فایل کامل و عالی بررسی تخته خرده چوب و آزمایشات غیرمخرب با روش های فراصوتی و ارتعاشی
دریافت فایل کامل و عالی بررسی تخته خرده چوب و آزمایشات غیرمخرب با روش های فراصوتی و ارتعاشی به همراه پاورپوینت رایگان!
🎁 پیشنهاد ویژه برای شما!
با خرید پروژه فایل کامل و عالی بررسی تخته خرده چوب و آزمایشات غیرمخرب با روش های فراصوتی و ارتعاشی، یک پاورپوینت حرفهای با طراحی جذاب و قابل استفاده بهصورت کاملاً رایگان به شما اهدا میشود.
✨ چرا فایل کامل و عالی بررسی تخته خرده چوب و آزمایشات غیرمخرب با روش های فراصوتی و ارتعاشی انتخاب مناسبی است؟
- ۷۱ صفحه فرمتبندیشده و استاندارد: فایل Word حاوی ۷۱ صفحه کاملاً تنظیمشده است و آماده برای چاپ یا ارائه میباشد.
- مطابق با استانداردهای علمی: این فایل مطابق با اصول و استانداردهای دانشگاهی و مؤسسات آموزشی تهیه شده و بهخصوص برای دانشجویان و دانشآموزان مناسب است.
- محتوای دقیق و منظم: فایل نهایی بدون هیچگونه بهمریختگی ارائه میشود و تمامی موارد بهدرستی تنظیم شدهاند.
- پاورپوینت رایگان: بهعنوان یک هدیه ویژه، پاورپوینت آماده با طراحی زیبا و استاندارد به همراه فایل Word دریافت خواهید کرد.
- آماده برای ارائه: فایلها بهطور کامل آمادهاند و نیازی به تغییر یا ویرایش برای ارائه در کلاسها و سمینارها ندارند.
- مطالب علمی و کاربردی: این فایل شامل اطلاعات علمی بهروز و مفید است که به شما در درک بهتر موضوعات کمک خواهد کرد.
- قابلیت ویرایش آسان: فایل کامل و عالی بررسی تخته خرده چوب و آزمایشات غیرمخرب با روش های فراصوتی و ارتعاشی بهطور کامل فرمتبندی شده است و بهسادگی قابل ویرایش است تا با نیازهای شما هماهنگ شود.
- تضمین کیفیت: ما کیفیت این فایل را تضمین میکنیم و در صورت بروز هرگونه مشکل، پشتیبانی کاملی ارائه میدهیم.
توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد
فایل کامل و عالی بررسی تخته خرده چوب و آزمایشات غیرمخرب با روش های فراصوتی و ارتعاشی دارای ۷۱ صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد فایل کامل و عالی بررسی تخته خرده چوب و آزمایشات غیرمخرب با روش های فراصوتی و ارتعاشی کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
پیشگفتار
این پایاننامه نقطه عطفی مهم در برنامه مهندسی مکانیک خصوصاً در زمینه تکنولوژی چوب در دانشگاه تکنولوژی Lulea است موضوع این کار توسط پروفسور Holzwissenschaftenfur، استاد دانشگاه زوریخ فراهم شد و آزمایشات غیرمخرب ویژگیهای الاستیک (ارتجاعی) و شکنندگی تخته خرده چوب با روشهای فراصوتی و فرکانس ایگن را پوشش میدهد. انتخاب این موضوع با این هدف انجام شد که مرجع فارسی مناسبی برای مطالعات آینده علاقمندان فراهم شود و علاقمندان با فراغ خاطر بیشتر به مطالعه مهندسی مکانیک در زمینه تکنولوژی چوب بپردازند و باعث پیشرفت صنعت چوب و کاغذ شوند.
چکیده
در تولید تخته خرده چوب، ویژگیهای مختلف تخته به منظور حفظ کیفیت تخته با محدودیتهای مورد لزوم اندازهگیری میشوند. روشهای غیرمخرب برای این منظور شامل آزمایشات فراصوتی و فرکانس ایگن هستند. این روشها برای اندازهگیری مقاومت تخته پس از پرس، در جهت مقاصد کنترل فرآیند پیشنهاد شدهاند. ثابت شده است که روشهای سرعت فراصوتی و فرکانس ایگن ابزارهای مناسبی برای انجام این کار هستند. نتایج نشان میدهند که مدول یانگ و مقاومت خمشی را میتوان با این روشها تعیین نمود. چسبندگی داخلی را فقط با دقت نسبتاً کافی میتوان با مدلهای ارتجاع طبیعی تعیین کرد. استفاده از مدلهای گوناگون اغلب مواقع مدلهای معتبرتر و بهتری را برای مدول یانگ و مقاومت خمشی و پیشبینیهای بهتری را برای چسبندگی داخلی ارائه میدهند. اگر متغیرها ضعیف باشند مدلهای گوناگون برای پیشبینیهای پیچیده مناسب هستند.
فهرست مطالب
۱-۱- سابقه
۲-۱- هدف و منظور این مطالعه
۳-۱- دامنه و تعیین حدود
۴-۱- تئوری و کارهای پیشین
۱-۴-۱- آزمایشات غیرمخرب
۲-۴-۱- تحلیل فرکانس ایگن
۳-۴-۱- روش فراصوتی موازی با صفحه تخته
۴-۴-۱- روش فراصوتی عمود بر صفحه تخته
۲- مواد و روش
۱-۲- مواد
۲-۲- طراحی آزمایش
۳-۲- روش زمایش
۴-۲- مدلسازی PLS و تحلیل اطلاعات
۱-۴-۲- روش PLS
۳- روشهای آزمایش - تئوری و کاربردی
۱-۳- روش آزمایش DIN/EN
عنوان صفحه
۱-۱-۳- تعیین مدول الاستیسیته در خمش و مقاومت خمشی در استاندارد DIN-EN310
۲-۱-۳- تعیین مقاومت کششی عمود بر صفحه تخته
۳-۱-۳- تعیین رطوبت نسبی با استاندارد DIN – EN 323 و تعیین دانسیته با استاندارد DIN – EN 323
۲-۳- سرعت صوت
۳-۳- فرکانس ایگن
۴-۳- ماشین آزمایش سریع Testrob
۴- نتایج و تحلیل و بررسی
۱-۴- تعیین چسبندگی داخلی
۱-۱-۴- تعیین با مدلهای خطی
۲-۱-۴- تعیین چسبندگی داخلی با مدلهای گوناگون
۲-۴- تعیین مقاومت خمشی و مدول یانگ برای تختههای بزرگ
۱-۲-۴- تعیین MOR
۲-۲-۴- تعیین MOE
۳-۴- تعیین مقاومت خمشی از روی اطلاعات نمونه
۱-۳-۴- مدلهای خطی
۲-۳-۴- مدلهای چندمتغیری
عنوان صفحه
۳-۳-۴- مدلهای برای تعیین MOR تهیه شده از مقادیر متوسط
۴-۴- تعیین مدول یانگ از روی اطلاعات نمونه
۱-۴-۴- کلیه نمونهها
۲-۴-۴- مقادیر متوسط
۳-۴-۴- تفاوتهای روشهای استاتیک و روشهای دینامیک
۵-۴- تأثیر متعادلسازی
۶-۴- مقادیر اندازهگیری Testrob
۵- نتایج
۱-۵- کارآئی مدلها برای کنترل فرآیند
۱-۱-۵- سرعت اولتراسونیک برای تعیین چسبندگی داخلی
۲-۱-۵- سرعت اولتراسونیک برای تعیین MOR و MOE
۳-۱-۵- اندازهگیری با فرکانس خاص برای تعیین MOR و MOE
۴-۱-۵- مدلهای چند سنسوری برای تعیین MOR و MOE
۵-۱-۵- کاربرد روشهای مذکور برای تختههای بزرگ
۶-۱-۵- اندازهگیری با Testrob
۲-۵- تأثیر و شدت شرایط سازی
۳-۵- سنجش دما
۶- کار ثانویه
۷- مقالات و منابع
۱- طرح آزمایش برای تختههای مختلف
۲- نتایجی از برگشتهای خطی (روابط خطی)
۳- نتایجی از مدلهای گوناگون (چندمتغیری)
۴- تأثیر دما روی سرعت صوت
۵- واژهنامه
۶- محلهای اندازهگیری در آزمایشات مختلف
۷- برنامه آزمایش
۱- مقدمه
این پایاننامه نقطه عطفی مهم در برنامه مهندسی مکانیک، خصوصاً در تکنولوژی چوب در دانشگاه تکنولوژی Luleo است. موضوع این پایاننامه آزمایشات غیرمخرب ویژگیهای الاستیک برای تخته خرده چوب با استفاده از روشهای فراصوتی و فرکانس ایگن میباشد.
۱-۱- سابقه
تخته خرده چوب قطعاًُ مواجه با تقاضاهای کاربردی است. این موارد موردنظر ویژگیهایی نظیر مقاومت خمشی و چسبندگی داخلی را به خوبی دیگر ویژگیها مورد لحاظ قرار میدهند، در تولید معمولی، نمونههائی تصادفی برای تعیین ویژگیهایشان برداشته میشوند. رایجترین روشهای آزمایشی مورد استفاده مخرب و با اتلاف زمان زیاد هستند و صرفاً بخش خیلی کوچکی از کل تولید، آزمایش میشود. این مطلب بدین معناست که تولید با ترتیبات نادرست فرآیند میتواند قبل از اینکه خطا مورد توجه قرار گیرد، تا زمان زیادی ادامه بیابد. همچنین ممکن است که به مقادیر زیادی از تختههای وازده (مردود) یا تختههائی با کیفیت نامرغوب منتهی شوند که هزینههای زیادی را برای تولید تخته دربردارد.
برای پرهیز از این مشکل، دستگاهی برای آزمایش کردن سریع توسعه یافته است که آزمایشات را به طور خودکار (اتوماتیک) انجام میدهد. در این حالت، پروسه آزمایش سریعتر پیش میرود اما هنوز اندازهگیری ساعتها به طول میانجامد. به همین دلیل، یک روش آزمایش غیرمخرب برای تعیین ویژگیهای تخته خرده چوب هدفی مطلوب است که بتواند بعد از پرس مستقیماً استفاده شود. احتمال تعیین ویژگیهای تخته با روشهای غیرمخرب در خط تولید بعد از پرس و بنابراین قابلیت کنترل بهتر کیفیت پروسه میتواند مزایای زیادی را در کاهش میزان تختههای رد شده و کیفیت پائین به ارمغان بیاورد.
۲-۱- هدف و منظور از این مطالعه
هدف از این مطالعه جهت تعیین کارائی دو روش آزمایش غیرمخرب، سرعت فراصوتی و تحلیل فرکانس ایگن و برای آزمودن تأثیر تعادلسازی بروی نتایج آزمایش غیرمخرب است. هدف توسعه مدلهای مؤثر برای تشخیص مقاومت خمشی، مدل الاستیسیته و چسبندگی داخلی برای تخته خرده چوب است.
۳-۱- دامنه و تعیین حدود
این مطالعه به یک نوع خاص از صنعت تخته خرده چوب محدود میشود. نحوه کار شامل طراحی آزمون، جمع کردن اطلاعات، تحلیل آنها و توسعه و گسترش مدلها برای تعیین چسبندگی داخلی، مقاومت خمشی و مدول یانگ میباشد. این مدلها عملاً بر پایه سرعت صوت و خمش پایه با فرکانس ایگن در حالت عمود بر صفحه برای بررسی خواص فیزیکی تخته خرده چوب هستند. برای آزمایش نمونه تخته بزرگ، فرکانس ایگن در جهت طولی نیز بکار برده میشود. این پایاننامه همچنین شامل یک ارزشیابی از تأثیر متعادلسازی میباشد.
۴-۱- تئوری و کارهای پیشین
۱-۴-۱- آزمایشات غیرمخرب
ارزشیابی غیرمخرب ویژگیهای تخته خرده چوب میتواند با روشهای زیادی انجام شود. برخی از این روشها عبارتند از:
• اندازهگیری پروفیل دانسیته
• آزمایش فرکانس ایگن برای تعیین خواص الاستیکی مختلف تخته
• اندازهگیری زمان انتشار صوت در حالت موازی و عمودی بر صفحه تخته جهت تعیین مقاومت خمشی (MOR)، مدول یانگ (MOE) و چسبندگی داخلی (IB).
• تحلیل نوسان صوتی برای شناسائی عیب ورقه ورقه شدن
• تحلیل نوسان و فرکانس صوتی برای تعیین IB
تنها روش صنعتی که با مقیاس بزرگ در یک خط کاربردی استفاده میشود، شناسائی عیب ورقه ورقه شدن بدون تماس با فراصوتی (بعنوان مثال توسط Grecon) است.
۲-۴-۱- تحلیل فرکانس ایگن
اجسام الاستیک را میتوان با دو روش به ارتعاش درآورد:
• توسط نیروهای مداوم بیرونی که باعث ارتعاش میشوند، که اطلاعات با کمک واکنشهای مختلف با فرکانسهای متفاوت جمعآوری میشوند. فرکانس طبیعی نمونه فرکانسی است معادل فرکانس نیروی مداوم وارده به تخته است که سبب ایجاد تشدید میگردد.
از یک تکانه تکی، ارتعاشات آزاد در جسم ایجاد میشود. این ارتعاشات فرکانسهای ایگن جسم را دارند. این ارتعاشات هر دو برپایه یک روش ارتعاشی هم اندازه روشهای با ارتعاش بیشتر هستند. روشهای ارتعاش بیشتر در مقایسه با روش پایه بدلیل اصطکاک درونی مواد سریعتر نزول مییابند که احتمالاً آنرا به لحاظ کارآئی یک روش اساسی میکند.
روشهای مختلف دستیابی به ویژگیهای الاستیک یک ماده با استفاده از فرکانس ایگن وجود دارند. این روشها در سه نقطه فرق دارند (استاندارد ASTM - 1259 - [2]C):
• استقرار تکیهگاه
• استقرار نقطه محرک
• انتخاب نقطه برداشت سیگنال
استقرار تکیهگاه: تکیهگاهها در نقاط گرهدار ارتعاش دلخواه مستقر میشوند.
استقرار نقطه محرک: نقطه محرک در یک نقطه خطی برای روش ارتعاش دلخواه انتخاب میشود.
انتخاب نقطه برداشت سیگنال: دریافتکننده سیگنال در جائی مستقر میشود که روش ارتعاش به سادهترین شکل اندازهگیری میگردد. وقتی که یک روش تماسی استفاده میشود، بایستی به یک گره ارتعاشی نزدیک باشد بطوریکه نمونه آزمایشی با سوزن سیگنال که بر فرکانس خاص اثر میگذارد بارگذاری نمیگردد. این روشهای مختلف قادر به اندازهگیری (مدول) دینامیک یانگ، مدول دینامیک شکست و ضریب پوآسون در صفحات مختلف نمونههای آزمانش میباشد.
دو روش اصلی برای آزمایش فرکانس ایگن و ویژگیهای الاستیک عبارتند از:
• اندازهگیری فرکانس طبیعی در یک تخته تحت کنترل (یک سر آزاد)
• اندازهگیری فرکانس ایگن نمونه آزاد در تکیهگاه که در گرههای ارتعاش قرار میگیرند.
این کار مربوط به فرکانس ایگن نمونههای آزاد برای خمش درونی و برونی صفحه میشود. این روش برای آزمایش دینامیک مدول یانگ در چوب توسط Gorlacher [s] بکار رفته است. او دریافت که این روش با دقت کافی برای نمونههائی با ضریب اثر ارتفاع بیشتر از ۱۵ باشد، شدت برش برای معایب خمش تدریجی نادیده گرفته میشود.
Niemz و Kucera و [18] Bernatowicz این روش را برای ارزیابی غیرمخرب خواص الاستیک در MDF استفاده کردهاند. آنها ارتباط بین مدول دینامیک یانگ با روش فرکانس خاص و مدول استاتیک یانگ را با آزمایشات DIN با R2 = 0.48 گزارش کردند. اندازهگیریهای فرکانس ایگن برای ارائه مدول یانگ ۱۵ تا ۲۰ درصد بیشتر از مقادیر حاصل از آزمایشات DIN گزارش شدند. این تفاوت به علت پروفیل دانسیته در تخته خرده چوب فرض شده است، زیرا این تئوری در اصل برای مواد هموژن بکار میرود.
۳-۴-۱- روش فراصوتی موازی با صفحه تخته
فراصوتی که از یک منبع پخش میشود، سرعتی دارد که مربوط به دانسیته متوسط است. از آنجائی که دانسیته تأثیر خیلی زیادی بر مقاومت خمشی و مدول یانگ دارد، این سرعت را میتوان برای تعیین این ویژگیها بکار برد. مدول الاستیسیته دینامیک با فرمولهای رایج برای مواد ایزوتروپیک محاسبه میشود. (Krautkramer [13])
(رابطه ۱)
(مگاپاسکال) مدول دینامیک یانگ MOEdyn =
(گرم بر سانتیمتر مکعب) دانسیته
سرعت صوت V =
ضریب پوآسون =
و چون ضریب پوآسون محاسبهاش مشکل است،رابطه مذکور بصورت زیر بکار میرود.
(رابطه ۲)
اکثراً تحقیق برای تعیین IB با سرعت صوت بروی سطح عمودی تخته انجام شده است. برای حالت موازی با تخته، Niemz و Poblete [17] نشان دادهاند که رابطه مناسب (R2 = 0.55). بین مقاومت خمشی و سرعت صوت به همان شکل رابطه بین سرعت صوت و مدول یانگ (R2 = 0.24) است. این روش چندان در صنعت استفاده نشده است. از آنجائی که سرعت صوت با افزایش دانسیته زیاد میشود، وضعیت ترانسدیوسر (مبدلها) در تخته خرده چوب با دانسیته مشخص مهم است. بدلیل رطوبت زیاد در تخته خرده چوب و فواصل طولانیتر که رطوبت به تخته نفوذ میکند، اکثراً از اندازهگیری انتقالی (ناقل و دریافتکننده در سمتهای مقابل مورد آزمایش مستقرند) استفاده میشود ([۱۲]Plinke, Greuble).
به علت رطوبت زیاد، صوت در تخته خرده چوب با یک فرکانس کمتر در حد ۲۰ تا ۱۰۰ کیلوهرتز در مقایسه با کاربردهای معمول برای مواد ایزوتروپیک و هموژن (۵/۰ تا ۱۰ مگاهرتز) استفاده میشود. (Krautkramer [13], Greuble, Plinke [12])
۴-۴-۱- روش فراصوت عمود بر صفحه تخته
هنگام استفاده از سرعت فراصوتی در حالت عمود بر صفحه تخته برای تعیین مقاومت چسبندگی داخلی، باید به پروفیل دانسیته توجه گردد. از آنجائیکه زمان پراکنش صدا محاسبه میشود، سرعت صوت انتگرال زمان پراکنش صدا در لایههای مختلف تخته است. هنگامی که دانسیته کاهش مییابد، سرعت صوت نیز کاهش مییابد و پالس صدا زمان بیشتری برای عبور از لایه را نیاز دارد. این مسئله بدین مفهوم است که دانسیته کم لایه میانی منوط به قسمت اعظم زمان عبور امواج صوتی (شکل ۱) است. به همین علت است که لایه میانی بیشترین اثر را بر وی زمان پراکنش صوتی دارد. از همین روی امکان تعیین چسبندگی داخلی با روش فراصوتی ناشی میشود.
در شکل ۱ یک پروفیل دانسیته بصورت نمونه نشان داده میشود.
شکل ۱- پروفیل دانسیته بر صفحه تخته زمان پراکنش صدا برای هر لایه در تخته
Plinke و [۱۲] Greuble مقالهای تهیه کردهاند که برای تعیین مقاومت چسبندگی داخلی چندین مرتبه از آن استفاده نمودهاند. متغیرهای مورد استفاده حداقل دانسیته از مقادیر پروفیل دانسیته در ۴ درصد فاصله از لایه میانی به همراه روش سرعت صوت عمود بر صفحه تخته بودند. این روش نتایج خیلی خوبی را از IB با یک دامنه واریانس از R2 = 0.53 تا R2 = 0.98 ارائه داد.
در مقالهای دیگر، Kruse، Broker و [15] Fruhwald روش صوتی با تماس آزاد به عنوان یک تفاوت برای تماس اندازهگیری سرعت صوت را محاسبه کردند. آنها دریافتند که این روش با استفاده از فرکانس و تحلیل کیفیت امواج صوتی مشخص، با عبور از صفحه تخته، یک مقدار مشخص از چسبندگی داخلی در تخته خرده چوب با ضخامت ۳۴ میلیمتر را ارائه میدهد این مقدار مشخص برای مدلهای مورد استفاده برای مقادیر متوسط هر نمونه با R2 = 0.90 (تختههای سمباده خورده) و R2 = 0.74 (تختههای سمباده نخورده) یک واریانس مشخص را نمایان کرد.
۲- مواد و روشها
۱-۲- مواد
در این مطالعه، تخته خردههای سه لایه با ضخامت ۱۸ و ۱۹ میلیمتر آزمایش شدند. این تختهها تمامشان توسط یک تولیدکننده تهیه شده و در یک کارخانه اندازهگیری شند. تختههای آزمایش شده عموماً مورد استفاده در صنایع مبلمان بودند. تختههای مورد آزمایش پارامترهای زیر را داشتند:
خردههای چوب: با آسیاب چکشی و ۱۰۰% سوزنی برگ
لایه سطحی (۳۵%): ۱۰۰% خردههای رنده / خردههای چوب بری / خاکه سمباده زنی
لایه میانی (۶۵%): تکه تختهها ۴۰ تا ۵۰%
خرده چوب ۲۰%
خردههای رنده کاری و چوببری ۲۰%
چوب ماسیو ۱۰%
چسب: اوره فرمالدئید، تولید شده در کارخانه
میزان چسب: در لایه میانی ۸ تا ۵/۸%
در لایه سطحی ۱۲ تا ۵/۱۲%
دانسیته (مقدار نهائی): 682 کیلوگرم بر مترمکعب
زمان پرس / دمای پرس: ۲۸۰ ثانیه / ۱۸۵ درجه سانتیگراد
۲-۲- طراحی آزمایش
از آنجائی که فقط کیفیت یک تخته از تولید منظم در کارخانه مورد مطالعه قرار گرفت، رسیدن به حداکثر واریانس ممکن در ویژگیهای تخته با تولیدی معمولی اهمیت خاصی داشت. برای دستیابی به این فرم، برخی از وقایع در خط تولید مورد توجه واقع شدند. این موارد از طریق کارکنان متخصص در کارخانه تهیه شدند که عبارت بودند از:
• تختهها در طبقات پائینتر پرس در مقایسه با تختههای طبقات فوقانی بدلیل عدم یکنواختی فشار در طبقات مذکور، نازکتر شدند.
• پرس غیریکنواخت، تختههائی (تراکم کم) در یک طرف صفحه پرس تولید کرد.
با توجه به معیار واریانس دانسیته کل تخته در تولید این مدل، نمونهها متناوباً از طبقات بالا و پائین پرس برداشته شدند. از آنجائیکه دانسیته تختهها نیز فرق داشت، نمونههای آزمایش خمشی از قسمتهای مختلف تخته مطابق طراحی آزمایش مشروح در جدول ضمیمه ۱، برداشته شدند.
۳-۲- روش آزمایش
تختههای مورد آزمایش، مستقیماً پس از سرد شدن از تخته اولیه بریده شدند که از روی نمونههای کنترل کیفیت معمولاً بریده میشوند. روش آزمایش و مراحل اصلی آن ذیلاً آورده شده است:
در ابتدا لبههای تخته اندازهبری شدند و چهار قطعه تخته با پهنای ۵۰ میلیمتر از تخته، عمود بر جهت تولید برده شدند. این قطعات در یک testrob (یک دستگاه آزمایش سریع)، دو نمونه قبل از متعادلسازی و دو نمونه بعد از متعادلسازی آزمایش شدند. ویژگیهای مورد آزمایش دانسیته، مقاومت خمشی و مقاومت چسبندگی داخلی بودند.
قسمت باقیمانده تخته آزمایشی 50 Cm)×137) با استفاده از روش فراصوتی در هر دو جهت موازی با صفحه تخته و فرکانس ایگن طولی عمود بر جهت تولید، موازی با صفحه تخته آنچنانکه در جدول ضمیمه ۶ مشروح است، آزمایش شدند. دما، دانسیته و اندازههای تخته نیز برآورده شدند. چون ویژگیهای الاستیک برای هر جهت فرق دارد، تخته به نمونههای آزمایشی در جهت عمودی تخته بریده شد. نمونههای آزمایشی هم برای قبل از متعادلسازی و هم برای بعد از متعادلسازی با استفاده از روشهای غیرمخرب آزمایش شدند.
نهایتاً هر نمونه با استاندارد DIN – EN با ارائه مقادیر مرجع برای ویژگیهای اندازهگیری شده آزمایش شدند و رطوبت نسبی هر نمونه مشخص شد. برنامه کامل آزمایش را میتوان در جدول ضمیمه ۷ مشاهده کرد. نمونهها برای آزمایشات متنوع به ابعاد اصلی مورد آزمایش مطابق با الگوی برش که در شکل ۲ نشان داده شده، بریده شدند.
شکل ۲
قسمتهای نشانهگذاری شده ۱، ۲، ۳ برای تیرهای خمشی استفاده شدند. هشت نمونه برای آزمایش خمش از سه قسمت، یک قسمت برای هر جهت، در جهت عمود بر جهت تولید بریده شدند. شرایط آزمایش تختهها مطابق برنامه آزمایش (جدول ضمیمه ۱) تفاوت داشتند.
۴-۲- مدلسازی PLS و تحلیل دادهها
تحلیل PLS یک ابزار نسبتاً جدید برای مدلهای چندتائی و سنجشی است. براساس یادآوری، این روش از یک کتاب در این زمینه توسط Naes[22] و Martens، SIMCA [23] کاربرد دستی، و یک پایاننامه (Andresson [27]) ناشی میشود. برای مقالات مربوط به این تئوری و کاربرد تحلیل PLS، خوانندگان ممکن است که کارهای موارد [24] و [25] و خصوصاً [26] را بیابند.
۱-۴-۲- روش PLS
برای مدلهای چندمنظوره، روش PLS (Partial Least Square) استفاده شده است. PLS یک روش دوخطی نزولی است. تحلیل PLS را میتوان برای تحلیل بسیاری از متغیرهای همزمان بکار برد. یکی از مزایای PLS این است که میتواند صدای مزاحم (اطلاعات نامفهوم) را از اطلاعات مشخص مجزا کند. همچنین PLS میتواند رابطه بین عوامل قابل تغییر در مدل را نمایان سازد.
قبل از تحلیل PLS، یک PCA (تحلیل اصولی ذره) نیز اغلب انجام میشود. در PCA اجزاء اصلی غیرمربوط (عوامل غالب) به عنوان ترکیبات خطی اطلاعات اصلی کنترل میشوند. اجزاء اصلی با مرتب کردن متغیرهای اصلی بروی محورهای اورتوگونال در یک فضای چندبعدی یافت میشوند. در دستهای از نقاطی که بدست میآیند، اولین جزء اصلی به جهت غالب دسته (گروه) وصل میشود. جزء اصلی بعدی با جهت غالب دوم، اورتوگونال به اول، مشارکت دارد. این روند برای بقیه اجزاء اصلی تکرار میشود. با کنترل اجزاء اصیل روی یک صفحه دوبعدی، در یک «پلات با پراکندگی فراوان» یک مای گرافیکی از اطلاعات مرتب کاربردی بدست میآید، گروهها و سایر اطلاعات مهم را میتوان به آسانی مشخص کرد.
در تحلیل PLS، فاکتورها (X) از پاسخها (Y) جدا میشوند. جزئیات اصلی برای هر دو مورد محاسبه میشوند و سپس برای دستیابی به بهترین مدل به هم وصل میشوند. مدلها میتوانند حاوی یک یا چند پاسخ (y) باشند. مدلها در شکل y = c + a.x1 + b.x2 + … با یک پاسخ، در این مطالعه هستند.
ارزیابی یک مدل PLS در میان واریانس معنیدار (R2) نشان داده میشود که مقدار تغییر در ترتیب اطلاعات را که مدل توضیح میدهد، نشان میدهد. R2 = 0 بدین مفهوم است که هیچ واریانسی توسط مدل توضیح داده نمیشود و R 2 = 1 هم واریانس ورودی توسط مدل را بیان میکند. این واریانس میتواند شامل اطلاعات مفیدی نظیر صداهای مزاحم باشد. صدای مزاحم اطلاعات نامفهومی است که بدین معنا است که یک مدل با R2 = 1 ممکن نیست. که بهترین باشد زیرا میتوانست مدلی با صدای مزاحم باشد. برای مشخص کردن اینکه صدای مزاحم چیست و چه اطلاعات مفیدی دارد، مجذور عدد معین (Q2) در مدل استفاده میشود. این یک سنجش قابلیت مدل برای تعیین مقادیر y برای مشاهدات جدید است و شامل مراحل ساخت مدل نیست. Q2 با استفاده از ارزیابی عرضی (SIMCA [23] دستی) محاسبه میشود.
۳- روشهای آزمایش – تئوری و کاربردی
روشهای آزمایش DIN-EN مورد استفاده در این مطالعه به عنوان مراجعی برای آزمایشات جهت تعیین ویژگیهای مورد تقاضا هستند. به عبارت دیگر، اینکه مقاومت خمشی واقعی تخته با بارگذاری آن تا هنگام وقوع شکست اندازهگیری میشود و بنابراین برای تمام ویژگیها هم به همین شکل است. روشهای غیرمخرب نیز از طرف دیگر روشهای غیرمستقیم هستند. بدین معنی که یک یا چند ویژگی که با ویژگی موردنظر مرتبطاند با تعیین ویژگی مطلوب تخته اندازهگیری و استفاده میشوند.
۱-۳- روش آزمون DIN-EN
رایجترین روشهای مورد استفاده برای تعیین خواص تخته خرده چوب روشهای مخرب هستند این روشها در استانداردهای اروپائی (EN) تعریف میشوند و به عنوان اعداد مرجع برای خواص تخته بکار میروند. از نمونه استانداردهای مورد استفاده در این مطالعه عبارتند از:
• تعیین مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته در حالت استاتیک
• مقاومت چسبندگی داخلی
• رطوبت نسبی
• دانسیه DIN-EN 310
DIN-EN 319
DIN-EN 322
DIN-EN 323
۱-۱-۳- تعیین مدول الاستیسیته در خمش و مقاومت خمشی با استاندارد DIN-EN 310
مقاومت خمشی و مدول یانگ در حالت استاتیک با یک آزمون خمش استاتیک سه نقطهای تعیین میشوند. مقادیر بدست آمده برای مدول یانگ واضح است و چون آزمایش نیز شامل تنشهای شکست است، مدول واقعی نیست. نمونههای مورد آزمایش اندازههای زیر را دارند: طول (L): mm450، پهنا (b): mm50، ضخامت (t): mm20 (mm19 تخته سمباده نخورده)، پهنای بین دو تکیهگاه (پایه mm400 (t×20) است.
در این آزمایش انحراف با دقت ۰۱/۰ میلیمتر اندازهگیری میشود. مدول الاستیسیته دوبار اندازهگیری شد و نمونه آزمایشی برای آزمون دوم دوباره برگردانده شد، بطوریکه با هر دو سطح این کمیت اندازهگیری شد. این کار باعث شد که مقدار متوسط برای هر دو جهت و کاهش اختلاف مقاومت بدلیل ناهماهنگی در ساخت بین دو سطح تخته بدست آید. برای نیمی از نمونهها و مقاومت خمشی در دستگاه آزمایشگر با سمت شکلگیری کیک آزمایش شد. بقیه نمونهها با سطح غیرمتمرکز رویه بدلیل فوقالذکر آزمایش شدند.
۲-۱-۳- تعیین مقاومت کششی عمود بر صفحه با استاندارد DIN-EN- 319
آزمایشات چسبندگی داخلی بر روی یازده نمونه 50mm)×(50 از هر تخته که به طور یکنواخت بر روی پهنای تخته توزیع شده بودند انجام گرفت. نمونههای آزمایشی به سطوح نگهدارنده فولادی با چسبهای گرما نرم (hot – melt) چسبانده شدند.
نمونههای قبل از آزمایش بدلیل داشتن سطوح زبر سنباده زنی شدند. این عمل با یک سنباده کوچک با دست انجام شد.
۳-۱-۳- تعیین رطوبت نسی با استانداد DIN-EN – 322 و تعیین دانسیته با استاندارد DIN-EN – 323
دانسیته و رطوبت نسبی با یازده نمونه از هر تخته (mm50×50) با توزیع یکنواخت در پهنا تعیین شدند. این عمل برای دستیابی به پروفیل دانسیته بود. مقادیر بدست آمده برای نمونهها مطابق استاندارد بود. این آزمایشات که توسط استانداردهای فوقالذکر کنترل میشد نیز برای هر نمونه از هر تخته میزان رطوبت نسبی در نمونههای آزمایشی چسبندگی داخلی نیز آزمایش شد.
۲-۳- سرعت صوت
اگر مقادیر اندازهگیری شده و دانسیته یک قطعه هموژن مشخص باشد، مدول دینامیک الاستیسیته را میتوان از طریق زمان پراکنش جدا با عبور هر موج صوتی محاسبه کرد.
این کار با استفاده از فرمول ساده شده زیر: (Krautkramer [13]) انجام میشود:
(رابطه ۲)
(مگا پاسکال) مدول دینامیک الاستیسیته : MOE
(کیلوگرم بر مترمکعب) دانسیته :
(متر بر ثانیه) سرعت صوت : V
از آنجائیکه تخته خرده چوب و خصوصاً تخته خرده چوب چندلائی یک ماده همگن به دلیل پروفیل دانسیته مشخص عمود بر سطح تخته نیست، این فرمول فقط یک برآورد تقریبی را محاسبه میکند.
سرعت صوت با استفاده از یک زمانسنج پراکنش صوتی PB5) از (Steinkamp با استفاده از زمان پراکنش و طول نمونه مشخص شد. سرعت صوت موازی با صفحه تخته اندازهگیری شد. فرکانس مورد استفاده ۵۰ کیلوهرتز از یک منبع صوتی بود. در هنگام اندازهگیری هیچ عامل دوتائی استفاده نشد.
در آزمایش چسبندگی داخلی، سرعت صوت عمود بر صفحه تخته اندازهگیری شد (شکل ۳) این کار با توجه به جدول ضمیمه ۶ برای هر نمونه در ۵ نقطه انجام شد و مقدار متوسط این پنج نمونه اندازهگیری شده در محاسبه استفاده شد. سرعت صوت نیز بعد از سمبادهزنی (در یک نقطه) برای ۸ تا ۲۵ تخته اندازهگیری شد.
شکل ۳- جهات آزمایش فراصوت
۳-۳- این روش آزمایشی فرکانس پایه ایگن برای یک نمونه آزمایشی با شکل هندسی مناسب با یک دستگاه تشدیدکننده صوتی (یک چکش کوچک) را اندازه میگیرد. یک سوزن پیزوالکتریک (یا یک میکروفون) فشرده شده در نمونه آزمایشی باعث ایجاد ارتعاش مکانیکی در نمونه شده و آن را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل میکند. نقطههای گیره و یا پایههای نمونه آزمایشی محل شدت جریان، و نقاط سیگنال برای ایجاد و اندازهگیری حالتهای خاص ارتعاشی انتقالی انتخاب میشوند. این سیگنالها تحلیل میشوند و فرکانس ایگن پایه توسط تحلیلگر سیگنال اندازهگیری میشود و نتیجه به روی یک صفحه نشان داده میشوند. فرکانس ایگن، ابعاد نمونه، جرم برای اندازهگیری مدول دینامیک یانگ، مدول دینامیک شکست، و ضریب پوآسون استفاده میشوند. در این تحقیق مدول دینامیک یانگ برای ارتعاشات خمشی با استفاده از فرمول زیر (Gorlacher [5]) بدون محاسبه شدت شکست محاسبه شد. (این فرمول برای فاصله پایه و ضریب ضخامتی نمونه آزمایشی در مقایسه با استاندارد EN – 310 معتبر است).
(رابطه ۳)
(مگاپاسکال) مدول دینامیک یانگ : MOEEF/dyn
طول نمونه (میلیمتر) : L
(گرم بر سانتیمتر مکعب) دانسیته:
(S-1) فرکانس : f
شعاع داخلی (mm) : i
ارتفاع نمونه برحسب میلیمتر :h
برای ارتعاش خمشی از مقادیر ثابت زیر استفاده میشود (GorLacher [5]):
K1 = 49.8
نمونههای آزمایشی همانطور که در شکل ۴ نشان داده شده قرار گرفتند. فرکانس ایگن با یک گره از روی نمونهای با سوزن پیزوالکتریک اندازهگیری شد. دستگاه مورد استفاده برای اندازهگیری فرکانس ایگن «گریندوسونیک MK5 صنعتی» از J.W.Lemmens GmbH بود. فرکانس ایگن برای هر دو حالت عمود بر تخته محاسبه شد. (شکل ۴)
پهنای تکیهگاه مطابق نتایج GorLacher [s]، L × 552/0 بود. برای انجام آزمایش بروی تختههای بزرگ، فرکانس ایگن برای ارتعاش طولی مورد مطالعه قرار گرفت. این کار براساس اینکه فرکانس ایگن در مرحله اول برای اندازهگیری فرکانس ساده و دقیق با این دستگاه برای نمونه آزمایشی بزرگ، کم و پائین است، ساخته شد. برای ارتعاش طولی در صفحه، مدول دینامیک یانگ مطابق فرمول زیر [Spinner, Thefft[9], Leban, Haines, Hene [6] محاسبه میشود:
(رابطه ۴)
(مگا پاسکال) مدول دینامیک یانگ : MOEdyn
(میلیمتر) طول نمونه :L
(کیلوگرم بر سانتیمترمکعب) دانسیته :
(معکوس ثانیه) فرکانس : f
در این حالت نمونه بروی یک تکیهگاه که در زیر تخته قرار دارد، مستقر شد و تا اندازهای در وسط یک رویه تخته ضربهای وارد شد. فرکانس در سمت دیگر با استفاده از یک سوزن پیزوالکتریک اندازهگیری شد. ترتیب آزمایش در جدول ضمیمه ۶ نشان داده میشود.
۴-۳- ماشین آزمایش سریع – Testrob
دستگاه Testrob، توسط Schenk، یک دستگاه برای آزمایش سریع ویژگیهای مکانیکی تختههای چوبی است. این دستگاه بطور اتوماتیک آزمایشات مخرب را بروی تخته با پهنای ۵۰ میلیمتر انجام میدهد. با این مدل میتوان دانسیته، مقاومت خمشی، مقاومت برش و چسبندگی داخلی (مقدار محاسبه شده از مقاومت برش) را برای یک تخته تعیین کرد.
انجام آزمایش با Testrob معمولاً نیم ساعت پس از تولید نمونه آزمایشی انجام میشود، به طوری که در این زمان نمونه سرد خواهد بود. این زمان بعد از سفت شدن چسب لازم برای کاهش تأثیر دما در اندازهگیری است. زما کل آزمایش با شش نمونه در هر تخته و هر ویژگی در حدود ۴۰ دقیقه است. اندازهگیریها بطور پیوسته با یک کامپیوتر شخصی به عنوان کنترل آزمایش مهیا میشوند. نهایتاً نتایج آماری برای هر مورد بدست میآیند. اولین آزمایش با دستگاه Testrob تقریباً یک ساعت بعد از اینکه تخته از خط تولید گذشت انجام میشود. دو تکه با پهنای ۵۰ میلیمتر آزمایش شدند، یکی برای مقاومت خمشی و دیگری برای دانسیته و مقاومت برش و چسبندگی داخلی طول نمونههای آزمایش ۱۷۰۰ میلیمتر بود که ۵ تا ۶ نمونه برای خمش و ۸ تا ۹ نمونه برای دانسیته / IB آزمایش شدند. دومین مرحله آزمایش بعد از متعادلسازی، بطور همزمان با دیگر آزمایشات بروی نمونهها از همان تخته بود.
۴- نتایج و تحلیل و بررسی
تمام مشخصات MOR و MOE به مقادیر متوسط هر دو جهت موازی و عمود بر جهت تولید مربوط هستند البته وقتی که چیزی دیگر آزمایش نشود. «بازگشتهای خطی جهتدار» مورد استفاده برای تعیین مقادیر MOR و MOE روشهای یک متغیری صحیح نیستند، زیرا MOE دینامیک برای روشهای آزمایشی مذکور از بیش از یک متغیر محاسبه میشود. اطلاعات موجود مقادیر اندازهگیری شده فیزیکی و دانسیته هستند که میتوان آنها را برای هر تکه آزمایشی در یک محصول معمولی تعیین کرد.
۱-۴- تعیین چسبندگی داخلی
چسبندگی داخلی با استفاده از سرعت صوت در جهت عمود بر صفحه تخته اندازهگیری شده است. مدلهای چندمنظوره نیز برای بیان تغییرات IB مربوط به دانسیته و متغیرها لازم میباشند.
۱-۱-۴- تعیین با مدلهای خطی
تعیین مقدار چسبندگی داخلی با استفاده از سرعت صوت با رابطه خطی ساده (y =A0+A1.x) نتایج بسیار ضعیفی را ارائه میکند. اگر هر تکه مورد سنجش در این رابطه استفاده شود، بهترین نتیجه با استفاده از سرعت صوت محاسبه شده برای نمونههای سمباده زده شده بدست میآید که یک واریانس مشخص R2 = 0.30 ارائه میدهد. اگر مقادیر متوسط از تمام اندازهگیریها بر یک تخته تکی برای این رابطه استفاده شوند، نتایج عددی بهتر میگردند. بهترین نتیجه با تختههای سمباده خورده که واریانس R2 = 0.64 دارند، بدست میآید. این مدل بر پایه ۱۷ تخته است.
شکل ۵- بهترین مدل یک متغیری برای تعیین چسبندگی داخلی تختههای سمباده خورده
تختههای سمباده نخورده یک مدل با واریانس R2 = 0.47 ارائه میدهند. در این حالت مدل از ۲۴ تخته ساخته میشود.
شکل ۶- بهترین مدل یک متغیری برای تعیین چسبندگی داخلی تختههای سمباده نخورده
نتایج ذیلاً در جدول ۱ آمده است.
جدول ۱- (روابط خطی معمولی) برای تعیین مقاومت چسبندگی داخلی
دانسیته نیز با مدل IB بکار برده شده است، اما با موفقیت کمتر (نتایج در جدول ضمیمه ۲)
۲-۱-۴- تعیین چسبندگی داخلی با مدلهای چندمنظوره
با یک مدل چندمنظوره برای نمونههای سمباده نخورده، تختههائی با IB < 0.42 Mpa را میتوان خارج کرد. مدل با استفاده از ویژگیهای سنجشی از هر نمونه آزمایش در هر تخته به عنوان یک متغیر ساخته شده است. به همین خاطر است که سرعتها و دانسیتهها برای کلیه نمونههای آزمایشی i در یک تخته به عنوان متغیرها استفاده شدهاند. متغیرها Vsandi در این مدل بکار نرفتند. نتایج معین مدل در شکل ۷ نمایان است.
شکل ۷- تعیین چسبندگی داخلی تختههای سمباده نخورده با سرعت صوت و متغیرهای دانسیته
این مدل را میتوان با نمونههائی که IB کمتر از 0.42 مگاپاسکال دارند طبقهبندی کرد. اثبات درستی این مدل، اندازهگیری تعدادی از تختهها با تشکیل یک آزمایش مرتب از بین برده شد. سپس یک مدل از بقیه مشاهدات ساخته شد. این مدل برای تعیین نتایج در آزمایش استفاده شدند. نتایج این آزمایش (IB مشاهده شده در مقابل IB تعیین شده) در شکل ۸ نشان داده میشوند…
- لینک دانلود فایل بلافاصله بعد از پرداخت وجه به نمایش در خواهد آمد.
- همچنین لینک دانلود به ایمیل شما ارسال خواهد شد به همین دلیل ایمیل خود را به دقت وارد نمایید.
- ممکن است ایمیل ارسالی به پوشه اسپم یا Bulk ایمیل شما ارسال شده باشد.
- در صورتی که به هر دلیلی موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید با ما تماس بگیرید.