Pamuk İpliğinde Mukavemeti Etkileyen Faktörlerin Bulanık Mantık Yöntemiyle Tespit Edilmesi

Transkript

1 Tekstil Teknolojileri Elektronik Dergisi Cilt: 8, No: 2, 2014 (12-18) Electronic Journal of Textile Technologies Vol: 8, No: 2, 2014 (12-18) TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR e-issn: Makale (Article) Pamuk İpliğinde Mukavemeti Etkileyen Faktörlerin Bulanık Mantık Yöntemiyle Tespit Edilmesi Naciye Sündüz OĞUZ *, Mehmet DAYIK** * Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tekstil Müh. Anabilim Dalı., Isparta/TÜRKİYE ** Süleyman Demirel Üniversitesi Müh. Fak. Tekstil Müh. Böl., Isparta/TÜRKİYE nsunduzoguz@gmail.com Özet Bu çalışmada, pamuk ipliğinde mukavemeti etkileyen faktörlerden elyaf uzunluğu ve bükümün iplik mukavemeti üzerindeki etkisi uzman görüş yardımıyla bulanık mantık yöntemine uygulanarak tespit edilmeye çalışılmıştır. Kurulan modelde elyaf uzunluğunun ve bükümün iplik mukavemetine etkisi yaklaşık olarak tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: İplik mukavemeti, elyaf uzunluğu, büküm, bulanık mantık. Determination of Factors Affecting Strength in Cotton Yarn with Fuzzy Logic Method Abstract In this study, the factors which affect strength at cotton yarn, fiber length and twist, the effect on the yarn strength with the help of expert opinion was tried to be determined by applying fuzzy logic method. In the established model, the length of fiber and twist effect on the yarn strength approximately was determined. Keywords: Yarn strength, fiber length, twist, fuzzy logic. 12

2 Oğuz N.S., Dayık M. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2014(2) GİRİŞ Mukavemet, ipliğin uygulanan yüke gösterdiği dirençtir [1]. Lif mukavemeti iplik mukavemetine etki yapan önemli bir özelliktir. Sağlam lifler normal olarak daha mukavemetli ipliklerin üretimi sağlayarak yüksek hızlı eğirmeye ve kullanım sırasında kopuşların azalmasına yardımcı olurlar. İplik inceldikçe kesitteki lif sayısının azalmasına bağlı olarak lif mukavemetinden yararlanma oranının da düştüğü anlaşılmaktadır [2]. Mukavemetin yüksek olması iplik kopuşunu ve makine duruşlarını azaltarak verimliliğin artmasını sağlar. İplik mukavemetini etkileyen en önemli faktör hammaddedir. Hammaddenin cinsi elyaf uzunluğu, elyaf inceliği, elyaf uzunluk dağılımı ve elyaf mukavemeti iplik mukavemetine etki eden en önemli faktörlerdir. Bükümün arttırılması belli bir noktaya kadar iplik mukavemetini de artırır [1]. İplik mukavemetinin ölçümünde çeşitli laboratuar cihazları ve mukavemet birimleri kullanılmaktadır. Dolayısıyla ipliğin mukavemeti bildirilirken, hangi test cihazıyla ölçüm yapıldığı ve mukavemet birimi mutlaka belirtilmelidir [1]. Mukavemeti etkileyen faktörler genel olarak: *Elyaf olgunluğu ve mukavemeti *Elyaf uzunluğu *Elyaf inceliği *Büküm miktarı olarak özetlenebilir [2]. Elyaf mukavemeti, imalat esnasındaki germe, çekme vs. işlemleri açısından da büyük önem taşımaktadır. Elyafın mukavemeti elyaf tiplerine bağlı olarak değişmektedir. Her bir lif cinsinin mukavemeti farklı olduğu gibi doğal liflerde mukavemet, bölge yetiştirme şartlarına da bağlıdır [2]. Aynı zamanda ortam şartları da mukavemete etki eder. Nem miktarı ve ortam sıcaklığının da bu bazda göz önünde bulundurulması gerekir. Bu açıklamalardan sonra özellikle denizcilikte, bitkisel liflerin niçin halat, yelken bezi ve diğer mamuller halinde kullanıldıkları daha iyi anlaşılır [2]. Pamukta kısa elyaf miktarının fazla olması mukavemeti düşürmekte ayrıca Uster düzgünsüzlük değerini de arttırmaktadır. Kısa elyaf miktarının fazla olmasıyla iplik mukavemeti azalır, iplik düzgünlüğü bozulur, iplik tüylenir, uçucu elyaf miktarı çoğalır. Bunlar kısa elyafın oluşturacağı bir takım olumsuzluklardır. Fibrografi ve digital fibrografi elyaftaki uzunluk standartlarının saptanmasında kullanılır [5]. Lifleri bir arada tutmak liflere kalıcı görünüm vermek liflerin biri birileri ile temas yüzeylerini arttırmak için verilen büküm iplikte mukavemeti arttırır ancak bir noktaya kadardır [3]. Büküm bir ipliğe her iki ucunun relatif dönüşü ile verildiğinden bükümün ölçümü de bu işlemin tersi ile olur. Mikroskop altında inç veya metre başına düşen büküm miktarı da hesaplanabilmektedir [3]. 13

3 Teknolojik Araştırmalar: TTED 2014 (2) Pamuk İpliğinde Mukavemeti Etkileyen Faktörlerin Şekil 1. Büküm ile ipliğe mukavemet sağlanması [4] İpliğin eğrilmesi sırasında elyafların ya da ipliklerin bir arada tutulması ve mukavemet kazandırılması için kendi etrafında verilen spiral dönmelerdir (Şekil 1). Bir elyafı bükmek, kullanım amacındaki dayanma koşulları açısından önemlidir. İplikteki büküm sayısı sağlamlık, elastiklik ve dolaylı olarak tüylülük gibi iplik özelliklerini etkiler. İpliğe verilecek olan büküm tamamen iplik üreticisinin elinde olup, nihai kullanıcının amacını karşılayacak şekilde iplikhanelerde ayarlanabilir [1]. Kalın ipliklerde elyafların birbirlerini tutmaları için daha az sayıda, ince ipliklerde ise daha çok sayıda büküme ihtiyaç vardır. Yine aynı şekilde, kullanım amaçları göz önüne alınarak triko iplikleri daha az bükümlü, dokuma iplikleri ise daha çok bükümlüdür [1]. Birim uzunlukta bulunan spiral sayısı büküm sayısını verir. Birim uzunluk olarak 1 inch (2,54 cm) alınırsa TPI yani inchdeki büküm, birim uzunluk 1 metre alınırsa TPM yani metredeki büküm ifade edilmiş olur [1]. Mukavemet Çeşitleri a) Kopma mukavemeti: Herhangi bir kuvvetin etkisiyle koparılan lif, iplik ve kumaşın kopma anında maruz kaldıkları etkinin ağırlık olarak ifadesine denir [6]. b) Kopma uzunluğu: Keten, kenevir gibi esnek olmayan liflerde kullanılır. Lif eğer kendi ağırlığı ile koparsa bu değer kopma anında lifin uzama değeri olarak gösterilir [6]. c) Rölatif mukavemet: Rölatif mukavemet bir lifin kopmasında bir mikron kareye gram olarak, milimetre kareye kg olarak, inç kareye pound olarak isabet eden ağırlığa denir [6]. d) Denye mukavemeti: Bir denye lifin veya ipliğin kopma anında maruz kaldığı ağırlıktır. Gr/denye olarak ifade edilir [6]. Tablo 1. Mukavemet değerleri ve değerlendirmesi [6] Stelometre Değeri Pressley Değeri Değerlendirme (g/tex) PM (1000 pount/ inç²) 20 ve altı Çok zayıf Zayıf Vasat Sağlam 30 ve üstü Çok sağlam Bu çalışmada, iplik mukavemetine etki eden faktörlerden elyaf uzunluğunun ve iplik bükümünün etkisi incelenmiştir. 14

4 Oğuz N.S., Dayık M. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2014(2) BULANIK MANTIK İkili mantık (klasik mantık) sistemine karşı geliştirilen ve günlük hayatta kullandığımız değişkenlere üyelik dereceleri atayarak, olayların hangi oranlarda gerçekleştiğini belirleyen çoklu mantık sistemidir [7] Bulanık Mantık & Klasik Mantık Şekil 2. Bulanık mantık denetleyicinin temel yapısı [7] Klasik (ikili) mantık, iki doğruluk değeri olan (1 veya 0, var veya yok, doğru veya yanlış) bir mantık sistemidir ve üçüncü bir durumun gerçekleşmesinin imkânsız olduğu varsayılır. Ayrıca, ikili mantıkta kesin verilerden söz edilir. Bulanık mantık, ikili mantığın ele alamadığı bulanık hadiseleri de içine alacak şekilde daha geniş bir uygulama sahasına sahiptir. Bulanık mantık, günlük hayatta sıkça kullanılan belirsiz sözel ifadeleri sayısal olarak tanımlamaya da elverişlidir. Klasik mantıkta, bir eleman bir kümeye aittir ya da değildir. Yani aitliğe göre üyelik değeri 1 ya da 0 olur. Mehmet zayıftır. 1. Mehmet zayıf değildir. 0. Bulanık mantıkta, ölçeklendirme (derecelendirme) vardır. Mehmet çok zayıftır. 0,98. Mehmet biraz zayıftır. 0,20 [8] Bulanık Mantığın Avantajları İnsan düşünce sistemine ve tarzına yakındır. Uygulamasında mutlaka matematiksel bir modele gereksinim duymaz. Yazılımın basit olması nedeniyle, sistem daha ekonomik olarak kurulabilir. Bulanık mantık kavramını anlamak kolaydır. Üyelik değerlerinin kullanımı sayesinde, diğer kontrol tekniklerine göre daha esnektir. Kesinlik arz etmeyen bilgilerin kullanılması söz konusudur. Doğrusal olmayan fonksiyonların modellenmesine izin verebilir. Sadece uzman kişilerin tecrübelerinden faydalanılarak, kolaylıkla bulanık mantığa dayalı bir modelleme ya da sistem tasarlanabilir. Geleneksel kontrol teknikleriyle uyum halindedir. 15

5 Teknolojik Araştırmalar: TTED 2014 (2) Pamuk İpliğinde Mukavemeti Etkileyen Faktörlerin İnsanların iletişimde kullandıkları sözel ifadelerin bulanık mantıkta kullanımı ile daha olumlu sonuçlar çıkmaktadır [9] Bulanık Mantığın Dezavantajları Bulanık denetimde kullanılan kurallar deneyime çok bağlıdır. Üyelik fonksiyonlarının seçiminde belirli bir yöntem yoktur. En uygun fonksiyon deneme ile bulunur. Bu da oldukça uzun bir zaman alabilir. Denetlenen sistemin bir kararlılık analizi yapılamaz ve sistemin nasıl cevap vereceği önceden kestirilemez. Yapılacak tek şey benzetim çalışmasıdır [10] Bulanık Mantığın Uygulama Alanları Otomatik kontrol sistemleri. Bilgi sistemleri, uzman sistemler, kontrol sistemleri. Görüntü işleme. Optimizasyon. Yönetim ve karar destek sistemleri. Ekonomi ve finans. Biyoloji ve tıp bilimi. Çevre bilimi. Mühendislik ve bilgisayar bilimleri. Araştırma çalışmaları, veri madenciliği. Psikoloji. Kontrol sistemler [8]. 3. İPLİK MUKAVEMETİNİN BULANIK MANTIK YÖNTEMİYLE BULUNMASI İplik mukavemetine elyaf uzunluğunun ve bükümün etkisini tespit etmek amacıyla uzunluk ve büküm giriş değişkeni, iplik mukavemeti çıkış değişkeni olarak seçilmiştir. Kurulan bulanık mantık yöntemi Şekil 3 de görülmektedir. Şekil 3. Kurulan bulanık mantık yöntemi İplik mukavemeti tespitinde kullanılan giriş üyelik fonksiyonları Şekil 4,5 de ve çıkış üyelik fonksiyonu Şekil 6 da verilmiştir. 16

6 Oğuz N.S., Dayık M. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2014(2) Şekil 4. Uzunluk giriş üyelik fonksiyonu Şekil 5. Büküm giriş üyelik fonksiyonu Şekil 6. İplik mukavemeti çıkış üyelik fonksiyonu Giriş üyelik fonksiyonları kullanılarak matlab programında uzman görüşlerden yararlanılarak kural tabanı oluşturulmuş ve çözülmüştür. Elde edilen çözümler Şekil 7 de görülmektedir. 17

7 Teknolojik Araştırmalar: TTED 2014 (2) Pamuk İpliğinde Mukavemeti Etkileyen Faktörlerin 4. SONUÇ VE ÖNERİLER Şekil 7. Elyaf uzunluğu ve bükümün iplik mukavemeti üzerine etkisi Bu çalışmada elyaf uzunluğu ve bükümün iplik mukavemeti üzerine etkisi araştırılmıştır. Genel olarak bakıldığında elyaf uzunluğunun artması iplik mukavemetini arttırmaktadır. Bükümün artması ise iplik mukavemetini bir noktaya kadar arttırmaktadır. İplik mukavemetinin artmasıyla kaliteli iplikler elde edilmektedir. 5. KAYNAKLAR LİFLERİNİN ÖZELLİKLERİ 3.pdf Klein, W., 2011, Kısa Lif İplikçilik Teknolojisi, Rieter İplikçilik El Kitabı Cilt Çobanoğlu, B., 2000, Bulanık Küme, Niksar MYO /Gazi Osman Paşa Üniversitesi. 8. bm.bilecik.edu.tr/dosya/arsiv/odevnot/bulanik_mantik.pdf. 9. Kıyak, E., Kahvecioğlu, A., 2003, Bulanık Mantık Ve Uçuş Kontrol Problemine Uygulanması, Havacılık Ve Uzay Teknolojileri Dergisi, Cilt:1, Sayı:2(63-72)