بهره گیری از مدل هندسی مناسب در ساختار فرش ماشینی به منظور برآورد وزن نخ های مصرفی در فرش

186 صفحه فايل word

قابل ويرايش

مقدمه

طی دهه های گذشته در صنعت نساجی، منسوجات علاوه بر پارچه، کاربردهای مهم و قابل توجه دیگری نیزداشته اند. از جمله این کاربردها می توان به مصارف صنعتی و منسوجات خاب دار اشاره نمود. یکی از انواع منسوجات خاب دار، فرش ماشینی می باشد که از سه دسته نخهای تار، پود و خاب تشکیل شده است. فرش ماشینی به صورت رویه به رویه[1] روی دستگاه بافندگی فرش ماشینی تولید می شود.

    این محصول یکی از تولیدات با ارزش صنعت نساجی می باشد و در بیشتر خانه ها به عنوان کفپوش مورد استفاده قرار می گیرد. از مزایای فرش می توان به زیبایی، راحتی و عایق حرارتی و صوتی بودن اشاره نمود.

    اهمیت کاربردی این محصول، لزوم توجه بیشتر محققان در زمینه پژوهش های علمی در صنعت فرش ماشینی را یادآور میشود. اما با وجود توسعه و گسترش روزافزون صنعت فرش ماشینی و اهمیت این صنعت، تحقیقات و پژوهش‌های قابل توجهی در این زمینه انجام نگرفته است به خصوص اینکه تحقیقات انجام شده‌ی مبتنی بر تئوری‌های معتبر در علم نساجی کمتر به چشم می‌خورد.

    هم اکنون در صنعت فرش ماشینی، روش‌های محاسبه و برآورد مقدار نخ‌های مصرفی مخصوصاً پیش از تولید، کاملاً سنتی و غیر علمی می‌باشد. بنابر این به دلایل مختلف، قبل از تولید، امکان برآورد دقیق  مقدار مواد اولیه وجود ندارد لذا سعی بر آن است که این عمل به صورت علمی و با بهره گیری از نظریات،  تئوری‌های اساسی، مدل های هندسی و مقالات معتبر مربوط به ساختمان پارچه انجام گیرد.

    هدف این تحقیق بهره گیری از مدل هندسی مناسب در ساختار فرش ماشینی به منظور برآورد وزن نخ های مصرفی در فرش می باشد. استفاده از مدل های هندسی در فرش ماشینی از دو نقطه نظر می تواند حائز اهمیت باشد.

           – کمک به تولید کنندگان فرش ماشینی جهت محاسبه دقیق هزینه مواد اولیه محصول پیش از تولید.

           – کمک به تولید کنندگان فرش ماشینی جهت تعیین نقطه سفارش مقدار مواد اولیه.

   به کار گیری مدل های هندسی پارچه در ساختار فرش، مستلزم شناخت و آگاهی وفهم کامل از این مدلها، روابط ریاضی و پارامتر های بافت آن ها میباشد لذا ضروریست به طور دقیق و اصولی مورد مطالعه و بررسی قرار گیرند.

    آرایش ساختار الیاف در نخ و نخ ها در پارچه، مکانیزم پیچیده ای از تغییر شکل را ایجاد می کنند لذا کسب اطلاعات از وضعیت هندسی ساختار پارچه ها بسیار مشکل می باشد. اما به عقیده محققان به کمک مدلسازی، تبدیل این ساختار به یک مدل هندسی ساده امکان پذیر است [1،2].

    مدل های هندسی، مدل های بسیار ساده ای می باشند و احتیاج به محاسبات پیچیده ریاضی ندارند. به عبارتی دیگر به لحاظ محاسباتی، مدل های ساده ای هستند که برای توضیح و تحلیل مشاهدات، مخصوصا درپارچه های با ساختار باز و کم تراکم مناسب می باشند. اما اطلاعات بدست آمده از این مدل ها محدود می باشد[3].

    تمامی مدلهای ارائه شده عموما برروی یافتن حالت قرارگیری نخ ها و شکل سطح مقطع واقعی آن ها داخل بافت پار چه های تاری- پودی ساده تاکید دارند [2].

    در مدل سازی هرچقدر فرض هایی که مطرح می گردد به واقعیت نزدیکتر باشد، خطای نتایج مدل نسبت به واقعیت کمتر خواهد بود. نزدیک کردن فرضیات به واقعیت، پیچیدگی های مدل را افزایش میدهند.

در این تحقیق در بخش مطالعات کتابخانه‌ای تعدادی از مدلهای هندسی ساختمان پارچه نظیر پیرس، کمپ و … . همچنین برخی از تکنیک های پردازش تصویر مورد بررسی و مطالعه دقیق قرار خواهند گرفت.

    مطالعه سیستماتیک هندسه پارچه های تاری پودی در سال 1937 با ارائه مقاله پیرس آغاز شد. پیرس یکی از متخصصان نساجی بود که مطالعات زیادی برروی ساختار پارچه های تاری پودی داشت. وی پس از تحقیق و بررسی های فراوان در سال 1937 موفق به ارائه مدل هندسی از بافت تافته گردید که در آن شکل سطح مقطع نخ ها دایروی فرض شده بود[1].

    سطح مقطع دایروی به دلیل اینکه نخ ها در بافت تحت بارهای وارده و درگیری با نخ های دیگر فشرده می شوند، نمی تواند واقعی باشد. لذا در مرحله بعد وی به منظور نزدیک کردن مدلش به واقعیت، مدل هندسی بیضی را ارائه داد که دارای پیچیدگی های زیادی بود. در سال1958 کمپ به منظوربررسی ساختارهای همراه با فشردگی واصلاح مدل پیشین، مدل هندسی جدیدزمین مسابقه را ارائه داد[4].

    این مدل شامل یک مربع بود که در میان دو انتهای آن دایره های مشابه قرار داشت[2].

    هرل[2] و شانان[3] در سال های سال 1994-1992 مدل هندسی باسطح مقطع عدسی محدب را معرفی نمودند. در سال های 1994-1992 نیوتن[4] و هو[5] مدل هندسی ارائه دادند که در آن شکل سطح مقطع نخ ها کمانی شکل فرض شده بود. این مدل، مدل هندسی نامتقارن افقی نیز نامیده میشود. پارامترهای این مدل بر اساس مدل عدسی محدب بدست می آید[2].

    در همه مدلهای هندسی و متد های ارائه شده، پارامترهای ساختاری مهمی از قبیل طول مسیر، جابجایی، فاصله بین مراکز، زاویه بافت و تموج نخ های تار و پود دخالت دارند که به کمک روابط ریاضی مربوط به این مدل ها، در یک سلول بافت به روش علمی و هندسی محاسبه می گردند. در حقیقت این پارامترها عناصر اصلی تشکیل دهنده روابط ریاضی هستند که بیانگر این مدل ها می باشند.

    در روش های متداول، ساختمان پارچه به صورت فرم هندسی ساده ای فرض می شود. به این شکل که یک سلول بافت به عنوان واحد بافت پارچه (که تکرار می شود ) به صورت یک مدل هندسی در می آید.                      این مطالعات اغلب بر اساس فرضیه های اختیاری برای مدل هندسی بر پایه  تموج، نوع بافت وشکل سطح مقطع عرضی نخ در پارچه استوار می باشد[5].

    در تمامی مدل های ارائه شده، سطح مقطع نخ ها در طول مسیر ثابت فرض شده است. ولی در حقیقت اینگونه نمی باشد و شکل سطح مقطع نخ ها تحت تاثیر تاب، نیرو های مختلف، اثر مقاومت خمشی و غیره تغییر می کند [6].

[1]Face to face

[2] Herl

[3] Shanahan

[4] Newton

[5]Hu