمده از منحني هاي تنش- كرنش ابريشم پيله، كه در بخش 2 مشخص شده است بيشتر اوقات يك همبستگي بالاتر از 90% با خطاي نس

بي كمتر از 1% مشاهده شده است. تاثير سرعت آزمون هم بر اساس اين پارامترها مورد بحث و بررسي قرار گرفته است.
3-2: بحث و بررسي نتايج
3-2-1: تاثير سرعت بر روي كرنش كسيختگي- سختي (استحكام)، كار تا سر حد پارگي، مدول اوليه و مدول ثانويه. اولين توصيفي كه بايد داده شود اين است كه همه ي پارامترها تغييرات بالايي را نشان مي دهند. ارزش CV- (درصد ضريب تغييرات) كرنش گسيختگي و كار تا سر حد پارگي از 30% هم حتي فراتر مي رود، اين مقدار %CV براي مقادير مدولي، در بيشتر موارد به 10 تا 15% محدود مي شود و براي سختي معمولا بين 10 تا 15% بيشتر مي باشد. تغيير پذيري بالا توسط محقق ديگري هم تاييد مي شود.

شكل 1-3: تاثير سرعت بر پارامتر كار تا حد پارگي
شكل 1-2: تاثير سرعت بر سختي

شكل 1-5: تاثير سرعت بر مخدول ثانويه
شكل 1-4: تاثير سرعت بر مدول اوليه

تجزيه و تحليل كرنش گسيختگي نشان مي دهد كه سرعت آزمون بر روي آن تاثير قابل توجهي ندارد. شكل هاي 2 تا 5 به ترتيب تاثير سرعت را در ميزان سختي، كار تا حد پارگي، مدول اوليه و مدول ثانويه نشان مي دهند. مي توان چنين يرداشت كرد كه براي بيشتر پارامترها نمي توان به يك نتيجه گيري كلي كه در مورد همه پيله ها قابل قبول باشد، دست يافت. در خصوص سختي، براي مياگين همه پيله ها، مي توان نتيجه گرفت كه ميزان سختي با افزايش سرعت آزمون افزايش مي يابد. علاوه بر اين، همان طور كه در شكل (1-6) مشاهده مي شود، مي توان بين دو پارامتر يك رابطه لگاريتمي قابل توجهي (R2=0/9797) بدست آورد.

شكل 1-7: رابطه بين مدول اوليه و سرعت
شكل 1-6: افزايش لگاريتمي سختي با افزايش سرعت
اگر همه ي پيله ها با هم در نظر گرفته شوند، مقدار مدول اوليه همان طور كه در شكل 7 مشخص است، با افزايش سرعت آزمون تا سرعت 20 mm/min افزايش مي يابد، اما بعد از اين سرعت، با بالاتر رفتن سرعت آزمون، شاهد كاهش در ميزان مدول اوليه مي باشيم. اين موضو

ع باعث تعجب است چرا كه در مقالات و گزارشات افزايش مدول ارتجاعي نسبت به سرعت گزارش شده است. از آنجا كه مدول اوليه با زير ساختار يك ليف داراي هم بستگي مي باشد، به قطر مي رسد كه هنگام تغيير شكل كششي چندين ساختاري نيز صورت مي گيرد. ممكن است طي آزمون طولاني تر يا در يك سرعت آزمون پايين تر، احتمال وقوع چنين تغييراتي كمتر شود.
در پايان، در شكل 1-5 مشاهده مي شود كه مدول ثانويه و سپس مدول ناحيه اي

سخت شدن با افزايش سرعت آزمون كاهش مي يابد. اين موضوع هنگام محاسبه ي ميانگين ثانويه در سرعت هاي مختلف، توسط كاهش قابل توجه مدول ثانويه (R2=0/9637) نسبت به افزايش سرعت آزمون اثبات مي شود. در دهنه هاي تاركشي، سرعت هيچ گونه تاثير مهمي از نظر آماري بر كرنش گسيختگي، نيروي گسيختگي، كار تا سر حد پارگي يا مدول ثانويه (%10- 25) ندارد. فقط در مورد اوليه، مقدار مدول در سرعت 5mm/min نسبت به سرعت هاي mm/min 40 , 20 ، به طور قابل توجهي بالاتر مي باشد. خلاصه اينكه، مي توان نتيجه گرفت كه تاثير سرعت بر روي ابريشم تاركشي نسبت به ابريشم پيله كمتر است. با مطالعه ي دقيق تر منحني هاي تنش- كرنش اشكال مختلفي از منحني ها مشاهده مي شود. (شكل 1-8) منحني نوع اول در بيتر موارد منحني مي باشد كه به طور مكرر اتفاق مي افتد، گاهي اوقات دو گروه با شيب هاي اوليه ي مختلف مشاهده مي شود. منحني نوع دوم مشخصه ابريشم پيله عنكبوت مي باشد. منحني نوع سوم تقريبا يك منحني خطي است، اما بندرت مشاهده مي گردد. هنوز دلايل پيدايش انواع منحني ها مشخص نيست. و بايد بيشتر مورد بررسي قرار گيرد.

شكل 1- 8: سه نوع منحني تنش- كرنش ابريشم تاركشي
3- 2- 2: پارامترهاي C,B,A در مدل پيشرفته ماكسول
در شكل هاي 9 و 10 و 11 تاثير سرعت بر روي پارامترهاي C,B,A در مدل پيشرفته ماكسول براي پيله ها همان طور كه در معادله 1-5 مشاهده مي شود، نشان مي دهد.

شكل 1-9: تاثير سرعت آزمون بر روي پارامتر A در مدل پيشرفته ماكسول
همان طور كه در شكل شماره9 مشاهده مي شود، مقدار پارامتر A با افزايش سرعت آزمون به طور لگاريتمي افزايش مي يابد. تغيير پارامتر A موجب تشكيل يك منحني با سطح ماكزيممي بالاتر از ناحيه ي سخت كننده (كه يك بخش نسبتا افقي است.) مي گردد. كه اين خود با نتايج بدست آمده در مورد سختي مطابقت مي كند. علاوه بر اين، پارامتر A باعث تغيير مدول اوليه مي شود. در اين خصوص بايد به اين نكته توجه كرد كه تاثير افزايشي (صعودي) پارامتر A با سرعت هاي بالاتر از mm/min 20 به حداقل مي رسد. با اين وجود به نظر نمي رسد، به اندازه اي كه در مدول اوليه مشاهده مي شود، كاهش يابد.

شكل 1-10: تاثير سرعت آزمون روي پارامتر B در مدل پيشرفته ماكسول
پارامتر B با افزايش سرعت به طور قابل توجهي كاهش مي يابد. مقدار پارامتر B شكل ناحيه ي تسليم را نشان مي دهد.
هنگامي كه مقدار ناحيه ي B كاهش مي يابد، ناحيه ي تسليم به سمت كرنش هاي بالاتر حركت مي كند و در نتيجه مدول اوليه هم كاهش مي يابد.

شكل 1-11: تاثير سرعت آزمون بر پارامتر c در مدل ماكسول
پارامتر c هم با افزايش سرعت آزمون به طور لگاريتمي كاهش مي يابد. اينجا نيز بايد اضافه كرد كه تاثير سرعت روي پارامتر در سرعت هاي بالاتر از mm/min 20 كمتر مي شود. افز

ايش مقدار c در تساوي (1-5) موجب شيب تندتر و در نتيجه مدول ثانويه بالاتر مي گردد. تاثير سرعت روي پارامتر c كم و بيش با نتايج بدست آمده براي مدول ثانويه مطابقت دارد.
نتيجه گيري: اول از همه مي توان نتيجه گرفت كه ابريشم پيله رفتار تنش- كرنشي كاملا متفاوت نسبت به ابريشم تاكرشي از خود نشان مي دهد. هرچند كرنش گسيختگي، كم و بيش يكسان مي باشند با مشاهده تاثير سرعت آزمون مشخص شده است كه در سرعت هاي آزمون پايين، ميزان سختي، كار تا حد پارگي، استحكام وسختي كمتر مي شود. در حالي كه مي

زان مدول ثانويه در سرعت هاي آزمون پايين نسبت به ميزان آن در سرعت هاي آزمون بالا بيشتر مي شود. يك نوع نقطه گسيختگي در سرعت آزمون mm/min 20 روي مي دهد. اين امر را مي توان اين گونه توجيحه كرد كه در خلال آزمايش، به علت تغييراتي در ساختار تعداد مشخصي تغيير شكل پلاستيك يا غير قابل بازگشت در سرعت هاي پايين اتفاق مي افتد در حالي كه سرعت هاي آزمون بالا چنين اتفاقي روي نمي دهد. وقتي منحني تنش- كرنش ابريشم پيله توسط مدل ماكسول بررسي مي شود، سرعت هاي آزمون بيشتر موجب سطح بالا تر ناحيه سخت كنندگي، حركت ناحيه تسليم به سمت مقادير كرنشي بالاتر، و رفتار افقي تر ناحيه سخت كنندگي مي شود.
فصل دوم: كاهش پرز نخ در طي مرحله نخ پيچي بوسيله ي جت ها (جريانهاي يع): بهينه سازي پارامترهاي جت، دانستيه خطي نخ و سرعت نخ پيچي
خلاصه: نظر به اينكه سرعت توليد در مرحله نخ پيچي بسيار بالا مي باشد و اين فرآيند خود باعث افزايش پرز نخ مي شود. كاهش پرز نخ طي مرحله نخ پيچي از طريق جت هاي رويكردي جديد مي باشد. براي اصلاح و بهينه سازي جت، دانسيته خطي نخ و سرعت نخ پيچي، روش طرح كارخانه اي Behnken , Box به كار گرفته مي شود تا از ميزان پرز نخ كاسته شده و پرز نخ به حداقل برسد. براي اينكه نتيجه ي مطلوب بصورت كاهش پرز حاصل شود، زاويه جت ˚45، و قطر جت mm 2/2 به همراه 10 تكس نخ و سرعت نخ پچي m/min 800 مناسب مي باشد.

يك مدل CFD به منظور نمايش الگوي جريان هواي داخل جت بوسيله ي نرم افزار Fluent 6.1 توسعه يافته است. سرعت اوليه هوا در اطراف مركز جت حاصل تاثير گذاري در پيچش و پوشاندن پرز روي نخ مي باشد.
كلمات كليدي: طرح كارخانه اي، نخ پيچي جت، مقادير S3، نمايش (بازاسازي)، چرخش
مقدمه:
افزايش پرز نخ هنگام نخ پيچي يك پديده آشنا و شناخته شده مي باشد. از آنجايي كه ماشينهاي نخ پيچي تجاري با سرعت بالا كار مي كنند، هر گونه روشي براي ماهش پرز نخ در مرحل

ه ي نخ پيچي نه تنها هزينه توليد را در جريان پايين كاهش مي دهد بلكه پارچه هايي با كيفيت عالي هم توليد مي كند. گزارشات بسيار محدودي در مورد كاهش پرز نخ بوسيله جت هاي هوا در مرحله ي نخ پيچي منتشر شده است، در اين مقالات، نخ تابيده ابتدا ما سوره تبديل شده و سپس تحت عمليات جريان جت قرار مي گيرد. در نوشته هايي كه در اين زمينه منتشر شده است هيچ گونه مطلبي در مورد نمايش جريان هواي داخل جت كه در توصيف مكانيزم كاهش پرز نقشي اساسي دارد، به چشم نمي خورد. يك سيستم جت جديد كه طبق اصلي تابيدن مجازي كار مي كند توليد شده است تا ميزان پرز نخ ها را طي عمليات اوليه نخ پيچي كاهش دهد. در تحقيق حاضر، جت هاي هوا طوري قرار داده شده اند كه مسير محوري جريان هوا در امتداد مسير حركت نخ باشد. يك مدل FCD توليد شده است كه به كمك نرم افزار 6.1 Fuentمي تواند الگوي جريان هواي داخل جت ها را نمايش دهد و مسأله ي ميدان سه بعدي جريان را هم حل نمايد. در اين پژوهش تلاشي صورت گرفته است تا با استفاده از طرح كارخانه اي Behnken و Box پارامترهاي مختلف جت از قبيل، زاويه جت، قطر جت، دانستيه خطي نخ و سرعت نخ پيچي را به حد مطلوب برساند.
كار آزمايشگاهي:
براي ايجاد حركت چرخشي هواي درون جت، چهار سوراخ هوا با قطر mm 0.4 در جت به طور مماس با ديواره هاي داخلي آن تعبيه مي شود. فشار هواي جريان هاي جت روي 0.9 بار باقي مي ماند. جريان هواي داخل جت ها در امتداد حركت نخ مي باشد و در فاصله ي cm10 بالاي پايه ي نگهدارنده بالن براكت نخ پيچي قرار مي گيرد. خود جت در محفظه ي جت جاي مي گيرد. تامين هواي فشرده جت از طريق لوله اي كه مجهز به يك شير تنظيم (كنترل كننده فشار) و يك فيلتر هوا مي باشد، صورت مي گيرد. يك بدنه (چارچوب) هم ساخته شده است تا جت بر روي آن نصب شود. در شكل 2-1 شماري جلويي جت نشان داده مي شود.

شكل 2- 1: نماي جلويي جت به همراه محفظه

در اين مطالعه، از نخ هاي پنبه اي حلاجي شده با تاب z، استفاده شده است. براي بررسي دو نوع آزمايش انجام گرفته است. آزمايش هاي نوع اول، با زوايه هاي جت 40 و 45 و 50 درجه و قطر ثابت كانال نخ mm 2.2 انجام شد. آزمايش دوم با قطرهاي كانال نخ mm 2.6, 2.2 , 1.8 و زاويه جت ثابت 40 درجه انجام گرفت. در هر دو آزمايش، نخ هاي تابيده شده از نوع رينگ با دانسته هاي خطي 10 و 20 و 30 تكس و سرعت هاي نخ پيچي m/min 1200 , 1000 , 800 مورد استفاده قرار گرفت. سر سطح نشانه گذاري شده ي متغيرها در جدول 2-1 نشان داده شده است.

ميزان پرز نخ ها توسط شناساگر پرز Zweugle G 566 آزمايش و بررسي شد. در هر نمونه روي 800 متر نخ آزمايشاتي از نظر ميزان پرز نخ در سرعت m/min 50 صورت گرفت كه نمونه ها در شرايط آزمايشي استاندارد به مدت 24 ساعت قبل از آزمايش، نگهداري مي شوند.
روش بازساي (نمايش):
در اين بررسي، جريان هوا درون جت ها بازسازي شده است، همچنين از مجموعه ي تحليلي جريان شماره يعني 6.1 fluent ، كه با به كارگيري شيوه ي حجم محدود به بازسازي جريان مي پردازد، استفاده شده است در جت ها جريان داراي تلاطم مي باشد. از اين رو مدل استاندارد k-ε، تلاطم به همراه عملكردهاي استاندارد ديواره به كار گرفته شده اند. چنين فرض شده است كه جريان درون محفظه بر روي نخ تاثير مي گذارد، اما وجود نخ روي الگوي جريان هيچ گونه تأثيري ندارد، پس بنابراين نخ به عنوان نمونه در نظر گرفته نشده است. مقايسه سرعت ها و فشار بالاي هوا به همراه حجم بسيار كم نخ با آنچه در محفظه جت مي باشد، اين فرضيه را ثابت مي كند. در آرايش كنوني، جداره هاي ورودي هوا به عنوان «ورودي فشار» در حاليكه جداره هاي خروجي به عنوان «خروجي فشار» در نظر گرفته مي شوند. از آنجا كه سرعت زياد جريان هوا خود يك منبع گرمايشي مي باشد كه دماي جت ها را از افزايش خواهد داد، بنابراين جريانهاي جت خيلي كوتاه هستند و فرآيند در يك زمان بسيار كوتاه انجام مي گيرد. به طور خلاصه، اين فرآيند به صورت ادياباتيك (يك فرآيندي درو) در نظر گرفته مي شود كه در آن هيچ گونه انتقال گرمايي از طريق جداره ها صورت نمي گيرد. نمونه جريان به كار رفته، جريان هواي تراكم پذير ويسكوز مي باشد.
بحث و بررسي نتايج:
طرح Behnken و Box براي سه متغير در سه سطح همراه با مقادير S3 (يعني تعداد پرزهايي با طول 3 ميلي متر بالاتر كه از نخ بيرون مي زنند) در جدول 2-2 مشاهده مي شود. در جدول 2-3 هم، معادله ي سطح پاسخ براي مقادير S3 به همراه مربع ضريب همبستگي بين مقادير محاسبه شده و تجربي كه از معادلات سطح پاسخ بدست امده است، آورده شده است. در بخش هاي بعدي، چندين خط همتراز گزينشي از رويكرد طرح كارخانه اي ارائه مي شود.
- تأثير زاويه جت، دانسيته خطي نخ و سرعت نخ پيچي روي مقادير S3
شكل 2-2 تاثير دانسيته ي خطي نخ و سرعت نخ پيچي روي مقادير S3 در يك جت با زوايه ي ˚45 درجه را نشان مي دهد. با افزايش دانسيته خطي نخ، مقادير S3 نيز افزايش مي يابد. اين موضوع را اين گونه مي توان توجيه كرد كه با افزايش دانسيته خطي نخ، تعداد الياف در مقطع عرضي نخ افزايش مي يابد، بنابراين تعداد زيادتري سر ليف موجود مي باشد، كه به ترتيب موج

ب افزايش تعداد الياف كناري بيشتر مي گردد. اين الياف مي توانند مثل پرز به آساني بيرون بزنند، چرا كه طي مرحله ي ريسندگي از نوع رينگ، نقطه همگرايي نخ آنها را جذب نمي كند. مقادير S3 با افزايش سرعت نخ پيچي هم افزايش مي يابد، اين امر به اين دليل رخ مي دهد كه در سرعت بالاي نخ پيچي، اصطكاك زياد نخ ها با قطعات ماشين قرقره اي شياردار، خود موجب افزايش پرز مي شود. بعلاوه، در مرحله نخ پيچي با سرعت بالا در مقايسه با نخ پيچي با سرعت كم، نيروها مقاومت هواي بيشتري بر نخ اعمال مي شوند. تأثير توأمان دانسيته خطي نخ و سموجب مي شود تا سطح مطلوب به صورت كاهش پرز خ حاصل شود.
جدول 2-2: طرح Behnken و Box براي سه متغير و مقادير S3

جدول 3-2: معادلات سطح پاسخ براي پارامترهاي متفاوت.

شكل 2-2: تأثير دانسيته خطي و سرعت نخ پيچي بر مقادير S3 براي جتي با زاويه 45 درجه
در شكل شماره 2-3 تأثير زوايه ي جت و دانسيته ي خطي نخ روي مقادير S3 در سرعت نخ پيچي برابر با m/min 1000 نشان داده شده است. از بين خطوط همتراز بالا، بهترين نتيجه بين سطح 0.5 تا 0.0 در زوايه (تقريبا 44 درجه) مشاهده مي شود كه بعد از آن سطح 0/1- (در زوايه جت 40 درجه) قرار دارد و بدترين نتيجه به سطح 0/1+ (زاويه جت 50 درجه) مربوط مي شود. براي توضيح اين نتايج از مدل CFD كمك گرفته شده است. سرعت هاي محوري هواي جت در زوايه ي 45 درجه با نمونه ي بعدي جت در زوايه ي 40 درجه مقايسه شده اند.

شكل 2-3: تاثير زوايه جت و تكس نخ بر مقادير S3 در سرعت نخ پيچي m/min1000

شكل 2-4: خطوط همتراز سرعت هاي محوري هواي (m/s) جت ها در (a) – زاويه 45 درجه- (b) mm 2/2- 40 درجه mm 2/2
با در نظر گرفتن دستگاه مختصات جت، قسمت هاي a و b شكل 4 نشان مي دهد كه جت در امتداد محور طولي به ده قسمت مساوي تقسيم شده است. نخ در مركز اين بخش هاي جدا شده قرار مي گيرد. در خصوص جت با زوايه 45 درجه سرعت هاي محوري هوايي كه در سرتاسر جت، يعني از بخش هاي بالايي جت گرفته تا بخش هاي پاييني، بر نخ اعمال شده، از اين قرار هستند، m/s 137,182,152,137,122,76,46,30,15 ميانگين سرعت محوري هوا در جت با زوايه 45 درجه 91 متر بر ثانيه (m/s) مي باشد. بر همين نحو، سرعت هاي محوري هوا كه در شكل 4-2-b نشان داده شده اند، در صورتي كه زاويه جت 40 درجه باشد، عبارتند از: 16 و 16 و 32 و 63 و 111 و 111 و 142 و 147 و 142 متر بر ثانيه. ميانگين سرعت محوري هوا در جتي

با زاويه 40 درجه، 84 متر بر ثانيه است. محوري بالاتر در جت با زاويه 45 درجه، در مقايسه با جت زوايه اي 40 درجه، ميزان شدن حركت چرخشي را افزايش مي دهد و مقدار بيشتري الياف به دور نخ پيچيده مي شود. و در نهايت موجب كاهش بيشتر پرز نخ در مورد اول مي گردد.
تاثير قطر جت، دانسيته خطي نخ و سرعت نخ پيچي بر مقادير S3:

از شمل 2-5، مي وان دريافت كه افزايش دانسيته خطي نخ و سرعت نخ پيچي موجب افزايش مقادير S3 مي شود.

شكل 2-5: تاثير سرعت نخ پيچي و تكس نخ روي مقادير S3 در جتي با قط

ر mm 2/2
در شكل شماره 2-6 تأثير قطر جت و دانسيته خطي نخ روي مقادير S3 براي سرعت نخ پيچي m/min 1200 مي توان مشاهده نمود. از بين خطوط همتراز بالا، بهترين نتيجه بين سطح قطر 0.5 تا 0.0 (كه حدود mm 2/1 مي باشد) مشاهده مي شود. بعد از آن سطح (mm 1/8) – 1/5 نتيجه خوبي را نشان مي دهد و بدترين نتيجه در سطح 1/5 (قطر 2/6) مشاهده مي شود.
براي بررسي نتايج از مدل CFD استفاده شده است. ببين سرعت هاي كلي هواي جت با قطر mm 2/2 و دومين نمونه جت با قطر mm 1/8 كه نتيجه خوبي نشان داده است، مقايسه اي صورت گرفت.

شكل 2- 6: تاثير قطر جت و تكس نخ روي مقادير S3 در سرعت نخ پيچي m/min 1200
شكل هاي 7-2 (a,b) پروفيل برداري سرعت كلي هوا را در سطحي نزديك خروجي از جت نشان مي دهد. اگر قطر جت mm 2/2 باشد، سرعت كلي هوا در مركز جت 25m/s است كه اين ميزان سرعت از سرعت جتي با قطر mm 1/8 كه سرعت هوا در آن m/s 27 است كمتر مي باشد. ولي در جت با قطر mm 2/2 نسبت به جت با قطر mm 1/8 نتيجه بهتري از نظر كاهش پرز مشاهده مي شود. اين امر ممكن است به اين دليل باشد كه با آنكه سرعت كل هوا در مركز جت با قطر 2/2 اندكي كمتر است، اما سرعت فضاي مركز جت، نسبتا بالا است (يعني حددو m/s 124)، كه اين سرعت نسبت به سرعت جت با قطر mm 1/8 كه در ان سرعت هوا حدود m/s 27 است، بسيار بالا مي باشد.
در اين سرعت بالاي هوا كه در اطراف مركز جت مشاهده شده است، احتمال مي رود كه پرزهاي بيرون زده درون جت، از نخ جدا شوند. احتمالا دليل پيچيده شدن بهتر الياف به دور نخ در نمونه اول در مقايسه با نمونه دوم، يعني قطر جت 1/8 كه در جايي به خاطر كاهش كمتر پرز نخ متوقف مي شود، همين سرعت بالاي هوا اطراف مركز جت مي باشد.

شكل 2-7: پروفيل برداري از سرعت هاي كل هواي جت . a با زوايه 40 درجه و قطر mm 2/2 و b با زوايه 40 درجه و قطر mm 1/8

نتيجه گيري: آناليز و تحليل الگوي جريان هوا به روش CFD يك نگرشي جديد نسبت به مكانيزم كاهش پرز ارائه مي دهد. بهترين نتايج از قطر كاهش پرز در زاويه جت 45 درجه، 15 تكس نخ و سرعت نخ پيچي m/min 800 حاصل مي شود. قطر جت mm 2/2، 15 تكس نخ و كمترين سرعت نخ پيچي m/min 800 ، 15 تكس نخ و كمترين سرعت نخ پيچي m/min 800 شرايط بهينه ديگري مي باشد كه نتايج خوبي بدست مي دهند. سرعت محوري هوا و سرعت هواي خارج از مركز جت، فرآيند كاهش پرز نخ را تحت تأثير قرار مي دهند.
فصل سوم: پژوهشي در مورد خصوصيات اصطكاكي پارچه هاي

بافته شده
خلاصه: بررسي هايي درباره خصوصيات اصطكاكي سطح پارچه با فلز و پارچه ي (در دو جهت تار و پود) مجموعه اي پارچه شامل پارچه هاي %100 پلي استر، %100 ويسكوز، و تركيبات PIC و P/V با نسبت هاي تركيبي متفاوت صورت گرفته است. در اين بررسي ها مشاهده شده است كه بار الكتريكي نرمال و نيروي اصطكاكي در همه پارچه ها از يك رابطه ي لگاريتمي پيروي مي كند. نوع اصطكاك پارچه بوسيله پارامترهاي مختلفي همچون نسبت F/N و مقادير n و k و k/n تعيين مي شود. مشخص شده است كه شكل ظاهري پارچه و جهت مالش اهميت كلي در سطح اصطكاك پارچه با فلز دارد، در حاليكه اين فاكتورها در ايجاد اصطكاك پارچه با پارچه بسيار مهم مي باشند.
فاكتورهاي زيادي از قبيل نوع الياف، نوع مخلوط و نسبت تركيب. ساختار نخ، ساختار پارچه، تجعد و ارتفاع تجعد، قابليت فشرده شدن و غيره در ايجاد اصطكاك در پارچه تاثير مي گذارند.
در پارچه هاي مخلوط P/V و P/C ، با افزايش الياف سلولزي، نيروي اصطكاكي هم افزايش مي يابد.
كلمات كليدي: پنبه، پلي استر، ويسكوز، تركيبات پنبه/ پلي استر/ ويسكوز- پارچه، اصطكاك ساكن اصطكاك جنبشي.
مقدمه:
زماني كه يك پارچه با طور مكانيكي به خودش ماليده مي شود يا بين شست و انگشت دست لمس مي شود، مي توان ميزان اصطكاك پارچه را، كه به صورت مقاومت در برابر جنبش تعريف مي شود، تعيين كرد.
اصطكاك، يكي از مشخصه هاي پارچه مي باشند كه اهميت قابل توجهي در ارزيابي و خصوصي دارد. در حوزه صنعتي، اصطككاك به برش چند لايه ي پارچه و جدا سازي پارچه ها در صنايع پوشاك، همچنين به اصطكاك لباسها با لباسهاي ديگر، رو مبلي و پرده و روكش هاي پرس شده مربوط مي شود. بررسيهاي اوليه به جنبه هاي مختلف اصطكاك پارچه مي پردازد. ارزيابي خصوصي، كه كاربرد پارچه را تعيين مي كند بدون شك تحت تاثير اصطكاك ساكن و متحرك بين سطح لباس و انگشت يا شست مي باشد، با اين همه خصوصيات ديگري مثل قابليت انعطاف پذيري ضخامت، برش و غيره هم به اين ارزيابي مربوط مي شوند. اصطاك يك پاچه خودش يا با پارچه ي ديگر روي جنبه هاي كارايي پارچه مانند سياش، پوسيدگي، و آب رفتگي، همچنين روي راحتي آن كه به حس لامسه مصرف كننده مربوط مي شود، تأثير بسزايي دارد. اين احساس، عمدتا به برهم كنش بين جنس لباس با بدن انسان مربوط مي شود. انگشت دست انسان ابزار حساسي مي باشد كه قادر است ناهمساني هاي جزئي را در رفتار اصطكاكي پارچه ها شناسايي كند. نتايج بررسي هاي انجام گرفته با دست، بسته به حسي كه با لمس كردن پارچه ايجاد م

ي شود، به صورت اصطلاحاتي فردي مثل «چسبنده»، «چرب» ، «نرم و لطيف» ، «روغني يا ليز» ، «زير و خشن» «زبر و پوست خراش»، «نازك و بدن نما» ، «چسبان» ، «براق» بيان مي شوند. ارزيابي اصطكاك پارچه از نظر كمي هم اضافه بر عواملي كه ممكن است بر آن تاثير بگذارند حائز اهميت مي باشند. ارزيابي علمي و عيني خصوصيات اصطكاكي پارچه به برقراري يك ارتباط خوب و بهينه سازي روش خاص كمك مي كند. پ يشنهاد شده است ك

ه رابطه بين ارزيابي شخصي و سنجش علمي و خواص بهتر است به صورت يك تابع خطي روي مقايس لگاريتكي نشان داده شده شود.
با وجود اينكه اصطكاك پارچه اهميت زيادي دارد، اما در صنعت نساجي هيچ گونه ابزاري براي اندازه گيري اصطكاك پارچه وجود ندارد. براي اندازه گيري اصطكاك و ناهمواريهاي سطوح پارچه ها، kawabata دستگاه kEs – FB4 را توسعه داده است. ولي به خاطر هزينه خيلي بالاي آن، در دست رس همه نمي باشد. بيشتر پژوهشگران از شناساگر كششي اينسترون به همراه چندين ضميمه براي اندازه گيري اصطكاك درون پارچه اي و يا پارچه با فلز استفاده مي كنند.
در اين بررسي، روي تعداد زيادي پارچه بررسيهايي از نظر خصوصيات اصطكاكي و ناهمواري سطح توسط يك ابزار پيشرفته و طراحي شده در محل صورت گرفته است.
ابزار اندازه گيري اصطكاك:
در شكل 3-1 نمودار طرح كلي ابزار اندازه گيري خصوصيات اصطكاكلي و ناهمواري سطح پارچه ها مشخص مي شود. اين ابزار براي اندازه گيري اصطكاك پارچه با پارچه و اصطكاك پارچه با فلز و ناهمواريهاي سطح پارچه در نظر گرفته شده است. اصطكاك پارچه را مي توان در فشارهاي مختلف، سرعت هاي مختلف و تحت كشش هاي محتلف پارچه ارزيابي كرد. سير پيدايش ضربه هم قابل تنظيم مي باشد. اين ابزار از سه دستگاه اندازه گيري به نام هاي: پيل فشار، ترانسفورماتور ديفرانسيل خطي متغير (LVDT) و يك كد گذار تشكيل شده است. پيل فشار ميزان كشش اصطكاكي سطح فوقاني را با حركت داد سطح تحتاني انداز

ه مي گيرد. دستگاه LVDT ناهمواري سطح را با جا به جايي عمودي ميله كاوشگرد در سطح پارچه اندازه گيري مي كند. و دستگاه كد گذار هم مسافت پيمايش و سرعت تسمه را كه پارچه روي آن نصب شده، اندازه مي گيرد. اين ابزار داراي يم سكوي افقي هم مي باشد.
پارچه مورد استفاده در آزمايش بدون هيچ چين و چروكي روي اين سكو قرار داده مي شود. با تغيير وزنه هاي كشنده مي توان پارچه را تحت كشش هاي مختل

ف قرار داد. به كمك يك موتور با سرعت كنترل شده، يك حركت عرضي به سكو وارد مي شود. يك وزنه ي هم روي اين پارچه مورد آزمايش قرار داده مي شود. براي سنجش اصطكاك پارچه با پارچه، پارچه ديگري به سطح فلزي بسته مي شود. فشار نرمال به ميزان دلخواه اعمال مي شود. هنگامي كه سطح تحتاني با قطعه پارچه مورد آزمايشي كه روي آن نصب شده، زير سطح اصطكاك حركت مي كند، به خاطر اصطكاك ايجاد شده بين دو سطح، به سطح فوقاني (كه همان سطح اصطكاك است) يك فشار يا كشش اصطكاكي در جهت حركت سطح تحتاي اعمال مي شد. سطح اصطكاك فوقاني توسط يك بازوي رابط به يك پيل فشار متصل مي باشد. پيل فشار متناسب با نيروي اصطكاكلي اعمال شده بر پارچه علامت (سيگنال) مي دهد. براي اندازه گيري زبري پارچه از يك حسگر LVDT در ابزار مورد نظر استفاده مي شود. در اين نسسور (حسگر) يك ميله ي كاوشگر خيلي نازك با سطح پارچه تماس پيدا مي كند. زماني كه پارچه حركت مي كند ميله يه سمت سطح عمودي منحرف مي شود. چنين جا به جايي بوسيله دستگاه LVDT به يك سيگنال الكتريكي تبديل مي شود. حركت ميله ي كاوشگر در جهت عمودي به عنوان مقايس سنجش ميزان زبري سطح پارچه در نظر گرفته مي شود.

شكل 3-1؛ شماري طرح كلي شناساگر ميزان زير و اصطكاك پارچه
اين دو سيگنال با استفاده از كارت مبدل قياسي به رقمي (كارت ADC) به يك كامپيوتر شخصي متصل مي شود.
اطلاعات به شكل گرافيكي ارائه خواهند شد. طرح هاي اصطكاك ويژه و زبري سطح به تركيب در شكل هاي 3-2 و 3-3 نشان داده مي شوند.

شكل 3-2: طرح اصطكاك ويژه پارچه

شكل 3-3: طرح زبري ويژه سطح پارچه بافته شده
طرح آزمايشگاهي (عملي- تجربي)

كلي: براي بررسي به صورت تجربي، هشت قطعه پارچه ي تجاري گردآوري شد. اين پارچه ها شامل پارچه هاي 100% پلي استر، 100% ويسكوز، تركيب پنبه پلي استر و تركيب ويكسوز پلي استر با پارامترهي ساختاري مشابه مي باشند. پارامترهاي فيزيكي اين سه گروه پارچه در جدول 3-1 آمده است.
اندازه گيري اصطكاك پارچه:
اندازه گيري اصطكاك پارچه هاي مختلف توسط ابزاري كه توسعه داده ايم، انجام گرفته است، با اين ابزار اصطكاك پارچه با پارچه و پارچه با فلز اندازه گيري شده است. اصطكاك پارچه با پارچه عمس العمل متقابل بين اجناس پارچه اي را نمايان مي سازد. بررسي و مطالعه بر روي اصطكاك پارچه با پارچه در همه ي پارچه ها با گرفتن دو نمونه از همان پارچه ها انجام مي شود. حركت پارچه روي يك سطح سخت، اصطكاك پارچه با فلز را نشان مي دهد.
در اين بررسي، آلومينيوم خيلي صيقل يافته به كار گرفته شده است. پنج بررسي بر روي پارچه انجام گرفته است براي اندازه گيري نيروي اصطكاكلي ي

ك پارچ، 1 دو نمونه متفاوت همان پارچه، استفاده شده است. يك انتهاي پارچه با گيره بسته شده است و انتهاي ديگر با استفاده از وزنه ي نگهدارنده تح

ت كششي به اندازه CN/cm 10 در عرض نگهداشته مي شود. مساحت قطعه فلزي به همراه بازوي رابط 60 گرم است. با قرار دادن وزن خارجي روي اين قطعه، مي وان فشار استاندارد را افزايش داد. فشارهاي نرمال به كار رفته در اين مطالعه، با رشد 10 گرم از 60 تا 100 گرم متغير مي باشد. سرعت تسمه نقاله هم 50 ميلي متر در دقيقه مي باشد. طول حركت هم 50 ميلي متر است. نيروي اصطكاك ساكن Fs و نيروي اصطكاك جنبشي Fx از روي نمودار بدست آمده است. نسبت F/N ، كه همان فشار استاندارد است، در هر دو اصطكاك ساكن و جنبشي محاسبه شده است.
جدول 3-1: اطلاعات مربوط به پارامترهاي فيزيكي پارچه

بحث و بررسي نتايج:
خصوصيات اصطكاكي پارچه ها:
جدول 3-1 نشان مي دهد كه پارهچه ها با هم فرق چنداني از نظر پارامترهاي ساختاري نشان ندارند، اما نسبت تركيبي آنها با هم فرق دارد. نسبت نيروي اصطكاك (F) با فشار استاندارد (N) حساب شده و به صورت (F/N) نشان داده مي شود. با استفاده از جدول ها مي توان مشاهده كرد كه مقدار نسبت اصطكاك ساكن به صورت (F/N)s و مقدار نسبت اصطكاك جنبشي به شكل (F/N)k مشخص مي شود. وقتي هيچ گونه حرفي زير نيست (F/N) نوشته نشده باشد، منطور نسبت هاي اصطكاكي ساكن و جنبشي مي باشدو اصطكاك ساكن نيروي مخالف گرايش يك جسم ساكن براي آغاز حركت روي سطح ديگري

مي باشد و نيروي مخالف حركت دو سطح در حال حركت روي يكديگر را اصطكاك جنبشي گويند.
اصطكاك پارچه با فلز
در جدول 3-2، رفتار اصطكاك جنبشي و ساكن پارچه ها روي يكسطح فلزي صيقل يافته، مشاهده مي شود، مقادير (F/N) در امتداد جهت تار و پود

تقريبا يكسان است، زيرا بين سطح فلزي و پارچه از نظر ساختاري برهم كنشي صورت نمي گيرد. بنابراين در اين مورد، اصطكاك ايجاد شده در جهت تارها گزارش مي شود. در جدول 3-2 مشاهده مي شود كه در همه ي پارچه ها نيروي اصطكاك ساكن نسبت به نيروي اصطكاك جنبشي بيشتر است، و با افزايش فشار متعارف، مقادير (F/N) كاهش مي يابد. همان طور كه ويلسون كشف كرده بود، مشخص است كه ميان نيروي اصطكاك و فشار متعارف يك رابطه لگاريتمي وجود دارد. اين رابطه از اين قرار است.

در اين رابطه A سطح تماس، K پارامتر اصطكاك و n شاخص اصطكاك مي باشد.
با كمك تئوري چسبندگي اصطكاك مي توان اين رابطه را توضيح داد. طبق اين تئوري، با افزايش فشار متعارف، كاهش در سطح واقعي تماسي صورت مي گيرد. در اينجا، رابطه بين تغييرات فشار متعارف نسبت به تغيير سطح واقعي تماس، يك رابطه غير خطي مي باشد، كه موجب كاهش در مقدار (F/N) و افزايش ميزان فشار متعارف مي گردد. علت اين امر، ممكن است خميدگي الياف سطح به سمت حجم ليف، و يا تراكم جانبي نخ ها در فشار بيشتر باشد. به عبارت ديگر وقتي نخ ها تخت مي شوند سطح متعادل تر مي شود، و توزيع فشار يكنواختر مي گردد كه موجب كاهش مقادير اصطكاك مي گردد. با استفاده از جدول - به روشني مي توان دريافت كه اصطكاك پارچه با فلز در صورتي كه پلي استر 100% باشد، كمتر از پارچه هاي مخلوط پنبه – پلي استر مي باشد. دليل آن مي تواند اين واقعيت باشد كه با اضافه شدن جزء پنبه به نخ، نخ داراي كرك بيشتر مي شود. اين الياف سطح در مقابل جنبش مقاومت

بيشتري از خود نشان مي دهند.
فضاي بين نخ ها، توسط اين الياف سطحي پوشانده مي شود، بنابراين سطح تماس واقعي افزايش پيدا خواهد كرد. كه اين امر خود موجب اصطكاك بيشتر مي گردد. اگر پلي استر 100% باشد، تعداد الياف سطح كمتر است. طوري كه نخ هاي پارچه به راحتي از يكديگر تشخيص داده شوند و بنابراين سطح تماس واقعي كمتري ايجاد مي شو

د. در نهايت مقاومت كمتري در برابر جنبش از خود نشان مي دهند. با افزايش حجم پنبه، تعداد الياف سطح افزايش يافته و در برابر سر خوردن مقاومت بيشتري پيدا مي كنند. در اينجا، مقادير (F/N) پارچه شماره (P/C 80/20)2 نسبت به مقا

دير (F/N) در پارچه شماره (P/C 70 / 30) بيشتر مي باشد. علاوه بر اين فاكتورها، ناهمسانيهاي نمره نخ و ميزان تغيير ضخامت هم لازم است اصط

كاك نسبتا بالايي ايجاد كنند.
جدول 3-2 : خصوصيات اصطكاكي پارچه با فلز در فشارهاي متعارف متفاوت.

جدول 3-2 نشان مي دهد كه مقادير (F/N) در نخ هاي 100% ويسكوز بيشتر از نخ هاي 100% پلي استر است و با كاهش مولفه هاي ويسكوز در پارچه هاي مخلوط ويسكوز- پلي استر نسبت اصطكاكي هم كاهش مي يابد. ويسكوز يك ماده نرم مي باشد. بنابراين ممكن است سطح تماس بيشتري داشته باشد و در نتيجه موجب اصطكاك بيشتر شود