14784

14784

طراحي و ساخت دستگاه تست زمان القا اكسايش پليمر

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي - مكاترونيك

بهمن ماه 1393

بهمن ماه 1393

دكتر محمد رياحي

مكانيك

چكيده تعيين مدت زمان مقاومت در برابر اكسايش براي اناليز حرارتي مواد پليمري به كار مي رود. اين مواد در شرايط اتمسفر با اكسيژن واكنش شيميايي دارد كه موجب تنزل مقاومت مكانيكي و خواص الكتريكي مي¬شود. هرچند براي جلوگيري از اين پديده مواد انتي¬اكسيد اضافه مي¬شود ولي با دانستن مقدار مقاومت اكسايش، پايداري مواد به خصوص پليمرها در شرايط اكسايش مورد ارزيابي قرار مي گيرد. هدف اين پايان نامه طراحي و ساخت دستگاهي بوده است كه الزامات استاندارد اندازه گيري زمان القا اكسايش يك ماده¬ي پليمري را بر آورده كند. لذا با توجه به استاندارد مورد نظر، قطعات و ابزار مورد نياز تهيه و ساخته شده است. روش استفاده شده در اين پروژه براي كنترل دما، دبي و زمان¬بندي مراحل انجام تست زمان القا اكسايش بر مبناي برنامه¬نويسي گرافيكي در لب¬ويو و بكارگيري يك برد الكتريكي مدار واسط است كه امكان كنترل دقيق، و مطمئن مجموعه اختلاف دمايي-گرمايي را فراهم ساخته است. اين روش موجب بهبود عملكرد، كاهش خطا و هزينه¬ي كمتر ساخت دستگاه تست زمان القا اكسايش به روش روبشي تفاضلي شده است. بنابراين فلوچارت كنترل ايجاد شد و بر اساس آن برنامه¬نويسي گرافيكي در محيط لب-ويو انجام شده، سپس به بررسي ان به عنوان يك سيستم ديناميكي پرداخته شده است و از قوانين فيزيكي و شيميايي حاكم و شناسايي سيستم، روابط رياضي براي تعيين مدل بدست امده است، تا ضرايب اوليه¬ و فاكتورهاي كنترلر ديجيتال مورد نياز تعيين شوند. پس از انجام تست¬هاي متعدد اين ضرايب بهبود يافته تا به نتيجه¬ي مورد نظر حاصل شد.از قابليت¬هاي مهم ان يونيورسال بودن كنترل است، به اين معنا كه برنامه قادر است به فراخور نوع شيب دماي مورد نظر استاندارد و تربيب فرايند دلخواه، پالس¬هاي لازم را براي خارج از كامپيوتر و به طرف مجموعه¬ي اختلاف دمايي-گرمايي ارسال كند. سيگنال كنترل به صورت موج pwm به عنوان خروجي كنترلر ايجاد شده است. كليه¬ي داده¬ها مثل دبي گازهاي نيتروژن و اكسيژن، ترموگرام، منحني اختلاف گرمايي نمونه و مرجع، محاسبه¬ي مقدار مقاومت در برابر اكسايش نمونه و ...نمايش داده شده است، تا امكان تجزيه و تحليل انها را فراهم نمايد. با استفاده از دستگاه ساخته شده، براي نمونه¬هاي مختلف از مواد پلي¬اتيلن در رنج دمايي 180 تا 210 درجه¬ي سانتي¬گراد، تست زمان مقاومت اكسايش انجام شده است. پس از تجزيه و تحليل اماري داده¬ها به عنوان يك روش پيشنهادي، عمر مفيد در شرايط دمايي دلخواه محيط اطراف نمونه¬ها پيش¬بيني شده است. واژه‌هاي كليدي:: اناليز حرارتي، تست زمان القا اكسايش، تخمين عمر، پليمر، كنترلر.