اندازه گیری استحکام نخ و پارچه

[Astraea 25,351]

میزان استحکام مورد قبول برای نخ و یا پارچه مستقیماً تحت تأثیر کاربرد نهایی است که آن کالا دارد . به همین دلیل زمانی که آزمایش استحکام را انجام می دهیم بنابر کاربردموردنظر کالا میزان مورد قبل را انتخاب میکنیم . مثلا نخ تار به استخکام در حد پارگی بیشتری نسبت به نخ پود نیاز دارد و به همین ترتیب نخ مناسب برای گرد بافی باز به استحکام کمتری نیاز دارد . از سوی دیگر برای بیان میزان استحکام باید از دیمانسیون هایی از قبل تعریف شده استفاده نمود .

استحکام کششی: بالاترین میزان نیروی کششی اعمال شده بر نمونه میباشد که در جریان آزمایش تا زمان پارگی به نمونه اعمال شده است .

استحکام در نقطه پارگی :میزان نیرویی است که در زمان پاره شدن نمونه به آن اعمال شده است که ممکن است از استحکام کششی کمتر باشد

تنش:با توجه به این نکته که هر چه نمونه مورد آزمایش ضخیم تر باشد به نیروی بالاتری برای پاره شدن نیاز دارد نیروی پارگی واحد مناسبی برای مقایسه استحکام مواد با سطح مقطع های مختلف نبوده و می توان گفت که برای این گونه مقایسه ها باید فاکتوری را در نظر بگیریم که از نظر سطح مقطع مستقل باشد . به این ترتیب از فاکتور تنش استفاده می شود که که از تقسیم نیروی پارگی بر سطح مقطع به دست می آید . باید توجه داشته باشیم که مواد نساجی به جز تعداد محدودی از الیاف هیچ کدام سطح مقطع دایره نداشته و به راحتی قابل اندازه گیری نمی باشد . به این دلیل تنش برای الیاف ، نخ و پارچه مناسب نمی باشد .

تنش جرمی : با توجه به آنکه مواد نساجی سطح مقطع دایره ندارند و محاسبه مساحت آنها سخت و در موارد ی غیر ممکن است واحد تنش جرمی را برای ایجاد روشی مناسب برای مقایسه مواد با ضخامت های مختلف آماده می کند . از سوی دیگر از آنجایی که اکثر مواد نساجی را با واحد نمره گیری Tex میسنجیم یک روش مناسب برای ایجاد تنش جرمی تقسیم نیروی پارگی بر نمره تکس نمونه می باشد.که بر اساس واحد CN/Tex بیان می شود .

ازدیاد طول : ازدیاد طول برابر است با حد اکثر افزایش طول رشته مورد آزمایش تا زمانی که پاره شود که معمولاً به میلیمتر بیان می شود .

کرنش:باتوجه به آنکه میزان ازدیادطول تازمان پارگی یک نمونه وابسته است به طول اولیه آن واحد مناسبی برای مقایسه مواد مختلف با هم نمی باشد بنابر این این میزان ازدیاد طول را بر طول اولیه تقسیم کرده و کرنش را به منظور مقایسه مناسب استفاده می کنند . با ضرب این مقدار در صد می توان درصد ازدیاد طول تا حد پارگی را نیز به این منظور بیان نمود .

نمودار نیرو –ازدیاد طول : برای اندازه گیری استحکام مواد از دو روش می توان استفاده نمود . یا با نرخ ثابت افزایش نیرو و یا با نرخ ثابت ازدیاد طول ثابت . در اکثر دستگاه های اندازه گیری مواد نساجی از روش ازدیاد طول با نرخ ثابت استفاده می شود . در این دستگاه ها یک فک حاوی سنسور نیرو سنج می باشد و فک دیگر با سرعت ثابت حرکت می کند .

نقطه تسلیم : در روی نمودار تنش از دیاد طول نقطه ای را با نام نقطه تسلیم مشخص می کنند . در این نقطه رفتار ماده مورد آزمایش در مقابل افزایش نیرو و یا ازدیاد طول تغییر میکند . یعنی تا قبل از این مکان ماده در ناحیه الیاستیک قرار داشته و ازدذیاد طول برگشت پذیر دارد و بعد از عبور از این ناحیه ماده مورد آزمایش وارد ناحیه پلاستیک شده و ازدیاد طول غیر قابل بازگشت پیدا می کند . به بیان دیگر می توان گفت تا زمانی که نیرو و یا ازدیاد طول اعمال شده به نمونه در ناحیه الاستیک باشد هنوز پیوند های بین مولکولی بر قرار بوده بعد از برداشته شدن تنش نمونه به شکل اولیه خود باز می گردد. ولی با عبور از نقطه تسلیم اجزای تشکیل دهنده نمونه روی هم سر خورده و بعد از برداشته شدن تنش دیگر به شکل اولیه باز نمی گردند . این مسأله در مورد تمامی مواد بر قرار است . تعیین دقیق نقطه تسلیم در روی نمدار به آسانی میسر نمی باشد و برای آنکه بتوان به عدد معینی دست یافت روشهای استانداردی را برای پیدا کردن نقطه تسلیم روی نمودار بیان کرده اند که در چند شکل زیر به صورت شماتیک نشان داده شده است .

کار پارگی : این پارامتر برابر است با میزان کل انرژی که باید صرف شود تا نمونه پاره شود که برابر است با مساحت زیر نمودار نیرو ازدیاد طول . کار در واقع از ضرب نیرو در جابجایی بدست می آید . با توجه به شکل زیر در واقع کار انجام شده برابر است با مجموع کار های انجام شده برای جابجایی های جزئی که در کل با انتگرال نمودار نیرو ازدیاد طول برابر می شود از سوی دیگر این انتگرال برابر است با مساحت زیر نمودار .

[Astraea 25,351]

چند عامل به طور کلی ئر حین انجام آزمایش نتایج را تحت تأثیر خود قرار می دهند که به شرح زیر هستند :

1- سرعت ازدیاد طول: بر اساس استاندارد سرعت انجام آزمایش را به صورتی تنظیم می کنند که نمونه بین 17 تا 22 ثانیه پاره شود .

2- دما و رطوبت : از آنجایی که ساختار الیاف وابسته به دما و رطوبت می باشند در نتیجه استحکام آنها نیز وابسته به این عوامل می باشد . منباب مثال پنبه در رطوبت بالاتر استحکام بیشتری دارد .

3- طول مورد آزمایش :این عامل بر اساس کاربردی که بعداً منسوج مورد نظر دارد انتخاب می شود . معمولاً 25 یا 50 سانتی متر است .

4- با توجه به آنکه نخ از استحکام کمتری نسبت به پارچه بر خوردار است به سنسور با دقت بالاتری نیاز دارد به همین دلیل در دستگاه های تست استحکام باید نوع آزمایش مشخص شده و یا آنکه سنسور حسگر معین شود .

5- از آنجایی که در آزمایش پارچه می زان استحکام در جهت تار و پور متفاوت است باید از هر دو جهت و به صورت جداگانه آزمایش گردد.

[Astraea 25,351]

استحکام نخ ممکن است بر حسب طول گسیختگی نشان داده می شود . منظور از آن ، طولی از یک لیف و یا نخ می باشد که وزنش قادر به گسیختن آن می باشد . طول گسیختگی به صورت کیلومتر بیان می شود و از تقسیم استحکام (گرم نیرو ) بر تکس حاصل می شود و با تناسیتی برابر است . به طول گسیختگی همچنین RKM گفته میشود .

آیا دانستن نیروی گسیختگی برای مقایسه نمونه های مختلف کافی است ؟

همانطور که در مقدمه هم گفته شد نیروی گسیختگی به ضخامت نمونه مورد آزمایش وابسته است.بدین صورت که دو نمونه از یک جنس اگر یکی ضخامت بالاتری داشته باشد به نیروی بیشتری برای گسیختگی نیاز دارد .به همین دلیل نیروی پارگی دیمانسیون مناسبی برای مقایسه نمونه های متفاوت نمیباشد .

_ استحکام نخ معمولاً بر حسب CN/Tex و یا بر حسب CN/Den بیان میکنند .

_سیستم CRL همانطور که گفته شد بر اساس نرخ ثابت افزایش نیرو طراحی شده است و از سوی دیگر سیستم CRE بر اساس نرخ ثابت سرعت تراورس می باشد بدین معنا که شیب نمودار ازدیاد طول زمان ثابت است .

 

 

منابع : Phisical testing of textile

فیزیک الیاف تألیف آقای دکتر توانایی

سایت آذربافت