سایت اقدام پژوهی - گزارش تخصصی و فایل های مورد نیاز فرهنگیان
1 -با اطمینان خرید کنید ، پشتیبان سایت همیشه در خدمت شما می باشد .فایل ها بعد از خرید بصورت ورد و قابل ویرایش به دست شما خواهد رسید. پشتیبانی : بااسمس و واتساپ: 09159886819 - صارمی
2- شما با هر کارت بانکی عضو شتاب (همه کارت های عضو شتاب ) و داشتن رمز دوم کارت خود و cvv2 و تاریخ انقاضاکارت ، می توانید بصورت آنلاین از سامانه پرداخت بانکی (که کاملا مطمئن و محافظت شده می باشد ) خرید نمائید .
3 - درهنگام خرید اگر ایمیل ندارید ، در قسمت ایمیل ، ایمیل را بنویسید.
در صورت هر گونه مشکل در دریافت فایل بعد از خرید به شماره 09159886819 در شاد ، تلگرام و یا نرم افزار ایتا پیام بدهید آیدی ما در نرم افزار شاد : @asemankafinet
در اين مقاله ابتدا به عواملي كه در طرح كلي مسير راه بايد مورد توجه قرار گيرد نظير دسترسي، عوارض طبيعي، زمين‌شناسي، ظوابط هندسي طرح راه و ... مي‌پردازيم و سپس مسائلي تحت عنوان زيبايي راه، حفظ محيط طبيعي و انساني و در نهايتمخارج شاختمان راه را بيان مي‌كنيم.
مقدمه :
محل دقيق و تمام جزئيات مسير را نمي‌توان يكباره و در يك مرحله مشخص ساخ ت. از اين رو مسير راه در مراحل مختلف و با استفاده از نقشه‌ها و عكسهاي هوايي با مقياسهاي متفاوت معين ميگردد. نخسست با استفاده از نقشه‌ها و اطالاعات موجود چند مسير بسيار كلي در نظر گرفته ميشود و با مظالعه دقيقتر اين مسيرها در طي مراحل مختف مسيريابي صورت مي‌گيرد و سرانجام محور راه را به دقت در روي زمين مشخص مي گردد. در اين مقاله ما به عواملي كه مسير راه با توجه به آنها معين ميگردد مي پردازيم.
عوامل تعيين كننده مسير راه
در انتخاب مسير راه عوامل بسياري را بايد در نظر گرفت و همين زيادي عوامل درگير است كا كار انتخاب مسير را مشكل و وقت‌گير و پرهزينه مي‌سازد. احداث راه تغييرات عمدهاي در محيط طبيعي و اقتصادي و اجتماعي وارد مي‌سازد كه محدود به تامين رفت و آمد وسايل نقليه نيست. وسعت اين تغيرات مخصوصاً در راههاي شهري فوق‌العاده زياد است تاجايي كه ممكن است روند گسترش و بافت شهر را دگرگون سازد. عوارض طبيعي كه هنوز هم يك از عمده‌ترين تعيين كننده‌هاي مسير راههاي بياباني است در راههاي شهري فقط يكي از بسيار عواملي است كه در نظر گرفته مي شود . با وجود آنكه عوارض طبيعي در بسياري از قسمتهاي راههاي بياباني تنها عامل تعيين كننده مسير است ولي نبايد مسير راههاي بياباني هم بدون توجه به عوامل ديگر تعيين گردد و مخصوصاً نبايد از تغيراتي كه در مسير در محيط اجتماعي و انساني و طبيعي اطارف خود ايجاد ميكند غافل شد. مشكل كار مسيرگذاري در اين است كه عموماً بهتر ساختن مسير با توجه به يكي از عوامل ، مسير را از نظر عوامل ديگر بدتر مي سازد. مثلاً براي حفظ يك منطقه با ارزش طبيعي ، مسير بايد اين منطقه را دور بزند. اما چنين دورزن مستلزم هزينه زيادي است و علاوه بر اين طول مسير را زيادتر مي‌سازد و بنابراينهزينه ترافيك را بالا مي‌برد و طمان رفت و آمد را طولاني تر ميكند.
ميتوان خلاصه كرد كه انتخاب مسير يافتن وضعيت متعادلي است كه با مخارج كمتر دسترسي بيشتر را فراهم مي سازد و عوارض نامطلوب محيطي را در حداقل نگاه مي‌دارد. عواملي را كه بايد در انتخاب مسير در نظر گرفت به شرح زير مي توان خلاصه كرد.
1-دسترسي
2-عوارض طبيعي
3-ظوابط طرح هندسي
4-زمين‌شناسي
5-جنس پي جسم و ساختمانها
6-وجود مصالح مناسب
7-نگاهداري اره
8-زيبايي راه
9-حفظ محيط طبيعي
10-حفظ محيط انساني
11-مخارج ساختمان راه
1-دسترسي
2-از نظر فراهم ساختن دسترسي بين مبدأ و مقصد ، مسير مستقيم بهترين مسير است. اما كمتر راهي فقط براي ارتباط بين مبدأ و مقصد بدون توجه به دسترسي نقاطي كه بين مبدأ و مقصد قرار دارد ساخته ميشود. هر راهي علاوه بر اينكه دو نقطه موردنظر را به هم متصل مي‌سازد ، دسترسي مراكز جمعيت واقع در بين آن دو نقطه را نيز تامينمي‌كند. تشخيص اينكه مسير از كدام مراكز جمعيت واقع بين كبدأ و مقصد بايد بگذرد يك تصميم اقتصادي سياسي است كه به اهميت راه و اهميت نقاط بين راهي و همچنين به هزينه اضافي كه عبور از اين نقاط ايجاب ميكند بستگي دارد. علاوه بر اين موقعيت راه مورد مطالعه در شبكه راههاي كشوري و منطقه‌اي و شهري وجود راههاي ارتباطي ديگر براي تامين دسترسي نقاط بيني ، در اين تصميم موثر است. امروزه كمتر راهي به عنوان عضوي از شبكه‌هاي كشوري و منطقه‌اي و شهري طرح ميگردد . شبكه‌ها دسترسي به همه نقاط را فراهم مي سازد و فرم شبكه در مرحله برنامه‌ريزي معين ميگردد. با وجو اين در مرحله تعيين مسر مسئله عبور يك راه مشخص از مراكز جمعيتي كه در مرحله برنامه‌ريزي به عنوان نقاط عبور اجباري مشخص نشده ، مطر ميگردد. عبور يا عدم عبور از نزديكي جنين نقاطي با توجه به عوامل اقتصادي و سياستهاي كلي كشور معين ميگردد كه عبارتند از:
1- اهميت راه و اهميت شبكه‌اي كه راه عضوي از آن است.
3-اهميت مراكز بين راهي از نظر جمعيت و توسعه اقتصادي وسياسي
3-وجود راههاي ديگر براي ارتبباط نقاط بينابيني
4-حجم ترافيك بين نقاط مبدأو مقصد
5-حجمترافيك بين نقاط بين راهي
2- عوارض طبيعي
پستي‌و بلنديهاي زمين و وجود كوه و درياچه و رودخانه كه در گذشته به عنوان تعيين كننده مسير راههاي بياباني در نظر گرفته مي‌شد. هنوز هم در مناطق كوهستاني همه عوامل را تحت‌الشعاع خود قرار ميدهد. ممكن است كه در نقاط كم عارضه و دشتي ، عوارض طبيعي عامل عمدهاي در مسيريابي به جساب نيايد، ولي حتي در چنين مناطقي عوارض زمين در انتخاب محل زيرگذرها و روگذرها تاثير عمده دارد. توجه به عوارض زمين در نواع راه و محل مسير راه تواماً اثر مي‌گذارد.
گذشتن از عوارض طبيعي مستلزم انجام خاكبرداري و خاكريزي و ساختمان پل و تولي است. در همه جا اصل كلي در اين است كه در گذشتن از عوارض طبيعي تا جايي كه با حفظ ظوابط طرح هندسي ناسازگار نباشد مقدار خاكريزها و خاكبرداريها در حداقل نگه داشته شود. مسير بايد در عين حال كه ظوابط هندسي خود را حفظ ميكند از پستي و بلنديهاي طبيعي پيروي كند و بامحيط خود هماهنگي داشته باشد . راهي كه از عوارض طبيعي پيروي ميكند زيبا به نظر مي‌رسد، كمخرجتر است ، عوارض نامساعد محيطي كمتري دارد و ارتباطش با شبكه راههاي اطراف و تاسيسات موجود ساده‌تر تامين ميشود.
3- ظوابط طرح هندسي
ظوابط طرح هندسي نظير حداكثر شيب ، حداكثر طوول در شيب حداقل شعاع قوسها ، مقطع عرضي، و نظاير آن در تعيين مسير ، مخصوصاً در مراحل قطعي شدن مسير راه اهميت اعمده دارد. حداكثر شعاع مجاز باعث ميگردد كه در عبور از زمينهاي پر شيب طول مسير مصنوعاً زياد گردد. رعايت حداقل شعاعقوسها در طرح راه تاثير عمده دارد. با توجه به عرض راه و مشخصات مقطع عرضي ، در مراحل قطعي شدن مسير محور راه جابه جا ميگردد تا آنكه وضعيت مطلوب از نظر خاكبرداري و خاكريزي در مقطع عرضي به دست آيد. در عبور از كنار دره‌ها سعي بايد كرد كه در مقطع عرضي تماماً در خاكبرداري قرار گيرد . زيرا كه وجود خاكريز در كنار دره حجم ديوارسازي را كه كار پرحرجي است بالا مي‌برد.
4-زمين‌شناسي
مطالعه زمين‌شناسي مسير راه از نظر ثبات و استحكام و احتكال لغزش و ريزش و نشست لايه‌هاي بستري كه راه برنامه‌ريزي آن قرارمي گيرد لازم است. در نقاط كوهستاني مخصوصاً بايد لايه‌هاي زمين را از نظر تعادل زمين‌شناسي واحتمال لغزي بررسي كرد و سعي كامل نمود كه مسير از مناطق بياباني ثبات و غير مستحكم عبور نكند. حفاظت و تقويت و نگاهداري راهي كه از نواحيبي‌ثبات و بياباني‌تعادل از نظر زمين‌شناسي ميگذرد بسيار پرخرح وتقريباً غير ممكن است. مطالعات زمين‌شناسي و شناخت آبهاي زيرزميني مخصوصاً در محل احداث تونلها كمال اهميت را دارد. زيرا كه نوع زمين و چگونگي آبهاي زيرزميني مخارج احداث تونل را ممكن است چندين برابركند و بنابراين از همان مراحل اوليه انتخاب مسير مطالعات زمين‌شناسي ، حداقل به صورت سطحي ، بايد انجام گيرد و در مراحل اوليه انتخاب مسير نمونه‌ها و اطلاعات زمين‌شناسي جمع‌آوري كرده‌اند. توسط متخصصان مكانيك خاك و مكانيك سنگ بررسي و تحليل ميگردد تا نقاط بياباني‌ثبات و غير متعادل مشخص ميگردد.
وجود آبهاي زيرزميني ممكن است در چگونگي ساختمان و مخارج راه تاثير بگذارد. ممكن است به علت بالا بودن سطح آبهاي زير زمين ارتفاع خاكريزي زياد گرفته شود و با فراهم ساختن لايه‌هايي از مصالح مناسب جلوي نفوذ آبهاي زيرزميني به روسازي گرفته شود و همۀ اين پيشبينيها مخارج راه را بالا مي‌برد و بنابراين در انتخاب مسير تأثير مي‌گذارد. مخصوصا در احداث راههاي شهري گود (در شهرها ممكن است شاهراه را گود بسازند تا به اين ترتيب شبكه موجود خيابانها به راحتي از روي راه گود بگذرد و وجود شاهراه ارتباط شبكه‌هاي شهري را كم نسازد) وجود آبهاي زيرزميني و تسهيلات شهري عامل بسيار عمدهاي است زيرا كه مخارج ساختمان راه گود را بسيار زياد ميكند و از اين رو در انتخاب محل مسير تاثير مي‌گذارد.
5-جنس پي جسم و ساختمانها
مقاومت زمين چه از نظر قرارگيري خاكريزي و چه از نظر احداث پلها و ديوارها عامل موثري در انتخاب مسير است. مخارج احداث راه برنامه‌ريزي زمينهاي سست باتلاقي زياد است و نهايت كوشش را بايد كرد تا راه از چنين مناطقي نگذرد . همچنين مقاومت زمين پي ابنيه فني بزرگ در مخارج آنها تاثير مي‌گذارد.
6-وجود مصالح مناسب
براي ساختمان راه نياز به مقادير زيادي مصالح نظير خاك مناسب براي خاكريزها و مصالح رودخانه‌اي و سنگ براي روسازي و آسفالت و ساختمانهاي فني ميباشد. دوري يا نزديكي مسير راه از معدن مصالح فلسطين در مخارج راه و در نتيجه در انتخاب مسير آن تاثير مي‌گذارد.
7-نگاهداري راه
انتخاب كسير در چگونگي و مخارج نگاهداري و حفاظت راه تاثير عمده دارد. در مناطق كوهستاني بايد نقاط برفگير را شناخت و سعي نمود كه را از چنين نقاطي نگذرد. در نواحي كويري امكان دارد مسير ط.وري قرار گيرد كه از ماسه‌هاي روان انباشته نشود. در صورت اجبار عبور از چنين نقاطي (برفگير و ماسه‌گير) بايد راه در روي خاكريزي قرار دادو نه در خاكبرداري تا راه به صورت گودال جمع كننده برف وماسه‌هاي روان همچنين شناختن نقاط بهمن‌گير فوق‌العاده مهم است. سعي كامل بايد كرد كهمسير راه از نقاط بهمن‌گير عبور نكند و در صورت اجبار تعداد دفعاتي كه راه از يك دره بهمن‌گير مي گذرد در حداقل نگاهداشته شود. مخارج لازم براي حفظ راه از بهمن در مقايسهمسيرها بايد در نظر گگرفته شود. در مناطق سردسير و مخصوصاً در مورد راههاي كم آمد و شد سعي تمام بايد كرد تا راه در طرفي از دره قرار گيرد كه در زمستان آفتابگير است. در موارد استثنايي كه راه اجباراً برنامه‌ريزي زمينهاي سست و بياباني‌ثبات قرار مي‌گيرد، از آنجا كه يخ زدنها و آب شدنهاي متوالي بياباني‌تعادل را بياباني‌تعادلتر ميكند. از قرار داده مسير در طرف آفتابگير دره خودداري بايد كرد.
8-زيبايي راه
بخش زيادي از زندگي مردمدر حال حركت و عبور از راههاي شهري شهري و بياباني ميگذرد و بنابراين سعي بايد كرد كه راه و اطراف آن به نظر مسافران زيبا و مطلوب است. از طرف ديگر راهها و مخصوصاً راههاي شهري به صورت جسم پرحجمي در محيط اطراف خود حضور پيدا ميكنند و اگر در نمود آنها دقت نشود محيط اطراف خود را زشت نيسازند . انتخاب مسير در هر دو مورد فوق تاثير مي‌گذارد . با رعايت نكات زير مي‌توا راه را از نظر مسافران آن زيبا ساخت: [1]
1-با هماهنگ ساختن پيچها و نشيب و فارزها امروزه شاهراهها و بزرگراهها را به صورت مجموعه‌اي از قوسها وخطهاي مستقيم نمي‌سازند.بلكه كل شاهراه را به صورت منحني متصلدر دل طبيعت و يا در بافت شهري جا مي‌دهند.
2-با هماهنگ ساختن جسم راهبا محيط طبيعي و انساني اطراف آن ، به گونه ايكه راه به صورت يك جسم زمخت خارجي و مزاحم حاضر نشود، بلكه به ورت نرمي از عوارض طبيعي و بافت شهري تبعيت كند.
3-با انتخاب درست مسير راههاي شهري و بياباني ميتوان مناظر دلپذير را در ديدراننده قرار داد. در راههاي بياباني ممكن است با انحراف مختصري مناظر زيباي دورافتاده در دسترس و ديد مسافران قرار داده شود. در عبور از كنار شهرها سعي ميكنند كه مسافران تصوير گويايي از شهر كناري ببينند.
9-حفظ محيط طبيعي
محيط طبيعي به خاطر ارزشهايي كه از نظر زيبايي و گردشي دارد وهمچنين به خاطر حفظ نظام زيستي گياهان و حيوانات بايد حفاظت گردد. در انتخاب كسير بايد نهايت دقت از نظر حفظ مناطق با ارزش طبيعي اعمال شود و بدون دليل موجه چنين مناطقي به علت احداث راه نابود نگردد. اننتخاب صحيح كسير نه تنها مناطق با ارزش را نابود نمي‌سازد بلكه دسترسي به چنين مناطقي را فراهم ميكند و به اين ترتيب منطق دورافتاده طبيعي بهپارك و گردشگاه‌هاي فابل دسترسي براي همه تبديل ميگردد. از نظر حفظ نظام زيستي گياهان و حيوانات اصل كلي اين است كه دخالت در طبيعت در كمترين حد خود باشد. در عبور رودخانه‌ها و تغيير جريان آبهاي سطحي بايد سعي گردد كه ازدياد آب شكستگي در حداقل باشد. هنگامي كه مسير در موازات رودخانه حركت ميكند بايد دخالت در مسير رودخانه را حداقل نگاه داشت و بهطور كلي مسيري بهتر است كه در جريان آب كمترين تغيرات را وارد سازد. براي حصول اطمينان از حفظ محيط طبيعي بايد در هنگام مسيريابي صورتي از نقاط طبيعي با ارزش تهيه نمود و تغييراتي راكه راه دراين نقاط وارد مي‌سازد يادداشت و گزارش كرد. راهها آلوده‌كنندگان عمده هوا هستند و لازم است كه اين مطلب هنگام تعيين مسير راه در نظر گرفته شود و سعي گردد كه مسير از نزديكي ناقط كه پاكي هواي آنها با اهميت است عبور نكنند . مثلا راههاي اصلي پرترافيك را نبايد از نزديكي پاركها و گردشگاه‌هاي عمومي عبور داد. هموم راههاي و مخصوصاً راههاي شهري با ايجاد سر و صدا آرامش محيط زيست را به هم مي زنند وبه همين دليل ابيد در هنگام مسيريابي دقت كرد تا مسير نقاطي كه در مقابل صدا حساس است نظير مناطق مسكوني و بيمارستانها و پاركها و گردشگاهها عبور نكند. در صورتي كه دور نگاهداشتن راه از اين نقاط به علت حفظ ضوابط ديگر مقدور نباشد، جلوگيري از نفوذ سرو صدا با ايجاد موانع صوتي نظير درختكاري و ايجاد ساختمانها و همچنين با كاربري ديوارهاي آجري يا بلوك سيماني و يا تيغه‌هاي مخصوص جلوگيري از نفوذ صوت امكانپذير است.
رودخانه‌ها و درياچه‌هايي كه در حوالي راه قرار دارند و در پايين دست راه واقع شدهاند با ايجاد راه مواد خارجي و رسوبات بيشتري دريافت ميكنند. احداث راه با تغيير رژيم آبهاي سطحي ممكن است آب شستگيهاي زمينها را بيشتر كند و ازدياد آب شستگيها و رسوبات حاصله در رودخانه هاي پايين دست را بالا ببرد. تغيير رژيم آبهاي سطحي ممكن است باعث از بين رفتن رستنيهاي قسمتي از زمينها گردد و از بين رفتن گياهان و درختان كه عوامل جلوگيري از فرسايش هستند باعث ازدياد فرسايش زمين ميگردد.
بنابراين در پروژه راه بايد سعي كرد تا دخالت راه در رژيم آبهاي سطحي در حداقل باشد و براي اين منظور بايد از خاكبرداريهاي بزرگ جلوگيري كرد و سعي نمود تا محل كانالهاي طبيعي آب حتي‌المكان تغيير نكند.
مسير نبايد به صورت نامطلوب و زمختي در طبيعت جاگيرد و زيباييهاي طبيعي را به هم بزند بايد سعي كرد كه مسير ارتباط دهنده‌اي منطقي بين عوارض طبيعت باشد و جنگل، كوه، تپه، نحر، روخانه، درياچه و ديگر زيباييهاي طبيعت را به هم مرتبط سازد. نبايد بدون فكر زيباييهاي طبيعي را با جسم خارجي راه تكه تكه كرد بلكه مسير راه بايد با طبيعت و عوارض آن به هم پيوستگي پيدا كند.
10-حفظ محيط انساني
هيچگاه نبايد فراموش كرد كه هدف اصلي از ايجاد هر راهي زندگي بهتر براي انسانهاست.
راه بيش از هر راهي فراهم كردن زندگي بهتر براي انسانهاست. راه بيش از هر وسيله‌اي براي بهتر ساختن محيط زيست انساني است ايناصل ابتدايي كهبسيار ساده است متاسفانه هنوز هم توسط گروه زيادي از طراحان و مهندسان راه ناديده گرفته ميشود. در انتخاب و طرح مسير به علايق مردم و به مسائل انساني نهايت بي‌توجهي ميگردد و هدف نهايي به جاي بهتر ساختن جوامع انساني حركت هر چه سريعتر وسايل نقليه فرض ميگردد. عدم توجهي كه در ساختمان بسياري از راهها به چگونگي عبور عابر پياده شده است مبين اين فراموشي شده است.
محيط اجتماعي و فيزيكي كه انسان در آن زندگي ميكند تعيين كننده بسيار مهمي مخصوصاً در انتخاب مسير راههاي شهري است. مسير نبايد طوري انتخاب گردد كه بناها، مزارع، كارخانه‌ها ، مناطق مسكوني، گردشگاهها، مراكز تجارت و به طور كلي هر جايي كه از نظر اقتصادي و اجتماعي داراي ارزشي است بدون دليل موجه در زير عبور راه نابود گردد.
مسير راه نبايد از آثار تاريخي و بناها و آثار مذهبي و قبرستانها عبور كند. در مناطق شهري مسير بايد از بافت شهري و شكل خيابانهاي شهري تبعيت كند. بايد سعي كامل شودكه يگانگي و يكپارچگي قسمتهاي مختلف شهر حفظ گردد.
محله‌هاي مسكوني را كه مدارس ابتدايي و مساجد و قرستانها و بستگيهاي محلي مخصوص به خود دارند نبايد باشاهراههاي شهري به دو نيم تقسيم كرد. پاركها، بازراها و. مجتمع‌هاي صنعت و تجارت و واحدهاي آموزشي را نبايد با عبور راه به دو قطعه مجزا تبديل كرد. در صورتي كه مسير اجباراً از درون واجدي نظير آنچه كه ذكر شد ميگذرد، بايد سعي كامل نمود تا وسايل ارتباط عابران پياده با زيرگذر يا روگذر و يا پلها و تونلهاي مخصوص پياده فراهم گردد. در مورد شاهراهها و بزرگراههاي بياباني بايد دقت كرد كه راه از وسط آباديها عبور نكند و در جاهايي كه رفت و آمد از اين طرف به آن طرف مسير وجود دارد، پيشبيني پل مخصوص عابر پياده بشود. اگر در انتخاب مسير دقت گردد كه بدون توجه از وسط وسايل و تعلقات زندگي يك واهد به خصوص نگذرد بسياري از مسائل طع شدن دسترسي افراد حل خواهد شد.
محل مسير ممكن است در وضع اقتصادي و اجتماعي گروه به خصوصي موثر باشد. احداث يك راه ممكن است باعث رونق كسب و كار محلي گردد يابالعكس با جذب ترافيك عبوري كه از محل به خصوصي مي‌گذشته است ممكن است باعث كسادي و از كار افتادن كسب و كار گروه به خصوصي گردد. جامعه‌اي كه راه مي‌خواهد بايد جبران خسارت اين گروه را كه كسب و كار آنها به دليل احداث راه بهتري در جاي ديگر از رونق افتاده است، بكند، زيرا اينان افراد انساني هستند كه يكباره مسير راه زحمات چندين ساله آنان رابه خطر انداخته است. جا به جا كرد افراد و فراهم ساختم مجل كسب و زندگي براي افرادي كه محل كار و يا محل زندگي آنها در مسير راه قرار مي‌گيرد بايد مورد توجه كامل قرار گيرد. سعي بايد كرد كه انتخاب مسير به قسمتي باشد كه مقدار اين جا به جا شدن به حداقل تقلل يابد. در صورتي كه اجباراً خانه و محل كار افراد در زير مسير قرار مي‌گيرد بايد از همان مرحله مطالعه مسير مسائل انساني و اقتصادي و اجتماعي و حقوقي همراه با چنين جا به جا شدني را مورد مطالعه قرار داد و رسيدگي نمود. جامعه‌اي كه راه مي‌خواهد بايد خسارت وارد بر اين گروه از جامعه را تامين كند. مهندسي كه مسير راه را مي‌گذارد بايد معني بياباني‌خانمان شد و بياباني‌محل كسب شدن را درك كند تا بي دليل زندگي افراد را به دست مسير نسپارد.
11-مخارج ساختمان راه
مخارج ساختمان راه عامل بسيار عمدهاي است كه در تمامي مراحل مطالعه مسير و طرح راه نبايد از نظر غافل شود. صرفه‌جويي در مخارج راه بايدبا توجه به عوامل ديگر تعيين شود. مخارجيكه براي يك راه صرف ميشود با توجه به نوع راه و بودجه واهميت پروژه و حجم ترافيك آينده و احتمال گسترش و توسعه اطراف معين گردد.
نتجه‌گيري :
با توجه به ظوابط طرح هندسي راه عوامل تعيين كننده ديگر، مسير راه بايد به گونه‌اي تعييين گردد كه دسترسي مناسب و زيبايي را به همراه داشته باشد. علاوه برنامه‌ريزي اين طراح بايد به مخارج ساختمان راه كه عامل بسيار عمدهاي در تمام مراحل مطالعه مسير طرح راه است توجه لازم را مبذول دارد.
منابع
1)احتشامي ، منوچهري (راه‌ساز، طرح هندسي و زيرسازي آن) جلد اول
انتشارات دانشگاه آزاد اسلامي واحد تهران مركزي، چاپ دوم 1375
2)منجم، سعيد: (راه‌سازي)، انتشارات انگيزه، چاپ دوم پاييز 1383
3)قريب، فريدون:( شبكه ارتباطي در طراحي شهري )، انتشارات دانشگاه تهران، چاپ سوم زمستان 1382
4)توسليريال محمود: (اصول و روشهاي طراحي شهري و فضاهاي مسكوني در ايران، جلد دوم، طراحي دسترسي)، مركز مطالعات و تحقيقات شهرسازي و معماري ايران وزارت مسكن و شهرسازي، چاپ سوم 1371
[1]1- بهطوريكه بزرگراهي كه زا مركز شهر سانفرانسيسكو عبور ميكرد . پس از زلزله اخير چون به زيبايي شهر لطمه وارد مي‌آورد به مجع‌اوري و تخريب آن اقدام نمودند.
در نظر بگيريد براي رانندگي مجبور بوديد از تمام نكات فني و همه اتفاقاتي كه در موتور و پيستونها اتفاق مي‌افتد با خبر بوديد واقعاً گيج كننده مي‌شد، اينطور نيست! در واقع برنامه نويسي ابتدا بدين صورت بود و فقط افراد خاصي مي‌توانستند اين كار را انجام دهند ولي با ظهور شي گرايي همه چيز عوض شد. حالا ببينيم يك شي دقيقاً چكار ميكند. اول اينكه يك شي طوري طراحي شده كه برنامه نويسي همانند دنياي اطراف ما بنظر برسد. يك شي همه چيزهاي مربوط را دور هم جمع ميكند مثلا توابع ، زيرروالها، متغييرها و حتي پايگاه داده مربوط همه و همه در يك جا و به صورت يك موجوديت. كار ديگر شي اين است كه جزئيات را از ديد شما پنهان ميكند به طوري كه شما بدون آن كه از ماهيت دروني آنها آگاه باشيد ميتوانيد به راحتي از آنها استفاده كنيد. همانطور كه بدون آنكه از جزئيات دروني و مدارهاي يك تلوزيون باخبر باشيد با آن كار ميكنيد و اين به يكي از آرزروهاي ديرينه برنامه نويسان يعني سادگي و عدم پيچيدگي پاسخ داد. حال بياييد ببينيم يك شي چگونه اين كارها را انجام ميدهد.
شي هاي يك زبان مانند دلفي همانند اشياي دنياي واقعي مثل ماشين و متورسيكلت اهرمهايي براي كنترل نياز دارند كه اين وظيفه را Method ها به عهده مي‌گيرند. متدها نقش زيرروالها را در زبانهاي قديمي‌ايفا ميكنند. شي ها براي حفظ حالت جاري از Properties استفاده ميكنند مثلاً شما با ديدن كيلومتر ماشين به سرعت آن پي مي‌بريد و در اشيا با خواندن يك Properties همان كار را انجام مي‌دهيد. در واقع Properties يا خاصيتها نقش متغييرها و به طور كلي ساختمان دادهها را در زبانهاي قديمي‌ايفا ميكنند البته تفاوتهايي بين يك متغيير و Properties وجود دارد كه شما به تدريج به آن پي مي‌بريد. حالا به مفاهيم مشكل تر شي گرايي مي‌رسيم.
اشيا قابليتي بنام ارث بري دارند در واقع هر شي ميتواند خصوصيات خود را به فرزند خود منقل كند و يا به عكس ميتواند از والد خود خصوصياتي را به ارث ببرد. حالا سعي ميكنم با مثالي اين را تشريح كنم. فرض كنيم شما مي‌خواهيد شي اي ايجاد كنيد مثل قناري شما ابتدا ميتوانيد شي به نام پرنده بوجود آورده و همه خصوصيات پرنده را در آن ايجاد كنيد. سپس شي بنام قناري ايجاد ميكنيد كه خصوصيات مربوط به پرندگان را ميتواند از شي پرنده به ارث ببرد و بقيه خصوصيات را براي آن مشخص كنيد و اگر بعداً خواستيد پرنده ديگري مثل گنجشك را معرفي كنيد هنوز هم ميتوانيد از شي پرنده استفاده كنيد و اين يعني راحت تر شدن كد نويسي. قانون مهمي‌كه بايد بخاطر داشته باشيد و به سادگي از آن رد نشويد اين است كه هر شي ميتواند بجاي والد خود بكار گرفته شود چون همه خصوصيات آن را دارد ولي يك والد نمي‌تواند بجاي فرزند خود بكار رود اين مثل اين است كه دوست شما ، شما را به يك ميهماني دعوت كند و بگويد ميتوانيد پرنده خود را بياوريد و شما ميتوانيد قناري را با خود ببريد ولي در صورتي كه مي‌گفت فقط ميتوانيد گنجشك با خود بياوريد شما نمي‌توانستيد هر پرنده ديگري را با خود ببريد. اين نكته مهم در آنجا كاربرد دارد كه در صورتي كه پارامتر يك زيرروال از نوع يك شي باشد همه فرزندان آن شي مي‌توانند به آن زيروال ارسال شوند. براي فهم اين موضوع عجله نكنيد و فقط قانون را بياد داشته باشيد. مطلب ديگري كه راجع به شي گرايي بايد بدانيد Class و instance ميباشد . در واقع اشيا فقط يك قالب ميباشند كه نمي‌توانند به تنهايي مورد استفاده قرار گيرند. براي مثال وقتي شما مي‌گوييد قناري منظورتان قناري خاصي نيست. ولي وقتي يك قناري را با اسمي‌كه براي آن گذاشته ايد صدا مي‌زنيد يك قناري خاص را در نظر داريد. در واقع قناري به طور كلي وجود خارجي ندارد بلكه يك قناري خاص كه مثلاً اسم آن تويتي است وجود خارجي دارد در واقع Class مانند قناري و Instance مانند تويتي است و اين به معني اين است كه ما همواره ابتدا كلاسها را تعريف كرده و سپس براي استفاده يك نمونه يا Instance از آن را بوجود مي‌آوريم.
رويداد گرايي: در زبانهاي قديمي‌دستورات خط به خط انجام مي‌شد تا برنامه به پايان برسد و اين يك روند قابل پيشبيني را ايجاد ميكرد ولي با به وجود آمدن روشهاي رويدادگرا برنامه منتظر يك اتفاق مي‌ماند تا عكس العمل نشان دهد. در اشياي روزمره هم همين طور است مثلاً يك ماشين حساب تازماني كه شما دكمه اي را فشار ندهيد عمل نمي‌كند. در اينجور زبانها بايد برنامه را طوري طراحي كنيد كه كدهايتان براي عكس العمل نشان دادن به كار كاربر نوشته شده باشد. اين خلاصه‌اي از شي گرايي و رويداد گرايي بود.
در ديدگاه شئ‌گرا از سه دريچه به مسايل مي‌نگرند. يكي نگرش به مسايل به عنوان مجموعه‌اي از اشياء مرتبط با هم است. اشيا در قالب موجوديتهاي مفعول شناخته ميشوند. در اثر فعل اشيا بر يكديگر ساختار سيستم در حال سكون مشخص ميشود. دريچه ديد ديگر، نگرش به تغيير رفتار و عملكرد هر شئ در طول زمان و به دنبال رويدادهاي حاصل از ارتباط آن با ساير اشياء است
مفاهيم شئ‌گرايي ديدگاه شئ‌گرا
در ديدگاه شئ‌گرا از سه دريچه به مسايل مي‌نگرند. يكي نگرش به مسايل به عنوان مجموعه‌اي از اشياء مرتبط با هم است. اشيا در قالب موجوديتهاي مفعول شناخته ميشوند. در اثر فعل اشيا بر يكديگر ساختار سيستم در حال سكون مشخص ميشود. دريچه ديد ديگر، نگرش به تغيير رفتار و عملكرد هر شئ در طول زمان و به دنبال رويدادهاي حاصل از ارتباط آن با ساير اشياء است. ديدگاه سوم، جريان گردش دادهها و اطلاعات درون سيستم مشخص ميكند.
شئ‌گرايي تجربه بهتري از جهان خارج است. در تئوري، اين بدان معناست كه اگر مسئله تغيير كند (تغيير در نيازهاي سيستم) راه حل به آساني قابل تغيير است، زيرا نگاشت بين مسئله و راه حل آسان است.
در شناخت شئ‌گرا ديدگاه اوليه آناليست تعيين اجزاء تشكيل دهنده سيستمها است. اجزاء سيستمها در قالب اشياء مشخص ميشوند. يك شئ موجوديتي[1]است كه هم ميتواند مفعول باشد و هم فاعل. افعال در قالب عمليات مشخص ميشوند. گوناگوني اشياء مانعي براي شناخت است. لذا اشياء را براساس صفات مشتركشان كلاسه‌بندي ميكنند. براي نمونه، كلاس پرندگان يا كلاس سوابق در واقع نوع دو دسته از اشياء را مشخص ميكنند. كلاس اشياء نشاندهنده صفات، خواص و افعال مشترك اشياء مفعول است. كلاس اشياء از تجريد[2]اشياء ايجاد ميشود.
اصولا ً‌انسان براي شناخت هر چيزي تجزيه و تحليل ميكند. يكي ديگر از كارهاي فوق‌العاده ذهن است، تجريد است. تجريد غير از تجزيه است. در عمل تجريد جهت شناخت، تجزيه انجام نمي‌شود. ذهن انسان پس از اينكه چند چيز مشابه را درك كرد، صفات مشترك آنها را بدست مي‌آورد و صفت محض هر يك از آنها را از صفت مشترك تميز ميدهد و از آن صفت مشترك يك صفت كلي مي‌سازد كه بر همه اشياء كثيره يعني بر همه اشيايي كه از آنها اين صفت كلي و مشترك بدست آمده، صدق ميكند.در اين حالت گفته مي‌رود كه اين مفهوم كلي از اشياء انتزاع يا تجريد شده است، مثل مفهوم دانشجو كه از محمد و آيدين و غيره انتزاع ميشود.
در واقع با تجريد، جزئيات خاص را ناديده گرفته، كليتها را مجزا ميكنند. تشخيص كليتها راهي براي شناخت توسط ذهن انسان است. براي اين منظور ذهن اشياء‌را تعميم ميدهد. براي نمونه كارخانه يك كليت است. چنانچه يك كليت در ذات و حقيقت اشياء مربوطه ميباشد و در واقع ماهيت اشياء مربوطه، قائم به آن ميباشد،آنرا كل ذاتي گويند. وگرنه آن كل عرضي است. براي نمونه كليت جسم براي انسان يك كليت ذاتي است. اما آنچه شئ در وجود خود به آن محتاج نباشد، عرضي است. براي نمونه خندان، گريان، سفيد پوست، مريض، ... جزء عوارض هستند.
اصول منطق حكم ميكند كه لازمه شناخت اشياء تعيين پنج كليت است. اين پنج كليت عبارتند از: نوع، جنس، فصل، عرض عام و عرض خاص.
نوع، مفهوم كلي‌اي است كه شامل افراد و عناصر يك مجموعه ميشود. براي نمونه نوع انسان نمايانگر ويژگيهاي كلي و نام كلاس دسته‌اي از اشياء است.
جنس،مفهوم كلي‌اي است كه شامل افراد و عناصر بيش از يك مجموعه ميشود. براي نمونه در جنمله انسان حيواني ناطق است، انسان از جنس حيوان معرفي شده‌است. علاوه بر حيوان بودن ناطق هم است. اين وجه مميزه ناطق بودن فاصله بين انسان و حيوان را مشخص ميكند.
اصولاً كليت فصل، مفهوم كلي‌اي است كه باعث ميشود افراد يا عناصر يك نوع مشخص‌شوند.
برطبق تعاريف شئ‌گرايي در زبانهاي برنامه‌سازي، انسان يك كلاس و حيوان كلاس مافوق براي انسان است. بعبارت ديگر انسان خواص حيوان بودن را از كلاس حيوان به ارث مي‌برد. وجه مميزه و ويژگيهاي خاص كلاس انسان، ناطق بودن است كه در داخل اين كلاس مشخص ميشود. بااستفاده از رابطه وراثت ويژگيهاي حيوان بودن از كلاس حيوان به ويژگيهاي انسان افزوده ميشود.
كلاس يك دسته از اشياء بايد نمايانگر ماهيت و در واقع كليت ذاتي آن دسته از اشياء باشد. در واقع ماهيت هر چيزي نمايانگر نوع آنست. با تعيين كلاس و سوپر كلاس براي يك شئ درواقع تعريفي براي آن شئ ايجاد ميشود. درجمله، حيوان موجود زنده است، كلاس حيوان به عنوان زيركلاسي از كلاس موجود زنده تعريف شده‌است. موجود زنده كليت جنس را براي نوع حيوان مشخص ميكند. اصولاً، تعريف، قضيه‌اي است كه ماهيت شئ را بيان ميكند. بنابراين با رجوع به تعاريف ميتوان مجموعه اشياء تشكيل دهنده يك سيستم را مشخص نمود.
علاوه بر سه كليت نوع، جنس و فصل ، عوارض (جمع عرض) نيز از عوامل شناخت اشياء هستند. براي نمونه، تعجب كردن، عرض خاص و ويژه انسانها است. عوارض اشياء شامل مكان، فعل يا عملكرد، انفعال، اضافات و كم و كيف ميباشند.
مدل اشياء نمايانگر چگونگي ارتباط ثابت بين اشياء تشكيل دهنده يك كلاس است. لذا، جهت ايجاد مدل اشياء بايد هويت اشياء موجود در سيستم مورد نظر را شناسايي نموده، ارتباط بين آنها را مشخص كرد.
براي تعيين هويت اشياء بايد در نظر داشت كه اشياء صرفاً فيزيكي نيستند، مفاهيم نيز مي‌توانند به عنوان اشياء مطرح باشند. به عنوان نمونه زمانبندي در سيستمهاي عامل را ميتوان به عنوان يك شئ در نظر گرفت. اصولاً اشياء را در حالت كلي به دو دسته تقسيم ميكنند:
رفتار هر شيء را بطور جداگانه مشخص ميكنند. رفتار شئ نمايانگر چگونگي تغيير حالت آن در اثر رويدادها است. چگونگي صفات و مقادير خواص شئ در يك مدت زمان، حالت را مشخص ميكند. رويدادها محرك افعال تعيين شده بر شئ مفعول هستند. اين افعال موجب تغيير مقادير خواص و صفات شئ و در واقع تغيير حالت آن ميشوند. رويدادها ممكن است موجب ارتباط و تغيير حالت اشياء‌مرتبط ميشوند.
رويدادها را ميتوان از متن ارتباطات لحظه‌اي و متوالي يك شئ با اشياء اطراف آن در جهت انجام هدفي خاص مشخص نمود.
در حالت كلي اتفاقات مؤثر بر يك شئ را به سه دسته ميتوان تقسيم كرد. يك دسته اتفاقاتي هستند كه موجب تولد يا ايجاد يك كلاس از اشياء ميشوند. دسته ديگر اتفاقاتي هستند كه در طول حيات شئ موجب تغييرات در آن ميشوند. دسته سوم اتفاقاتي هستند كه موجب مرگ و حذف يك شئ از داخل سيستم ميشوند.
زبان يكپارچه مدلسازي يك نمادگذاري استاندارد براي مدلسازي اشياء در توسعه سيستمهاي شئ‌گرا ميباشد. اين نمادگذاري از اتحاد نمادگذاريهاي بكار رفته در سه متدلوژي و طراحي شئ‌گراي سيستمهاي بوجود امده است:
· متدلوژي بوچ كه يك مجموعه از اشياء و ارتباط بين آنها را توصيف ميكند.
· متدلوژي رامبو كه به تكنيك مدلسازي اشياء معروف است.
نمايش داده ميشود. براي بيشتر سيستمها، يك بازيگر ميتواند با چند مورد استفاده تعامل داشته باشد و يك مورد استفاده ميتواند بوسيله چند بازيكر شدوع شود.
· دياگرام موارد استفاده محدوده سيستم را تعريف ميكند و ما را قادر مي‌سازد اندازه و محدوده پروژه را در يك پروژه توسعه نرمافزار نشان دهيم.
· دياگرام موارد استفاده بسيار شبيه به نيازمنديها است، اما فهرست نيازها به سادگي فراموش شده و خدشه‌دار ميشوند. قصد عمده از دياگرام موارد استفاده تمركز بيشتر روي نيازها است.
· مجموع همه دياگرام موارد استفاده كل سيستم را تشكيل مي‌دهند. اين يعني هر چيزي كه در دياگرام موارد استفاده نباشد خارج از محدوده سيستم در حال توسعه قرار دارد. بنابراين دياگرام موارد استفاده بايد كامل و بدون نقص و نقاط مبهم باشد.
· دياگرام موارد استفاده اجازه ارتباط بين مشتري و تيم توسعه را ميدهد (زيرا نمودارها بسيار ساده هستند و هركسي ميتواند آنرا درك كند(
دياگرام موارد استفاده، تيم توسعه را در مرحله توسعه نرمافزار كمك ميكند.
· دياگرام موارد استفاده روشي براي طراحي كار توسعه بدست مي‌دهند و اجازه مي‌دهند كه زمان طي شده در توسعه را پيشبيني كنيم.
· دياگرام مورد استفاده، اساس توليد سيستم تست هستند.
رسم نمودار كلاس مهمترين فعاليت در همه روشهاي طراحي شئ‌گرا است. از آن ميتوان در مرحله تجزيه و تحليل و طراحي استفاده كرد. علاوه براين، از اين نمودار براي رسم طراحي براي درك نيازهاي مشتري نيز بهره گرفته ميشود.
زمان مدلسازي يكپارچه، دو نمودار براي تشريح تعامل اشيا به نامهاي نمودار ترتيبي و نمودار همكاري دارد. اين دو نمودار بسيار به هم نزديكند. اين دو نمودار نمودارهاي تعامل ناميده ميشوند.
در طول توسعه نرمافزار به روش شئ‌گرا، هر چيزي كه نرمافزار نهايي نياز داشته باشد بوسيله همكاري اشياء صورت خواهد گرفت. ميتوان نمودار همكاري را باي تشريح چگونگي وضعيت اشياء در حال همكاري به كار برد. يك نمودار همكاري به ما اجازه نمايش تعامل بين اشيا در محدوده زمان را ميدهد.
يك نمودار ترتيبي در ارتباط مستقيم با نمودار همكاري بوده ولي شكل متفاوتي دارد. خطوط نقطه‌چين در اين نمودار نشان دهنده زمان است.
موجوديت ياEntityبه هر چيزي كه در مورد آن اطلاعي در داخل سيستم نگهداري ميشود، اطلاق ميگردد.
تجريد ياAbstractionروشي است براي خلاصه كردن و توصيف اشياء. انتزاع به عمل خاص ذهن گفته ميشود كه آنرا تجريد نيز مي‌نامند. انتزاعي به مفهوم بدست آوردن مشتركات و بالنتيجه كليت اشياء است
يكي از مسائل مهم در پايگاههاي داده مسئله تامين امنيت است . يكي از كنترلهايي كه تامين امنيت در پايگاههاي داده بايستي انجام شود ، كنترل دسترسي ميباشد . يك سيستم كنترل دسترسي ، نحوه دسترسي هر كاربر به دادههاي موجود در پايگاه داده را محدود و كنترل ميكند . يكي از سياستهاي كنترل دسترسي ، كنترل دسترسي تشخيصي ميباشد در اين سياست براي هر كاربر اجازههايي براي دسترسي به دادهها تعين ميگردد . هر درخواست دسترسي صادر شده توسط يك كاربر با توجه به اجازههايي كه وي دارد بررسي و در نهايت قبول يا رد ميشود همچنين در اين سياست يك كاربر ميتواند بر طبق قواعدي و براساس تشخيص خود ،اجارههايي كه دراختيار دارد را به كاربران ديگر واگذار كند يا اجازههايي كه واگذار نموده را پس بگيرد
مدلهاي امنيتي و كنترل دسترسي پايگاههاي داده بسيار وابسته به مدل داده پايگاه داده ميباشند . از آنجايي كه پايگاههاي داده شيءگرا از مدل داده شي،گرا كه نسبت به مدل داده رابطهاي از پيچيدگي بيشتري برخوردار است تبعيت ميكند . بنابر اين مدلهاي امنيتي ارائه شده براي پايگاههاي داده رابطهاي براي پايگاههاي داده شيءگرا
مناسب نيستند . براي مثال وجود ويژگيهايي همچون ارث بري ، متدها ، و اشياء مركب در مدل داده شيءگرا براي پايگاههاي داده باعث ميشود كه مدلهاي امنيتي كلاسيك براي پايگاههاي داده شيءگرا و مفيد نباشد . به همين دليل لازم است كه مدلهاي امنيتي كلاسيك براي پايگاههاي داده شيءگرا كارا و مفيد نباشند . به همين دليل لازم است كه مدلهاي امنيتي جديدتري براي پايگاههاي داده شيءگرا ارائه شوند
اگر چه تاكنون مدلهايي براي كنترل دسترسي تشخيصي در پايگاهاي داده شيءگرا ارائه شدهاند ، ولي تمامي‌اين مدلها داراي نقطه ضعفها و معايبي ميباشند . بخصوص هيچ يك از اين مدلها تمامي‌ويژگيهاي مدل داده شيءگرا براي پايگاههاي داده را مد نظر قرار ندادهاند و علاوه بر آن ، اين مدلها براساس مدلهاي داده غير استاندارد برا پايگاههاي داده شيءگرا ميباشند.
در اين پايان نامه مدلي براي كنترل دسترسي تشخيصي در پايگاههاي داده شيءارائه شده است كه نسبت به مدلهاي موجود از نقطه ضعفها و معايب كمتري برخوردار است . بخصوص مدل پيشنهادي براساس مدل دادهODMG كه امروزه به عنوان يك استاندارد براي پايگاههاي داده شيءگرا مطرح است ميباشد . علاوه بر اين ، براي شبيه سازي و نمايش نحوه عملكرد اين مدل محيطي ايجاد شده است كه داراي امكانات زير ميباشد
امكاناتي براي ايجاد شماي پايگاههاي داده شيءگرا براساس مدل داده ODMG بصورت مجازيامكاناتي براي ايجاد كاربران مجازي در پايگاه داده ايجاد شدهامكاناتي براي واگذاري و باز پس‌گيري دسترسيهاي بهموجوديتهاي مختلف توسط كاربراني كه مجاز به اين كار ميباشند
امكاناتي براي انجام تحليلهاي امنيتي
با استفاده از اين محيط ، شماي سيستمهاي مختلفي براساس مدل داده ODMG ايجاد گرديد . سپس در سيستمهاي ايجاد شده حالتهاي مختلف عملكرد مدل بررسي شد كه نتايج بدست آمده از بررسي عملكرد مدل مطلوب بوده است.
مي‌دانيد كه كليه برنامه هاي كامپيوتري داراي دو عضو هستند : كد و دادهعلاوه بر اين ، يك برنامه را ميتوان بطور نظري حول محور كد يا داده اش سازماندهينمود . يعني بعضي برنامه ها حول محور " آنچه در حال اتفاق است " ( كد ) نوشتهشده و ساير برنامه ها حول محور " آنچه تحت تاثير قرار گرفته است " ( داده)نوشته ميشوند . اينها دو الگوي مختلف ساخت يك برنامه هستند . روش اول را مدلپردازش گرا (process-oriented model) مي‌نامند . در اين روش يك برنامه بعنوانكدهاي فعال روي داده ها در نظر گرفت . زبانهاي رويه اي (procedural) نظير C ازاين مدل بنحو موفقيت آميزي استفاده ميكنند . اما همانطوريكه در قسمتهاي قبلعنوان شد ، بموازات رشد و گسترش برنامه ها ، اين روش منجر به بروز مشكلات بيشترو پيچيده تري خواهد شد .
براي مديريت پيچيدگي فزاينده ، دومين روش معروف به برنامه نويسي شي ئ گراپيشنهاد شده است . برنامه نويسي شي ئ گرا يك برنامه را حول محور داده هاي آن(يعني اشيائ ) و يك مجموعه از رابطها (interfaces) خوش تعريف براي آن داده هاسازماندهي ميكند . يك برنامه شي ئ گرا را ميتوان بعنوان داده هاي كنترل كنندهدسترسي به كدها (data controlling access to code) تلقي نمود . بعدا" خواهيدديد با شروع بكار واحد داده هاي كنترل كننده بسياري ازمزاياي اين نوع سازماندهينصيب شما خواهد شد .
تجريد يك عنصر ضروري در برنامه نويسي شي ئ گرا است . افراد پيچيدگي‌ها را بااستفاده از تجريد مديريت مي‌نمايند . بعنوان نمونه ، مردم درباره اتوموبيلهرگز بعنوان مجموعه اي از هزاران قطعات منفك از هم تفكر نميكنند. آنها اتوموبيلرا بعنوان يك شي ئ خوب تعريف شده داراي نوعي رفتار منحصر بفرد تلقي ميكنند .
اين تجريد به مردم امكان ميدهد تا از يك اتوموبيل استفاده نموده و به خواربارفروشي بروند ، بدون اينكه نگران پيچيدگي اجزايي باشند كه يك اتوموبيل را تشكيلمي‌دهند . آنها قادرند براحتي جزئيات مربوط به نحوه كار موتور، سيستم هاي انتقال وترمز را ناديده بگيرند . در عوض آنها مختارند تا از اتوموبيل بعنوان يك شي ئكلي استفاده نمايند .
يكي از شيوه هاي قدرتمند مديريت تجريد با استفاده از طبقه بنديهاي سلسلهمراتبي (hierarchical) انجام مي‌گيرد . اين امر به شما امكان ميدهد تا معني ومفهوم سيستم هاي پيچيده را كنار گذاشته و آنها را به اجزائ كوچك قابل مديريتتقسيم نماييد. از ديد بيروني ، يك اتوموبيل يك شي ئ منفرد است . از ديد داخلياتوموبيل شامل چندين زير سيستم است : فرمان ، ترمزها ، سيستم صوتي ، كمربندهايايمني ، سيستم حرارتي ، تلفن سلولي و غيره . هر يك از اين زير سيستم ها بنوبهخود از واحدهاي تخصصي كوچكتري تشكيل شده اند. بعنوان نمونه ، سيستم صوتي اتوموبيلشامل يك راديو، يك پخش CD و يا يك پخش صوت است . نكته مهم اين است كه شما بدينترتيب بر پيچيدگي اتوموبيل ( يا هر سيستم پيچيده ديگر ) با استفاده از تجريدسلسله مراتبي ، فائق مي‌آييد . تجريدهاي سلسله مراتبي سيستم هاي پيچيده را ميتوان در مورد برنامه هاي كامپيوتري نيز پياده سازي نمود. داده هاي يك برنامه پردازش گراي سنتي را مي‌توانتوسط تجريد اشيائ عضو آن ، منتقل نمود . يك ترتيب از مراحل پردازش را مي‌توانبه مجموعه اي از پيامها بين اشيائ تبديل نمود. بدين ترتيب ، هر يك از اين اشيائرفتار منحصر بفرد خودش را تعريف خواهد كرد . ميتوانيد با اين اشيائ بعنوانموجوديتهاي واقعي رفتار كنيد كه به پيامهايي كه به آنها مي‌گويند چكاري انجامدهند ، مرتبط و وابسته هستند . اين هسته اصلي برنامه نويسي شي ئ گراست . مفاهيم شي ئ گرايي در قلب جاوا قرار گرفته اند ، همچنانكه پايه اصلي ادراكاتبشري نيز هستند. مهم اينست كه بفهميد اين مفاهيم چگونه در برنامه هاي كامپيوتريپياده سازي ميشوند . خواهيد ديد كه برنامه نويسي شي ئ گرا يك نمونه قدرتمند وطبيعي براي توليد برنامه هايي است كه بر تغييرات غير منتظره فائق آمده و چرخهحيات هر يك از پروژه هاي نرم افزاري اصلي ( شامل مفهوم سازي ، رشد و سالخوردگي ) را همراهي ميكنند . بعنوان نمونه ، هر گاه اشيائ خوش تعريف و رابطهاي تميز وقابل اطمينان به اين اشيائ را در اختيار داشته باشيد ، آنگاه بطور دلپذيريميتوانيد قسمتهاي مختلف يك سيستم قديمي‌تر را بدون ترس جابجا نموده يا بكلي ازسيستم خارج نماييد .
كليه زبانهاي برنامه نويسي شي ئگرا مكانيسمهايي را در اختيار شما قرار ميدهندتا مدل شي ئگرا را پياده سازي نماييد. اين مدل شامل كپسول سازي (encapsulation) وراثت (inheritance) و چند شكلي (polymorphism) ميباشد . اكنون نگاه دقيقتريبه اين مفاهيم خواهيم داشت .
كپسول سازي مكانيسمي‌است كه يك كد و داده مربوط با آن كد را يكجا گرد آورينموده ( در يك كپسول فرضي قرار داده ) و كپسول بدست آمده را در مقابل دخالت ياسوئ استفاده هاي غير مجاز محافظت مي‌نمايد . ميتوان كپسول سازي را بعنوان يكلفافه (wrapper) درنظر گرفت كه كد داده مربوطه را نسبت به دستيابيهاي غيرمعمولو غير منتظره ساير كدهاي تعريف شده در خارج از لفافه محافظت ميكند . دستيابيبه كد و داده موجود داخل لفافه از طريق رابطهاي خوب تعريف شده كنترل خواهد شد. در دنياي واقعي ، سيستم انتقال اتوماتيك در يك اتوموبيل را درنظر بگيريد . اينسيستم صدها بيت از اطلاعات درباره موتور اتوموبيل شما را كپسول سازي ميكند : مثل سرعت حركت شما ، شيب سطح در حال حركت و موقعيت اهرم انتقال . شما بعنوانيك كاربر قفط يك راه براي تاثير نهادن در اين كپسول سازي پيچيده خواهيد داشت:بوسيله تغيير اهرم انتقال دهنده ، اما با استفاده از سيگنالهاي برگشتي يا برفپاك كن شيشه جلو ، نمي‌توانيد روي سيستم انتقال قدرت اتوموبيل تاثيري بگذاريد. بنابراين دست دنده ( اهرم انتقال دنده ) يك رابط خوب تعريف شده ( والبته منحصربفرد ) براي سيستم انتقال است . مضاف بر اينكه آنچه درون سيستم انتقال اتفاقمي‌افتد ، تاثيري بر اشيائ خارج از سيستم نخواهد داشت . بعنوان مثال ، دنده هايانتقال ، چراغهاي جلو اتوموبيل را روشن نميكنند . از آنجاييكه سيستم انتقالاتوموبيلها كپسول سازي شده ، دهها توليد كننده اتوموبيل قادرند سيستم هاي انتقالدلخواه خود را طراحي و پياده سازي نمايند . اما از نقطه نظر كاربر اتوموبيلهمه اين سيستم ها يكسان كار ميكنند. درست همين ايده را ميتوان در برنامه نويسيكامپيوتر نيز پياده سازي نمود . قدرت كدهاي كپسول شده در اين است كه هر كسيمي‌داند چگونه به آنها دسترسي يافته و ميتواند صرفنظر از جزئيات اجرا و بدونترس از تاثيرات جانبي از آنها استفاده نمايد .
در جاوا كپسول سازي بر اساس كلاس (class) انجام مي‌گيرد . اگر چه كلاس باجزئيات بيشتري در اين كتاب بررسي خواهد شد ، اما بحث مختصر بعدي در اين موردسودمند خواهد بود. كلاس توصيف كننده ساختار و رفتاري ( داده و كد ) است كه توسطيك مجموعه از اشيائ اشاعه خواهد يافت . هر شي ئ در يك كلاس شامل ساختار و رفتارتعريف شده توسط همان كلاس است . بهمين دليل ، به اشيائ گاهي " نمونه هايي از يككلاس " نيز مي‌گويند . بنابراين ، يك كلاس يك ساختار منطقي است ، يك شي ئ دارايواقعيت فيزيكي است . وقتي يك كلاس بوجود مي‌آوريد ، در حقيقت كد و داده اي كه آن كلاس را تشكيلمي‌دهند ، مشخص مي‌نماييد . اين عناصر را اعضائ (members) يك كلاس مي‌نامند .
بطورمشخص ، داده تعريف شده توسط كلاس را بعنوان متغيرهاي عضو(member variables) يا متغيرهاي نمونه (instance variables) مي‌نامند . كدي كه روي آن داده ها عملمي‌كند را روشهاي عضو (member methods) يا فقط روشها (methods) مي‌نامند .
(اگر با Cو C++و آشنا باشيد مي‌دانيد كه روش در برنامه نويسي جاوا همان تابع (function) در زبانهاي Cو C++و ميباشد . ) در برنامه هاي خوب نوشته شده جاواروشها توصيف كننده چگونگي استفاده از متغيرهاي عضو هستند . يعني كه رفتار ورابط يك كلاس توسط روشهايي تعريف ميشوند كه روي داده هاي نمونه مربوطه عملمي‌كنند .
چون هدف يك كلاس پياده سازي كپسول سازي براي موارد پيچيده است ، روشهايي برايپنهان كردن پيچيدگي اجزائ در داخل يك كلاس وجود دارد. هر روش يا متغير داخل يككلاس ممكن است خصوصي private يا عموميpublic باشد . رابط عمومي‌يك كلاس ، معرفيكننده هر چيزي است كه كاربران خارج از كلاس نياز به دانستن آنها دارند . روشهاو داده هاي خصوصي فقط توسط كدهاي عضو يك كلاس قابل دسترسي هستند . بنابراين هركد ديگري كه عضو يك كلاس نباشد، نمي‌تواند به يك روش خصوصي دسترسي داشته باشد.
چون اعضائ خصوصي يك كلاس ممكن است فقط توسط ساير بخشهاي برنامه شما از طريقروشهاي عمومي‌كلاس قابل دسترسي باشند، ميتوانيد مطمئن باشيد كه فعل و انفعالاتغير مناسب اتفاق نخواهد افتاد . البته ، اين بدان معني است كه رابط عمومي‌بايد با دقت طراحي شود تا كاركرد داخلي يك كلاس را چندان زياد برملا نكند .
وراثت رويه اي است كه طي آن يك شي ئ ويژگيهاي شي ئ ديگري را كسب ميكند . اينموضوع بسيار اهميت دارد زيرا از مفهوم طبقه بندي سلسله مراتبي حمايت ميكند . همانطوريكه قبلا" گفتيم ، بسياري از دانشها توسط طبقه بندي سلسله مراتبي قابلفهم و مديريت ميشوند. بعنوان مثال سگهاي شكاري طلايي يكي از انواع طبقه بنديهايسگها هستند كه بنوبه خود جزئي از كلاس پستانداران خونگرم بوده كه در كلاس بزرگتريتحت عنوان حيوانات قرار مي‌گيرند . بدون استفاده از سلسله مراتب ، بايد خصوصيات هر يك از اشيائ را جداگانه توصيف نمود . اما هنگام استفاده از سلسله مراتب ، براي توصيف يك شي ئ كافي استكيفيتهايي كه آن شي ئ را در كلاس مربوطه منحصر بفرد و متمايز مي‌سازد ، مشخصنماييد . آن شي ئ ممكن است خصوصيات عمومي‌را از والدين خود بارث برده باشد . بدين ترتيب در مكانيسم وراثت ، يك شي ئ ميتواند يك نمونه مشخص از يك حالتعمومي‌تر باشد . اجازه دهيد تا با دقت بيشتري به اين رويه نگاه كنيم. بسياري از افراد، دنيا را بطور طبيعي بعنوان مجموعه اي از اشيائ مي‌دانند كهدر يك روش سلسله مراتبي بيكديگر مرتبط شده اند . نظير حيوانات ، پستانداران وسگها . اگر بخواهيد حيوانات را با يك روش تجريدي توصيف نماييد ، بايد برخيخصوصيات نظير اندازه ، هوش و نوع اسكلت آنها را مشخص نماييد . حيوانات همچنينويژگيهاي خاص رفتاري دارند ، آنها تغذيه نموده ، تنفس كرده و مي‌خوابند . اينتوصيف از خصوصيات و رفتار را توصيف " كلاس " حيوانات مي‌نامند . اگر بخواهيد توصيف يك كلاس مشخصتر از حيوانات مثل پستانداران داشته باشيدبايد خصوصيات دقيقتري نظير نوع دندانها و آلات پستانداري را مشخص نماييد . اينرا يك زير كلاس (subclass) از حيوانات و خود حيوانات را كلاس بالاي (superclass) پستانداران گويند . چون پستانداران نوعي از حيوانات هستند ، بنابراين كليه خصوصيات حيوانات را بارث برده اند. يك زير كلاس ارث برنده درحقيقت كليه خصوصياتاجداد خود در سلسله مراتب كلاس را به ارث مي‌برد .
مقدمه سيمان از انواع مصالح ساختماني و گردي است نرم كه داراي چسبندگي زياد بوده و به عنوان يك چسب ساختماني بكار مي‌رود . اين ماده مهم كه سالانه ميليونها تن از آن در كشور توليد و به مصارف گوناگون مي‌رسد در مقابل هوا و همچنين در زير آب خود را گرفته , استحكام بيشتري پيدا نموده و مدت دوام آن نامحدود است .
سيمان بخودي خود مقاومت زيادي در مقابل فشار نداشته , ليكن پس از تركيب با شن , ماسه و آب و تهيه ملات و بتون , با گذشت زمان مقاومت مورد نظر را ايجاد مي‌نمايد . به عبارت ديگر سيمانها مواد چسبنده‌اي هستند كه قابليت چسباندن ذرات به يكديگر و به وجود آوردن جسم يكپارچه از ذرات متشكله را دارند .
از نظر علمي سيمان تركيبي است از اكسيد كلسيم (آهك) با ساير اكسيدها نظير اكسيد آلومينيوم , اكسيد سيليسيم و اكسيد آهن كه ميل تركيب با آب داشته و در مجاورت هوا و در زير آب به مرور سخت ميگردد و داراي مقاومت ميشود . اين سخت شدن مثل بستن گل هنگام از دست دادن آب نيست , بلكه واكنشي شيميايي است كه طي آن شكل جديدي از ماده پديدار ميشود و سيمان سخت شده قابليت نرم شدن مجدد با آب را ندارد .
كلمه سيمان اغلب در مفهوم كلي براي توصيف تمامي انواع مواد چسبنده بكار مي‌رود , ولي در مفهومي دقيقتر به مواد چسبناكي اطلاق ميگردد كه در ساختمان و بناهاي ساخته شده در مهندسي عمران بكار مي‌رود .
سفت و محكم شدن سيمان در نتيجه هيدراسيون (تركيب با آب) ايجاد ميگردد , كه تركيب شيميايي مخلوط سيمان با آب است و موجب تشكيل بلورهاي شبه ميكروسكوپي يا ماده شبه ژلاتيني ميگردد . سيمان ساخت و ساز بخاطر خواص تركيب با آب خود , كه حتي در زير آب نيز سفت ميشود , اغلب سيمان هيدروليكي ناميده ميشود .
لغت "سيمان" از كلمه يوناني caementum مشتق شده است كه به معني تكه تكه كردن سنگ است , يعني همانگونه كه در ملات رومي بكار مي‌رفته , و ارتباطي با خود ماده چسبنده ندارد .
تاريخچه سيمان
انسان از ديرباز سيمان را مي‌شناخته و با گذشت زمان بر نقش و اهميت آن وقوف و آگاهي بيشتر يافته و هر روز كوشيده است , بناها و ساخته‌هاي خود را مستحكم‌تر از گذشته احداث نمايد
انسانهاي اواخر عصر حجر كه از طريق شكار كردن و جمع‌آوري مواد غذايي ارتزاق مي‌نمودند و در پي غذا در ناحيه وسيعي در حركت بودند , در پناهگاههاي موقت زندگي مي‌كردند . وقوع انقلاب كشاورزي كه به حدود 10000 سال پيش از ميلاد مسيح باز ميگردد , انگيزه‌اي براي سكونت دائمي و ايجاد ساختمان و خانه براي انسان بود . انسان ديگر بدنبال شكار يا گله‌هاي خود از جائي به جاي ديگر نمي‌رفت , بلكه براي مراقبت از مزارع خود در يك محل مي‌ماند . در خاورميانه آثار و بقاياي دهكده‌هاي كاملي با محل سكونت مدوري بنام تولوي "Tholoi" يافت شده كه ديوارهاي آن از گل رس متراكم ساخته شده است .
ملاتي كه در اتصال سنگها و سفالها از آن استفاده مي‌شد , مخلوطي بوده از ماسه , آهك و آب و در ساختمان قسمتهايي كه در زير آب قرار مي‌گرفت ماده‌اي سيليسي بنام "پوزولانا" اضافه مي‌كردند , كه ملات را سخت و در مقابل آب مقاوم مي‌ساخت .
ر واقع منشاء سيمان هيدروليك (تركيبي با آب) به يونان و روم باستان باز ميگردد . مواد مصرفي عبارت بودند از آهك و نوعي خاكستر آتشفشاني كه با آب واكنش آهسته‌اي نشان داده و تبديل به توده سفتي مي‌گرديد . اين توده ماده چسبناك ، ملات و بتون ساخته شده در روم در دو هزار سال پيش و همچنين كارهاي ساختماني بعدي در اروپاي غربي را تشكيل مي‌داد . آنها از اين ملات در ساختمان برجها , باروها , جاده‌ها , آب‌انبارها , گرمابه‌ها , معابد , كاخها و قلعه‌ها استفاده مي‌كردند
خاكستر آتشفشاني كه از معدني در نزديكي شهر "پوزولا" (ايتالياي كنوني) استخراج مي‌شد , سرشار از سيليكات آلومينيوم بود , و سيمان مشهور "پوزولانا" مربوط به دوران روم باستان نيز از اين نام برگرفته شده است . امروزه اصطلاح پوزولانا (Pozzolana) , يا پوزولان (Pozzolan) يا به خود سيمان اشاره دارد و يا به هر ماده نرم حاوي سيليكات آلومينيومي اطلاق ميشود كه در مجاورت آب با آهك واكنش نشان داده و تشكيل سيمان ميدهد . بهترين سيمان بدست آمده از دوران گذشته , ساخته دست روميان است .
تهيه سيمان به طرق علمي جديد از قرن هيجدهم آغاز شد . در سال 1756 "جان اسميتون" ماموريت يافت كه فانوس دريايي كوچك "اديستون" را كه در درياي مانش و در ساحل "كورتوال" انگلستان قرار داشت دوباره بازسازي كند , وي در آزمايشهاي خود موفق شد كه از تركيب سنگ آهك ناخالص و خاك و پختن آن دو , ماده‌اي شبيه به سنگهاي "پرتلند" بوجود آورد
با سوزاندن مخلوطهاي گوناگون سنگ آهك و خاك رس طي سالهاي بعد تجربيات بيشتري در اين زمينه بدست آمد .
در سال 1824 "ژوزف آسپدين" با سوزاندن مخلوط 1 به 3 سنگ آهك و خاك رس به مواد بهتري دست يافت . در شيوه او , عمل سوزاندن در كوره‌ها با چنان حرارتي صورت مي‌گرفت كه مواد ذوب شده پس از سرد شدن به صورت ذرات ريزي در مي‌آمدند . ماده بدست آمده كه به صورت پودري نرم بود , وقتي با آب مخلوط مي‌شد , پس از چند ساعت سفت و سخت مي‌شد . اين محصول شباهت زيادي به سنگهاي آهكي مستخرج از معدن جزيره "پرتلند" در انگلستان داشت , از اينرو به سيمان "پرتلند" معروف گرديد و وجه تسميه سيمانهاي پرتلند امروزي نيز از اينجا آغاز ميشود .
اولين بناي ساخته شده با اين نوع سيمان , بناي پارلمان انگلستان است كه در فواصل سالهاي 52-1840 احداث گرديده است .
توليد سيمان پرتلند به سرعت در سرتاسر كشورهاي اروپايي و آمريكاي شمالي گسترش يافت . در حال حاضر نيز سيمان پرتلند عمده ترين سيمان توليدي در جهان است و موارد مصرف عام تري دارد .
بعدها "دكتر بوك" رئيس موسسه تحقيقات استاندارد سيمان آمريكا كه به "پدر سيمان" معروف است تركيبات اصلي سيمان را شرح داد كه مورد تاييد صاحبان صلاحيت قرار گرفت .
از آن پس در كشورهاي پيشرفته تحقيق و پژوهش پيرامون ساخت انواع جديدي از سيمان و بالا بردن كيفيت محصولات و رشد و توسعه تكنولوژي ساخت سيمان همچنان ادامه داشته است
امروزه سيمان از نظر وزن بزرگترين محصول صنعتی بشری محسوب می شود
تاريخچه صنعت سيمان در ايران
ايرانيان نيز از ديرباز با خواص خاك رس و سنگ آهك بعنوان مواد اوليه اصلي سيمان آشنايي داشته‌اند و از مخلوط آب , آهك و خاكستر و خاك رس ملاتي تهيه مي كردند كه در لهجه‌هاي محلي از آن به "ساروج" , "سارو" و اسامي ديگري ياد شده است . از اين ملات جهت استحكام و آب‌بندي در ساختمان حمامها , آب‌انبارها , حوضها و ساختمانهاي مهم استفاده مي‌شده است .
در ساختمان "سد دز" بر روي رود كارون كه در زمان شاهپور دوم ساخته شد و "بند امير" كه در زمان عضدالدوله ديلمي بنا گرديد , همچنين در ساختمان آب‌انبارهاي قديمي از تركيبات مشابه سيمان استفاده شده است .
توليد سيمان در ايران از سال 1312 با بهره برداري از كارخانه سيمان ري به ظرفيت 100 تن در روز آغاز و با گذشت زمان و در روند رشد و توسعه كشور نقش و اهميت اين صنعت و توليد و مصرف سيمان رو به فزوني نهاده است .
در حال حاضر ايران داراي 35 واحد كارخانه توليد سيمان به ظرفيت سالانه 576/32 ميليون تن ميباشد و 10 كارخانه توليد سيمان نيز در حال احداث ميباشند .
ظرفيت توليد سيمان كشور با اجراي طرحهاي مذكور تا سال 1381 به 114000 تن در روز و 6/37 ميليون تن در سال افزايش خواهد يافت . ايران در سال 1378 با توليدي معادل 39/1 درصد توليد جهاني , مقام پانزدهم كشورهاي توليدكننده سيمان جهان و مقام هشتم را در كشورهاي توليدكننده سيمان قاره آسيا كسب كرده است
سهم توليد سيمان ايران در جهان روند رو به رشدي داشته و از 04/0 درصد در سال 1950 به 42/1 درصد در سال 1998 افزايش يافته است .
مواد اوليه سيمانهاي پرتلند
سيمان پرتلند عمدتا" از تركيبات آهك (اكسيد كلسيم) ، همراه با سيليس (اكسيد سيليس) و آلومينيوم (اكسيد آلومينيوم) تشكيل شده است . آهك مورد نظر از مواد خام آهكي و اكسيدهاي ديگر نيز از مواد رسي بدست مي‌آيد .
از مواد خام ديگري چون خاك سيليس ، اكسيد آهن و بوكسيت نيز ميتوان در مقادير كمتر و براي بدست آوردن تركيب مورد نظر استفاده نمود . ماده خام ديگر سنگ گچ است ، كه تا حدود 5 درصد آن در طي آسياب كردن به "كلينكر" سيمان پخته شده اضافه ميگردد تا زمان گيرش سيمان را كنترل نمايد .
مواد خام بكار رفته در توليد سيمان چنانچه بصورت سنگ سخت باشد ، مانند سنگ آهك ، سنگهاي رسوبي لايه‌اي ، و بعضي سنگهاي رسي ، يا از معدن استخراج شده و يا با انفجار بدست مي‌آيند . بعضي از ذخاير را با استفاده از روشهاي زيرزميني استخراج مي‌نمايند . سنگهاي نرم‌تري چون گچ و رس مستقيما" توسط معدنچيان از ديواره معدن جدا ميشود . مواد استخراجي از معدن را با استفاده از كاميون ، واگنهاي حمل قطار و نوارهاي نقاله به آسيابهاي سنگ‌شكن و خردكن منتقل مي‌نمايند .
سنگ آهك و خاك رس اجزاء اصلي مواد اوليه توليد سيمان پرتلند را تشكيل مي‌دهند و از مواد ديگر بصورت افزودني و تنظيم‌كننده استفاده ميشود .
توليد سيمان
براساس طبقه‌بندي بين المللي ، صنعت سيمان جزء گروه صنايع كاني غير فلزي محسوب ميشود
اصولا" سه روش براي توليد سيمان وجود دارد :
1- روش تر 2- روش نيمه‌تر 3- روش خشك
نوع اين روشها بستگي به مواد خام ورودي به كوره از نظر غلظت و ميزان آب اضافه شده به آنها دارد . مهمترين و پركاربردترين روش توليد سيمان در جهان روش خشك است . سيستم پخت اكثر كارخانه‌هاي سيمان كشور ما نيز بر اين روش استوار است .
در فرآيند توليد سيمان به صورت خشك ، مواد خام خشك ، آسياب شده و به صورت پودر خشك به درون كوره تغذيه ميشود . در فرآيند نيمه‌تر مواد خام ابتدا بصورت خشك آسياب شده و سپس گويچه‌هاي حاصله به درون كوره تغذيه ميشود .
در فرآيند نخست (تر) مواد خام بطور مرطوب به داخل كوره تغذيه ميگردد
خط توليد سيمان از معدن شروع و به بارگيرخانه و بسته‌بندي سيمان خاتمه مي‌يابد . در توليد سيمان به روش خشك نخست مواد خام و اوليه نظير سنگ آهك ، خاك رس ، مارل (خاك آهكدار) ، سنگ گچ ، سنگ آهن و سنگ سيليس از معادن استخراج مي‌گردند . در استخراج موادي نظير سنگ آهك ، سنگ آهن و سنگ گچ نياز به چال‌زني و ايجاد انفجار بوسيله ديناميت و مواد منفجره است . موادي نظير خاك رس و مارل (خاك آهكدار) نياز به چال‌زني و انفجار ندارند و صرفا" از بولدوزرها و يا دستگاههاي مشابه جهت دپو كردن مواد استفاده ميشود
چهار مرحله اصلي در توليد سيمان پرتلند وجود دارد (روش خشك):
الف- خردكردن و آسياب كردن مواد خام
ب- تركيب مواد به نسبت مناسب
ج- پخت مخلوط تهيه شده در كوره (سيستم پخت)
د- آسياب كردن (نرم‌كردن) محصول پخته شده كه به "كلينكر" معروف است
الف- خرد كردن و آسياب كردن مواد خام
در ابتدا مواد اوليه بايستي خرد شوند و به ابعادي تا حدود كمتر از ده ميليمتر برسند . براي خرد كردن سنگ آهك ، سنگ آهن ، سنگ سيليس و كلوخه‌هاي درشت و خرده سنگهاي خاك رس از دستگاههاي سنگ‌شكن يا خردكن استفاده ميشود . در صورت ضرورت و همچنين در صورتيكه مقدار رطوبت مواد بالا باشد ، مي‌بايستي خشك شوند .
پس از خرد شدن و خشك شدن ، در سيستمهاي مدرن ، مواد اوليه اصلي ضمن افزوده شدن مواد اوليه فرعي به نسبتهاي لازم با يكديگر مخلوط مقدماتي شده و سپس در سيلوهاي مشخص و معيني ذخيره ميشوند و آنگاه جهت پودر شدن راهي "آسيابهاي مواد خام" مي‌گردند . در روش خشك توليد سيمان ، ضرورت دارد كه مواد خام قبل از ورود به كوره بصورت پودر درآيند ، همچنين براي جلوگيري از كلوخه شدن و پايين آوردن چسبندگي مواد ، مي‌بايستي تا حد امكان قبل از فرستادن پودر مواد خام به سيلوهاي ذخيره ، خشك و رطوبت‌گيري شوند .
ب- تركيب مواد به نسبت مناسب
اولين تركيب شيميايي مورد نياز نوع بخصوصي از سيمان ، از طريق استخراج گزينشي و كنترل مواد خامي حاصل ميگردد كه به درون دستگاه خردكننده و آسياب وارد ميشوند . نظارت دقيقتر از طريق بدست آوردن دو يا چند دسته مواد حاوي مخلوط خامي كه تركيب شيميايي آن اندكي متفاوت است حاصل ميگردد .
در فرآيند خشك اين مخلوطها در سيلو ذخيره ميشود ، در فرآيند تر مخازن دوغاب بكار مي‌رود .
براي اطمينان از مخلوط شدن كامل مواد خشك در سيلو ، هواي متراكم به درون مخزن وارد شده و موجب چرخش شديد و بهم خوردن مواد ميگردد . در فرآيند تر ، مخازن دوغاب با استفاده از وسايل مكانيكي يا هواي خشك ، و يا هر دو هم زده ميشود .
دوغاب كه حاوي 35 الي 45 درصد آب است ، گاهي از صافي گذرانيده ميشود ، كه در نتيجه 20 الي 30 درصد محتوي آب آن كاهش مي‌يابد .
آنچه كه از صافي گذشته ، سپس به درون كوره تغذيه ميشود . اين كار موجب كاهش مصرف سوخت مورد نياز براي پخت ميگردد . در قسمت آسيابهاي مواد خام تنظيم نهايي مخلوط مواد خام كه بنام "خوراك كوره" موسوم است ، انجام شده و مخلوط حاصله كه بصورت گردي نرم و حاوي تركيبات لازم است ، آماده تغذيه به كوره ميباشد .
در كارخانه‌هاي سيمان آسيابهاي گلوله‌اي و غلتكي كاربرد بيشتري دارند . پس از پودر شدن مواد خام از طريق اين آسيابها ، پودر حاصله را در "سيلوهاي مواد خام" ذخيره مي‌نمايند .
عامل مهمي كه در يكنواخت كار كردن كوره و بالا بردن كيفيت كلينكر و در نتيجه سيمان موثر است ، يكنواختي تركيب خوراك كوره ، خوب مخلوط شدن و همگن بودن آن ميباشد . به منظور همگن يا هموژنيزه كردن مطلوب مواد خام ، از سيلوهاي ذخيره مجهز به سيستمهاي "پنوماتيك" استفاده ميشود . مواد خام از بالاي سيلوهاي ذخيره وارد سيلوهاي تنظيم ميشود و پس از تنظيمات لازم ، از پايين سيلو تخليه و به كوره تغذيه ميگردد .
ج- پخت مخلوط تهيه شده در كوره (سيستم پخت)
كوره‌هاي اوليه‌اي كه سيمان در آن پخته مي‌شد ، كوره‌هاي بطري شكل عمودي بودند . پس از آنها كوره‌هاي محفظه‌اي و سپس كوره‌هاي استوانه‌اي يكسره بكار گرفته شد . ليكن وسيله اصلي پخت سيمان در حال حاضر , كوره‌هاي استوانه‌اي دوار است .
سيستم پخت سيمان شامل سه قسمت "پيش گرمكن" ، "كوره" و "خنك كن" است . وظيفه پيش گرمكن ، گرفتن رطوبت سطحي باقيمانده در مواد خام ، آب تبلور و تجزيه كردن مقدماتي سيليكاتها و همچنين كلسينه (آهك كردن) بخشي از كربناتهاي موجود در مواد خام است .
قسمت اصلي عمل پخت در كوره صورت مي‌گيرد . كوره‌هاي پخت سيمان استوانه‌هاي فلزي بزرگي هستند كه طول و قطر آنها متناسب با ظرفيت كارخانه ميباشد . اين استوانه با شيب حدود 3 تا 4 درصد روي چند پايه مجهز به غلتك ، قرار گرفته و داراي حركت دوراني ميباشد . مواد خام پس از طي مسير پيش گرمكن از انتهاي كوره ، وارد كوره ميشوند و به دليل وجود شيب و حركت دوراني مواد به سمت خروجي كوره و منطقه پخت سرازير ميشوند.
در انتهاي كوره يك مشعل تعبيه شده كه با استفاده از سوختهاي مختلف ، ايجاد محيط حرارتي با درجه حرارت بالاي 1400 درجه سانتيگراد را مي‌نمايد . براي حفاظت از بدنه كوره در مقابل اين حرارت بسيار زياد ، مناطق مختلف كوره با استفاده از انواع آجرهاي نسوز ، بتون و جرمهاي نسوز پوشيده ميشوند . محصول سيستم پخت كه از كوره خارج ميگردد "كلينكر" نام دارد كه بصورت دانه‌هاي خاكستري يا قهوه‌اي رنگ ميباشد و براي پختن هر كيلوگرم آن حدود 800 كيلو كالري انرژي حرارتي صرف ميگردد .
كلينكر خروجي از كوره داراي درجه حرارتي حدود 1000 تا 1200 درجه سانتيگراد است . بازيابي اين مقدار حرارت و همچنين مشكل بودن جابجا كردن "كلينكر" داغ ، ضرورت سرد كردن آنرا ايجاب مي‌نمايد . خاصيت اساسي ديگر مربوط به سرد كردن "كلينكر" تكميل تشكيل كريستالهاي "كلينكر" و بالا رفتن كيفيت آن ميباشد . عمل سرد كردن كلينكر توسط دستگاه خنك كن (كولر) انجام مي‌پذيرد .
كلينكر توليدي يا محصول سيستم پخت قبل از ورود به آسياب سيمان در سيلو ، انبار و يا سالنهاي مربوطه ذخيره ميگردد .
بموازات رشد و توسعه صنعت سيمان و پيشرفت تكنولوژي ، جهان امروز شاهد فعاليت كوره‌هايي با ظرفيت توليدي 5000 تن در روز است .
د- آسياب كردن محصول سيستم پخت (كلينكر)
براي پودر كردن "كلينكر" از آسيابهاي گلوله‌اي استفاده ميشود . در اين قسمت از خط توليد به همراه كلينكر ورودي به آسياب سيمان ، مقداري گچ خام نيز به آسياب تغذيه ميگردد . افزايش گچ در تركيب سيمان جهت كنترل گيرش كلينكر صورت مي‌گيرد . محصولي كه از پودر شدن كلينكر و گچ خام در آسياب سيمان حاصل ميگردد "سيمان" ناميده ميشود .
سيمان توليدي در سيلوهاي سيمان ذخيره ميگردد و سپس بوسيله "ارسلايد" (كه با كمك نيروي فشار هوا سيمان را به سمت مورد نظر هدايت و پمپ ميكند) از سيلوها خارج و به داخل مخازن يا قيفهاي دستگاه بارگيري هدايت ميشود .
بارگيري به دو صورت انجام مي‌پذيرد : يكي بصورت پاكت و ديگري بصورت فله . قسمت بارگيرخانه در انتهاي خط توليد قرار دارد و با توجه به موقعيت جغرافيايي و محل كارخانه ممكن است داراي امكانات مختلف بارگيري نظير بارگيري در كاميون ، كشتي و واگن بصورت كيسه و يا فله باشد .
كنترل كيفي
واحد آزمايشگاه و كنترل كيفي در كليه مراحل توليد سيمان از ابتداي خط توليد تا بارگيرخانه نظارت دقيق و محاسبات مستمري را جهت توليد سيمان با كيفيت مطلوب و مطابق با استانداردهاي لازم بعمل مي‌آورد.
در اين ارتباط آزمايشهاي شيميايي و فيزيكي مختلفي از جمله تعيين مقادير اكسيدهاي مختلف , تعيين مقدار گچ , گيرش سيمان , ثبات حجم , مقاومت فشاري , مقاومت كششي , مقاومت خمشي , نرم و زبري سيمان و نظاير آن توسط كاركنان واحد كنترل كيفي صورت مي‌پذيرد . امروزه كارخانه‌هاي مدرن سيمان به وسايل پيشرفته كنترل فرآيند پخت مجهز ميباشند . در بعضي از كارخانه‌ها از مواد خام بطور اتوماتيك نمونه‌برداري ميشود و كامپيوترها تركيب مخلوط خام را كنترل و محاسبه ميكنند .
باید توجه داشت که هميشه يک سيمان نرم از نظر اقتصادی و فنی مقرون به صرفه نيست.زيرا هزينه آسياب کردن و اثرات بيش از حد نرم بودن سيمان بر خواص ديگر آن مانند نياز بيشتر به گچ برای تنظيم گيرش،کار آيی بتن تازه و ساير موارد نيز بايد مد نظر باشد. نرمی يکی از خواص عمده سيمان است که معمولا در استانداردها با سطح مخصوص تعيين
می شود.(m2/kg).روشهای متداول و متفاوتی برای تعيين نرمی سيمان در دنيا به کار گرفته می شود.استاندارد ملی ايران به شماره 390 تعيين نرمی سيمان را مشخص می کند.
گيرش سيمان:
کلمه گيرش،برای سفت شدن خمير سيمان به کار برده می شود،يعنی تغيير وضعيت از حالت مايع به جامد. گيرش به علت هيدراسيون C3S و C2A با افزايش دمای خمير سيمان اتفاق می افتد.گيرش اوليه مربوط به افزايش سريع دما و گيرش نهايی مربوط به دمای نهايی است. مدت زمان گيرش سيمان با افزايش درجه حرارت، کاهش می يابد ولی آزمايش نشان داده است که در دمای حدود 30 درجه سانتی گراد اثر معکوس را می توان مشاهده نمود.در درجات حرارت پائين،گيرش سيمان کند می شود.
كاربردهاي سيمان
امروزه سيمان داراي مصارف گوناگون و كاربردهاي وسيعي است و بسته به انواع مختلف آن در زمينه‌هاي گوناگون مورد استفاده قرار مي‌گيرد .
سيمان را ميتوان تنها بكار برد ، يعني خالص بعنوان ماده دوغاب , اما استفاده معمولي و اصلي سيمان در ملات و بتون است كه در آنها سيمان با مواد بي‌اثر كه به سنگدانه معروف هستند مخلوط ميشود . ملات عبارت از سيماني است كه با ماسه يا سنگ خرد شده‌اي كه اندازه قطرش تقريبا" 5 ميليمتر است , مخلوط شده باشد .
بتون تركيبي از سيمان , ماسه يا ديگر سنگدانه‌هاي كوچك است , اما هنگامي كه بتون در حجم عظيمي چون ساختن سدها ريخته ميشود از سنگدانه‌هاي به اندازه 19 تا 25 ميليمتر نيز استفاده ميگردد . بتون براي اهداف گوناگون ساختماني مورد بهره‌برداري قرار مي‌گيرد . از سيمان پرتلند در توليد آجر , موزائيك , بلوك , تير سقف , اتصالات خط آهن , و ديگر محصولاتي كه با فشار در قالب شكل مي‌گيرند , استفاده ميشود . اين محصولات در كارگاههاي مربوطه تهيه شده و بصورت آماده براي نصب عرضه ميگردد .
از آنجاييكه در دنياي امروز بتون مصرف بسيار زيادي دارد , توليد سيمان از اهميت خاصي برخوردار ميباشد . همه ساله در كشورهاي توسعه يافته افزايش سرانه سيمان تقريبا" يك تن است . سنگدانه يا سيمان بكار رفته , كيفيت ويژه بتون , يا روش تهيه آن عواملي هستند كه نوع بتون را مشخص ميكنند . در بتون معمولي كه در ساختمان بكار مي‌رود , ويژگي سيمان عمدتا" از طريق نسبت آب به سيمان مشخص ميگردد . هر چه آب سيمان كمتر باشد , بتون محكمتر ميگردد . مخلوط بايستي به اندازه كافي آب داشته باشد تا از احاطه كامل هر ذره سنگدانه بوسيله چسب سيمان , پرشدن فضاي بين سنگدانه‌ها , شل‌بودن كافي بتون به منظور ريختن و پخش آن اطمينان حاصل گردد . عامل ديگر دوام بتون , ميزان سيمان به نسبت سنگدانه است . (كه به صورت نسبت يك به سه سيمان به سنگ دانه ريز و درشت بيان ميشود) . در جايي كه به بتون بسيار محكمي نياز باشد , ميزان سنگدانه به نسبت كمتر خواهد بود .
قدرت بتون را با استفاده از نيروي وارده به هر اينچ مربع توسط هر پوند و يا كيلوگرم بر سانتيمتر مربع كه براي خرد كردن بتوني با سختي و يا عمر مفروض مي‌سنجند .
عوامل محيطي چون درجه حرارت و رطوبت بر استحكام بتون تاثير مي‌گذارد , و چنانچه بطور كامل خشك نشود , تحمل فشارهاي كششي آن نامتعادل خواهد بود و اگر بطور ناقص سفت شده باشد نمي‌تواند اين فشارها را تحمل كند . در فرآيندي كه به عمل‌آوردن شناخته ميشود , بتون را بعد از ريختن تا مدتي مرطوب نگاه مي‌دارند تا انقباض حاصله به هنگام سفت شدن را كند كنند . درجه حرارت پايين نيز بر استحكام آن تاثير منفي مي‌گذارد . براي جبران اين مسئله ماده‌اي افزودني چون كلريد كلسيم به سيمان اضافه ميگردد . اين ماده موجب تسريع در فرآيند سفت شدن ميگردد كه خود باعث ايجاد گرماي كافي براي بي‌اثركردن درجه حرارت تقريبا" پايين ميشود . در هواي بسيار سرد از ريختن بتون در ابعاد وسيع خودداري ميشود .
بتوني كه بر روي فلز (معمولا" فولاد) محكمي سفت گرديده "بتون آرمه" يا "بتون آهن" ناميده ميشود . اختراع آن عموما" به "ژوزف مونير" نسبت داده ميشود . وي باغباني از اهالي پاريس بود كه گلدانها و لوله‌هايي براي باغ درست ميكرد كه با توري فلزي تقويت مي‌شدند . وي در سال 1867 اختراع خود را به ثبت رساند .
فولاد تقويت كننده , كه ممكن است به شكل ميله , نرده و يا توري باشد , به استحكام كششي بتون كمك ميكند . بتون ساده نمي‌تواند به آساني در مقابل كشش‌هاي ناشي از عوامل باد , زلزله , ارتعاشات و ديگر نيروهاي خمشي مقاومت نمايد و بنابراين براي بسياري از عمليات ساختماني مناسب نيست .
در بتون آرمه , نيروي كششي فولاد و قدرت تراكمي بتون , قدرتي ايجاد ميكند كه قادر است تمامي انواع تنشهاي خيلي زياد در سطح وسيع را تحمل نمايد .
بتون علاوه بر توانائي بالقوه براي استحكام بسيار زياد و امكان شكل‌گيري به هر فرمي , در مقابل آتش نيز مقاوم ميباشد و به خاطر اين ويژگيها يكي از متداولترين مواد ساختماني در دنيا گشته است . سازه‌هاي بتوني در برابر آتش‌سوزي مقاومت خوبي دارند و حتي تا 24 ساعت دوام مي‌آورند .
مواد تشكيل‌دهنده بتون
سيمان:حدود 7 الي 15 درصد از حجم بتون را تشكيل ميدهد .
أب:حدود 14 الي 21 درصد از حجم بتون را تشكيل ميدهد .
دانه‌هاي سنگي (شن و ماسه): حدود 60 الي 75 درصد از حجم بتون را تشكيل ميدهد .
هوا: در بتون بدون هوا ميزان حجم هواي موجود بين 5/0 تا 3 درصد است و در بتون هوادار ميزان حجم هواي موجود بين 4 تا 8 درصد است .
نقش سيمان در بتون صرفا" چسباندن دانه به يكديگر بوده و بخودي خود تاثيري در مقاومت و باربري ندارد , از اين جهت بتون خوب بتوني است كه وقتي در آزمايشگاه نمونه‌اي از آن را بشكنند , دانه‌هاي سنگي آن از وسط شكسته شود و سيمانها (چسب) پاره نشود .
محصول سيمان به دو صورت فله و پاكتي به بازار عرضه شده و از آن در بسياري از كارهاي ساختماني و زيربنايي استفاده ميشود .
از اتاقهاي كوچك تا آسمانخراشهاي عظيم , از حوض‌هاي كوچك تا تاسيسات عظيم بندري , از استخرهاي شنا تا سدهاي مستحكم و عظيم ذخيره آب , از پلهاي كوچك بر روي نهرها و جويها تا تونلهاي بسيار بزرگ زير بستر درياها , از پياده‌روها تا بزرگراههاي پيشرفته , خطوط مترو و فرودگاههاي گسترده بين‌المللي و از سنگرها تا انبارهاي عظيم جنگ‌افزارها و تسليحات نظامي , همه و همه نقش و اهميت سيمان را در زندگي انسان متجلي و آشكار مي‌سازند
انباركردن سيمان
همواره بايد سعي شود سيمان در معرض رطوبت نباشد چون سيمان مكنده رطوبت است و حتي هواي مرطوب همه سيمان را خراب ميكند .
در انباركردن سيمان به صورت فله‌اي بايد شرايطي فراهم شود كه كف انبار (زير سيمان) كاملا" خشك باشد , لذا ميتوان در كف مقداري شن خشك پهن كرد تا از نفوذ رطوبت به طرف بالا جلوگيري شود . همچنين بهتر است روي سيمان پلاستيك كشيده شود .
سيمان پاكتي را روي سطوح تخته‌اي با شكل و ابعاد مشخص بنام "پالت" انبار ميكنند . پالتها از كف با زمين حداقل 10 سانتيمتر فاصله دارند و حداكثر تا 8 رديف سيمان پاكتي روي آن چيده ميشود . همچنين بين پالتهاي مختلف كه حدود پنجاه پاكت سيمان روي آنها چيده ميشود , حداقل 5/0 متر فاصله جهت عبور جريان هوا لازم است . سيمان پاكتي را تحت شرايط صحيح تا يكسال ميتوان در انبار نگهداري كرد .
آينده صنعت سيمان
دانشمندان ، آينده خوبي را براي صنعت سيمان پيشبيني ميكنند . آنها بتون تهيه شده از سيمان را بعنوان مهمترين ماده اين قرن توصيف ميكنند . در واقع سيمان را ميتوان بعنوان ماده چسبنده‌اي توصيف كرد كه ارزانتر از هر ماده چسبنده‌اي است كه در صنعت بكار مي‌رود و اين ماده براي زندگي انسان ضروري است .
از آنجا كه سيمان خواص ممتاز و برجسته‌اي دارد , و همچنين بخاطر بي‌ضرربودن آن براي محيط زيست , انواع سيمان همچنان افزايش پيدا خواهد نمود , و در آينده تقاضاي بيشتري براي محصولات سفارشي وجود خواهد داشت . همگام با اين تحولات تغييرات بيشتري نيز در ساختار صنعت سيمان بوجود خواهد آمد .
حتي با فرض اينكه در ميان مدت , تغييرات اساسي در سيستم شيميايي و فيزيكي سيمان بوجود نيايد , با توجه به روند افزايش منطقه‌اي شدن توليد و توزيع , بايستي در انديشه تغييرات تكنولوژيكي بود .
صنعت سيمان از آينده خوبي برخوردار است زيرا سيمان , بعنوان متصل‌كننده مواد ساختماني , داراي آينده روشني است . هرچند كه عواملي چون رقابت درون اين صنعت و با مواد ساختماني ديگري كه راه خود را به بازار باز ميكنند , فشار ناشي از قانونگذاريهاي زيست محيطي , و همچنين جهاني شدن فزاينده , صنعت سيمان را مجبور خواهد نمود تا هزينه‌ها را كاهش دهد , كيفيت را تضمين كند و محافظت زيست محيطي را بهبود بخشد . دامنه توليدات كارخانه نياز دارد تا خود را با نوآوريهاي تكنيكي هماهنگ كند .
چنانچه بخواهيم مقايسه‌اي بين صنعت سيمان امروز و يكصد سال پيش بعمل آوريم , آمار و اطلاعات فاصله‌اي را كه اين صنعت از نظر فن‌آوري در طول يك قرن پيموده است , به ما نشان ميدهد . مصرف گرما براي فرآيند پخت از 1900 كيلوكالري به كيلوگرم كلينكر در يكصد سال پيش به 700 كيلوكالري بر كيلوگرم كلينكر در حال حاضر كاهش يافته است .
امروزه ميزان توليد سالانه هر كوره بين 5/1 الي 2 ميليون تن است , كه 70 تا 80 برابر بيشتر از توليد كوره‌هاي دواري است كه در سال 1899 به كار گرفته مي‌شد . انتشار گرد و غبار مربوط به توليد كلينكر از 200000 ميلي‌گرم غبار در هر كيلوگرم كلينكر به 50ميلي‌گرم غبار در هر كيلوگرم كلينكر رسيده است . در واقع در يكصد سال پيش هيچگونه غبارگيري صورت نمي‌گرفت
ميانگين توليد سالانه كلينكر به ازاي هر كارگر (معيار سنجش بهره وري) در يكصد سال پيش 700 تا 800 تن براي هر نفر شاغل در اين بخش بود كه امروزه اين مقدار به 2000 تن رسيده است .
هزينه سرمايه براي كارخانه توليد سيمان در سال 1899 يكصد درصد بيشتر از زمان حال بوده است . امروزه پيشرفتهاي فني نه تنها توليد مطلوب‌تري را امكانپذير نموده است , بلكه هزينه سرمايه‌گذاري و شرايط تجاري مساعدتري نيز بوجود آورده است .
انواع سيمانهاي استاندارد (پرتلند)
1- (سيمان تيپ يك (I , (سيمان معمولي)
همان سيمان معمولي بوده و در شرايط آب و هواي عادي مصرف ميشود . همچنين در جايي بكار مي‌رود كه از نظر سولفات مشكلي وجود نداشته باشد
2- (سيمان تيپ دو (II , (سيمان متوسط)
اين سيمان از نظر خواص متوسط است , بدين معني كه تا حدي كندگير بوده و نيز تا حدي در مقابل حمله سولفاتها مقاوم است .
براي ساخت اين سيمان سعي ميشود تا حد ممكن از مقدار)(C3A,C3S كاسته و ( (C2S را افزايش دهند .
3- (سيمان تيپ سه (III , (سيمان زودگير)
اين سيمان تقريبا" اجزاء اوليه سيمان تيپ (I) را دارد , با اين تفاوت كه به شدت ريزتر آسياب شده و به همين جهت گيرش سريعتري دارد .
موارد مصرف سيمان تيپ (III):
الف- در هواي سرد (حدود 4 درجه سانتيگراد) , در دماي زير صفر درجه كاربرد اين سيمان به تنهايي كفايت نمي‌كند و لذا در يخبندان علاوه بر مصرف اين سيمان مسائل ديگري نيز بايد رعايت شود (مثلا" مصرف ضد يخ) . سيمان تيپ ( (III در ساعات اوليه مصرف , حرارت قابل توجهي آزاد ميكند و باعث گرم شدن بتن ميشود .
ب- مراقبت از بتن در هواي سرد بسيار مشكل است و هزينه مراقبت در هواي سرد بالاست . سيمان زودگير طول دوره مراقبت را كم كرده و موجب ميشود بتن زودتر به مقاومت مورد نظر برسد .
ج- در تعميرات فوري , مثلا" تعمير قسمتي از سازه‌هايي كه بايد سريعا" مورد بهره‌برداري قرار گيرند , اين سيمان كاربرد زيادي دارد و موجب ميشود بتن سريعا" به مقاومت مورد نظر رسيده و ظرف مدت كوتاهي مورد بهره برداري قرار گيرد .
د- در مكانهايي كه به دليل محدوديت امكانات قالب , بخواهند قالبها را زودتر باز كنند , نيز اين سيمان كاربرد دارد .
4- سيمان تيپ چهار ( (IV , (سيمان دير گير)
سيمان تيپ چهار دير گير بوده و در هنگام گيرش حرارت كمي توليد ميكند . مقدار C3S و C3A موجود در اين سيمان در مقايسه با انواع ديگر سيمان , كمتر بوده و در مقابل C2S زيادتري بكار برده شده است .
موارد مصرف سيمان تيپ (IV) :
الف- در هواي گرم و در دماي بالاي 40 الي 50 درجه سانتيگراد براي تسهيل مراقبت از بتن بكار مي‌رود .
مصرف اين سيمان در هواي گرم و در جايي كه تبخير بالاست باعث ميشود كه لااقل دماي توليد شده توسط بتن در عمليات گيرش كمتر شود , زيرا گرماي حاصل از عمليات هيدراسيون در طول مدت زمان بيشتري آزاد ميشود .
از طرفي اجزاء موجود در اين سيمان در مقايسه با ساير سيمانها ( C3A و C3S كمتر و C2S بيشتر) اين سيمان را خودبخود كم حرارت‌تر ميكند .
ب- مصرف اين سيمان در هواي گرم باعث جلوگيري از اتصال سرد ميشود
توضيح :
در بتنريزي ديوارها (ديوار مخزن آب و يا استخر) كه طول ديوار زياد است چون بتنريزي لايه لايه انجام مي‌گيرد , ممكن است فاصله زماني حدود نيم ساعت يا بيشتر طول بكشد تا لايه بتن جديد روي بتن قبلي ريخته شود , بدين ترتيب در هنگام ريختن بتن لايه جديد , بتن لايه قبلي سفت شده و اتصال خوبي بين دو لايه برقرار نمي‌شود . اين اتصال ضعيف بين لايه‌هاي بتن قديم و جديد را اتصال سرد مي‌گويند كه ضعف بتنريزي به شمار مي‌رود , بخصوص اگر سازه يك سازه آبي باشد , اين اتصال نقطه ضعفي براي نشت آب خواهد بود . مصرف سيمان تيپ چهار در چنين مواردي باعث ميشود كه فرصت كافي براي بتنريزي باشد و لايه‌هاي قبلي هنوز وارد واكنش نشده باشند تا بتوانند با لايه‌هاي جديد اتصال مناسبي را برقرار نمايند
ج- در بتن‌ريزي‌هاي حجيم به منظور كاهش تنشهاي حرارتي ميتوان از اين سيمان استفاده كرد . بتن حجيم بتني را گويند كه طول و عرض و ارتفاع آن زياد باشد مانند بتنريزي سدها و يا پايه‌هاي پل از اشكالات بتنريزي حجيم , ايجاد تنشهاي حرارتي است , بدين صورت كه به دليل حجيم بودن بتن , تبادل حرارتي عمق بتن با محيط بيروني , كندتر صورت مي‌گيرد , و بنابراين هنگامي كه بتن سفت شده , هنوز دماي قسمتهاي مركزي آن با محيط اطراف , يكنواخت نشده است از اين لحظه به بعد تغيير دماي بتن در راستاي تبادل حرارتي با محيط خارج , همراه با ايجاد تنشهاي حرارتي خواهد بود
استفاده از سيمان تيپ (IV) سبب ميشود كه اولا" دماي قسمتهاي مياني بتن حجيم كمتر از بتن مشابه ساخته شده با سيمان تيپ (I) باشد (چون سيمان تيپ (IV) هم كم حرارت‌تر است و هم دماي خود را در طول زمان بيشتري آزاد ميكند) و ثانيا" فرايند سفت شدن بتن طولاني‌تر بوده و در اين مدت قسمت اعظم تبادل حرارتي بتن با محيط اطراف صورت پذيرد . قابل ذكر است كه براي جبران تنش حرارتي در بتن , گاهي آرماتورهايي موسوم به آرماتورهاي حرارتي مورد استفاده قرار مي‌گيرند .
5- سيمان تيپ پنج (V) , (سيمان ضد سولفات)
در ساخت اين سيمان سعي ميشود حتي‌الا مكان C3S و C3A را به حداقل برسانند و در مقابل C2S بيشتري مصرف نمايند .
اين سيمان براي مصرف در بتن‌هايي كه در معرض حمله سولفاتها قرار دارد , مناسب است و به همين جهت به سيمان ضد سولفات شهرت دارد .
6- سيمان تيپ (I-A)
اين سيمان همان سيمان تيپ ( (I بوده كه با اضافه كردن مواد مناسبي به آن خاصيت هوازائي نيز در آن ايجاد شده است .
7- سيمان تيپ (II-A)
اين سيمان همان سيمان تيپ( (II ميباشد كه هوازا هم هست .
8- سيمان تيپ (III-A)
همان سيمان تيپ (III) بوده كه هوازا نيز هست .
سيمان سفيد
رنگ تيره سيمان به دليل وجود سولفات آهن و سولفات منيزيم در سيمان است , همچنين دوده ناشي از سوخت نيز باعث رنگ تيره سيمان ميشود . پس براي سفيد شدن سيمان بايد سولفات آهن و منيزيم از سيمان حذف شود و همچنين از سوخت مناسب و بدون دوده استفاده شود .
به همين جهت براي توليد سيمان سفيد , از خاك رسي كه ميزان سولفات آهن و منيزيم آن از 8/0 درصد كمتر است استفاده ميكنند و براي جبران همين مقدار اندك سولفات آهن و منيزيم , مقداري نشادر اضافه مي‌نمايند . از طرفي سوخت كوره را به نحوي انتخاب ميكنند كه توليد دوده نكند (مثلا" از گاز استفاده ميكنند).
سيمانهاي رنگي
سيمانهايي به رنگهاي قرمز - زرد - آبي و ... همان سيمانهاي عادي هستند كه در ساخت آنها از 2 الي 15 درصد پودر سنگهاي رنگي استفاده شده است .
معمولا" در ساخت سيمانهاي رنگي روشن از سيمان سفيد استفاده ميشود (كه سبب افزايش قيمت ميشود) و در ساخت سيمانهاي رنگي تيره از سيمان معمولي استفاده ميشود .
معمولا" در تهيه سيمان با رنگ سبز از سنگهاي كرم‌دار , سيمان آبي رنگ از سنگهاي كبالت‌دار , سيمان زرد رنگ از سنگهاي آهن‌دار (به صورت هيدروكسيد آهن يا هماتيت) , سيمان قرمز رنگ از اكسيد آهن به صورت فريت (Fe2O3) و سيمان سياه از اكسيد آهن دو ظرفيتي (FeO) استفاده ميشود .
سيمان پرتلند سرباره‌اي
براي تهيه اين سيمان , سيمان معمولي را با 25 الي 65 درصد پودر سرباره كوره ذوب آهن مخلوط ميكنند و به عنوان سيمان پرتلند سرباره‌اي به مصرف مي‌رسانند .
مقاومت سيمان سرباره‌اي از سيمان معمولي كمتر بوده و در مقابل ارزان قيمت‌تر از سيمان معمولي است .
در آجرچيني , در بتنريزي كف‌ها و اصولا" در هر جا كه مقاومت‌هاي بالا مورد نياز نباشد , ميتوان از اين سيمان استفاده كرد . ضمنا" اين سيمان كمي ضد سولفات و تا حدودي كندگير است (در حد سيمان تيپ(II
سيمان پوزولاني (سيمان خاكستر آتشفشاني)
اين سيمان را از مخلوط كردن 15 الي 40 درصد پوزولان با كلينكر سيمان معمولي و آسياب‌كردن اين مخلوط بدست مي‌آورند , در ايران معادن پوزولان زيادي وجود دارد كه ميتوان از آنها در توليد اين سيمان استفاده كرد . جنس پوزولان سيليكات و تقريبا" شبيه سيمان است , منتهي واكنشهاي مشخص سيمان را ندارد .
با توجه به ارزاني اين سيمان , براي مصرف كارهاي عادي نظير آجرچيني مناسب است . اين سيمان كندگير بوده و تا حدودي نيز ضد سولفات است .
سيمان بنايي
اين سيمان را مهندس يا مجري بسته به مورد تهيه ميكند . اين سيمان در حقيقت مخلوطي است از سيمان عادي به اضافه مواد پركننده ديگري چون خاك رس پودر شده يا هيدروكسيدكلسيم (آهك آب ديده و پودر شده) يا سنگ آهك پودر شده كه نسبت اختلاط آن حدود 70 درصد سيمان و 30 درصد مواد ديگر است
سيمان چاه نفت
اين سيمان را با افزودن بعضي مواد شيميايي خاص به كلينكر سيمان معمولي بدست مي‌آورند . سيمان چاه نفت در درجه حرارت و فشار بالا مقاوم است
سيمان انبساطي , (سيمان ضد افت)
اين سيمان را با افزودن مواد شيميايي مخصوص (مانند سولفوآلومينات) به كلينكر سيمان معمولي بدست مي‌آورند . سيمان ضد افت در هنگام تركيب با آب انبساط پيدا ميكند كه افزايش حجم اين سيمان (يا افزايش حجم بتن ساخته شده با اين سيمان) با كاهش حجم ناشي از افت خنثي ميشود .
سيمان آلومينيوم
بسيار زودگير است به صورتيكه نزديك به 80 درصد مقاومت خود را در همان 24 ساعت اول بدست مي‌آورد (بعبارت ديگر گيرش 24 ساعت سيمان آلومينيوم معادل گيرايي حدود 10 روز سيمان معمولي است) . حتي ميتوان بين 6 الي 8 ساعت پس از ريختن بتن حاوي اين سيمان , قالبها را از آن باز كرده و بتنريزي بعدي را انجام داد . مقاومت اين سيمان در مقابل حمله سولفاتها و نيز در مقابل عملكرد آبهاي حاوي CO2 كه به صورت اسيدكربنيك عمل ميكنند بسيار رضايتبخش است . اين سيمان بسيار گران‌قيمت بوده و براي كارهاي ويژه و در موارد خاص بكار گرفته ميشود . اين سيمان از 40 درصد آلومين , 40 درصد آهك ،8 درصد سيليكا و مقداري آهن و اكسيدهاي آن تشكيل شده است كه معمولا" از مصالح اوليه سنگ آهك يا گچ و بوكسيت ساخته ميشود .
سيمان پرتلند - آهکی - P.K.Z.Cement :
اين نوع سيمان در تهيه ملات بتن در کليه مواردی که سيمان پرتلند نوع 1 به کار می رود قابل استفاده است. دوام بتن را در برابر يخ زدن، آب شدن و املاح يخ زا و عوامل شيميايي بهبود می دهد
سيمان نسوز 450 - Rf Cement 450 :
برای مصرف به عنوان ماده نسوز در صنايع حرارتی استفاده می شود
سيمان نسوز500 - Rf Cement 500 :
برای مصرف به عنوان ماده نسوز با درصد خلوص بالا در صنايع حرارتی به کار می رود
سيمان نسوز 550 - Rf Cement 550 :
به عنوان ترکيب اصلی، دارای نسوزندگی و خواص ترمومکانيکی بالا و کاربردهای ويژه نسوز مانند آتمسفرهای احيا هيدروژن
سيمانهای پرتلند ضدآب:
اين سيمان به رنگ سفيد، خاکستری توليد می شود، اين نوع سيمان انتقال مويينه آب را تحت فشار ناچيز يا بدون فشار، کاهش می دهد ولی جلوی انتقال بخار آب را نمی گيرد
سيمانهای با گيرش تنظيم شده :
سيمان با گيرش تنظيم شده به گونه ای کنترل و ساخته می شود که می تواند بتنی با زمانهای گيرش از چند دقيقه تا يک ساعت توليد کند
تجارت جهاني سيمان
امروزه سيمان از نظر وزنبزرگترين محصول صنعتي بشري محسوب ميشود . در حال حاضر تجارت جهاني سيمان و كلينكر بالغ بر 115 ميليون تن ميباشد . در سال 2000 جمعا" 1655 ميليون تن سيمان از انواع مختلف در كل كشورهاي جهان توليد و به مصرف رسيده است .
در حال حاضر كشور چين با 650 ميليون تن توليد ساليانه بزرگترين توليدكننده سيمان جهان و پنجمين صادركننده مهم اين محصول به شمار مي‌رود .
ايالات متحده آمريكا , عليرغم اينكه دومين كشور بزرگ توليدكننده سيمان جهان است , در صدر كشورهاي واردكننده اين محصول نيز قرار گرفته است .
توليد , مصرف و صادرات سيمان ايران از ابتداي ايجاد اين صنعت در كشور در حال رشد بوده است . ايران در حال حاضر پانزدهمين كشور توليدكننده سيمان جهان به حساب مي‌آيد از اين حيث رتبه اول را در منطقه خاورميانه در اختيار دارد .
مصرف سرانه سيمان در ايران از يك كيلوگرم به ازاء هر نفر در سال 1925 به 7 كيلوگرم در سال 1950 و 200 كيلوگرم در سال 1970 و 278 كيلوگرم در سال 1990 رسيده است .سهم توليد سيمان ايران در جهان از 04/0 درصد در سال 1950 به 42/1 درصد در سال 1998 افزايش يافته است .
ماهيت عوامل، كامل يا غير از آن، تنوع محيطي و جانوران نمايشي حاصل از انواع عوامل مورد بحث و بررسي قرار مي گيرند.
در فصل1، مفهوم عوامل منطقي به عنوان اساس شيوه ها در هوش مصنوعي شناسايي گرديد. در اين فصل اين مفهوم راملموس تر مي سازيم. خواهيم ديد كه مفهوم عقلانيت رامي توان در بسياري از عوامل فعال در هر محيط قابل تصوي به كار گرفت. در اين كتاب، هدف ما، بهره گيري از اين مفهوم جهت توسعه مجموعه كوچكي از اصول طراحي براي ساختن عوامل موفق مي باشد سيستمهايي كه مي توان به طور معقول، هوش ناميد.
مبحث خود را با بررسي عوامل، محيطها و جفت نمودن اين دو آغاز خواهيم نمود. مشاهده اين نكته كه برخي از عوامل بهتر از بقيه عمل مي كنند، به طور طبيعي ما را به ا؟عامل منطقي رهنمون مي كند عاملي كه تا حد امكان خيلي خوب رفتار مي كند. اينك يك عامل تا چه حد به خوبي رفتار مي كند به ماهيت محيط بستگي دارد. برخي از محيطهاي دشوار تر از سايرين هستند.
ما طبقه بندي خام ونا پروده اي از محيطها را ارائه نموده ومشخص كرده ايم كه چگونه ويژگي هاي يك محيط بر طراحي عوامل مناسب براي آن محيط، تاثير مي گذارند، همچنين برخي از طرحهاي اصلي عامل (كالبدي) (ابتدايي) را كه در باقيمانده كتاب بدان تجسم مي بخشيم، توضيح خواهيم داد.
1-2 عوامل و محيطها
عامل هر چيزي است كه بتوان از عنوان درك محيط از طريق حسگرها و تاثير بر محيط از طريق محركها، آن در نظر گرفت. اين ايده ساده در شكل 1-2 به تصوير كشيده شده است يك عامل انساني داراي چشم، گوش و ديگر اندامها براي حسگرها و نيز دستها، پاها دهان و ديگر اعضاي بدن به عنوان محرك مي باشد. يك عامل روبوتيك نيز ممكن است براي حسگرها از دوربين و يابنده هاي طيف مادون قرمز و براي محركها از موتورهاي مختلف، بهره گيرد.
يك عامل نرم افزاري نيز، فشار بر كليدها، محتويات فايل و بسته هاي شبكه را به عنوان وروديهاي حسگر دريافت نموده و با نمايش روي صفحه، نوشتن فايلها و ارسال بسته هاي شبكه، بر محيط تاثير گذارد. اين فرض كلي در نظر گرفته خواهد شد كه هر عامل مي تواند اعمال خود را درك نمايد.
ما از اصطلاح آموزه يا ادارك براي اشاره به وروديهاي اداراكي در هر زمان ارائه شده، استفاده مي نماييم. توالي ادراك عامل، تاريخچه كامل هر چيزي است كه عامل دريافت نموده است. به طور كلي، انتخاب عمل عامل در هر زماني به توالي اداركي بستگي دارد كه تا آن زمان مشاهده شده است. در صورتيكه بتوانيم انتخاب عمل هرعاملي را بدان هرتوالي ادراك، مشخص نماييم، مي توانيم بگوييم كه چيزي براي گفتن در مورد عامل داريم. به لحاظ رياضي، گفته مي شودكه رفتار يك مل از طريق تابع عامل توضيح داده مي شود.
مي توانيم جدول بندي تابع عاملي را در نظر بگيريم كه هر عامل ارائه شد را توضيح مي دهد. در مورد اغلب عوامل، اين جدول بسيار بزرگ- بي نهايت، مگر اينكه مرزي را براي طول توالي ادارك مورد نظر مشخص نماييم. در اصل، با توجه به بررسي عامل، مي توانيم اين جدول را با آزمون كليه توالي هاي احتمالي و ثبت عملكرد عامل در پاسخ، ايجاد نماييم. البته اين جدول مشخص ساختن ويژگي خارجي عامل مي باشد. به لحاظ دروني، تابع عامل براي يك عامل مصنوعي از طريق برنامه عامل تحقق مي يابد. متمايز نمودن اين دو اين از اهميت زيادي برخوردار مي باشند. تابع عامل، توضيح رياضي انتزاعي است. برنامه عامل يك برنامه ملموس است كه در چهار چوب است كه در چهارچوب معماري عامل اجرا مي شود.
براي روشن نمودن اين پديده ها، از يك مثال بسيار ساده استفاده مي كنيم- دنياي جارو برقي در نمودار 2-2 نشان داده شده است. اين دنيا بسيار ساده است طوريكه هر چييز كه روي هوا مي توان توضيح داد- اين دنيا يك دنياي ساختگي است طوريكه مي توان تغييرات زيادي را ايجاد نمود. اين دنياي خاص تنها داراي دو مكان است مرجع A و مربع B عامل خلاء مشخص مي نمايد كه در كدام مربع بوده و آيا هيچ كثيفي در اين مربع وجود دارد يا خير. اين عامل مي تواند بين حركت به چپ، حركت به راست،مكش كثيفي را انجام هيچ كاري، يكي را انتخاب كند. يك تابع عامل بسيار ساده به صورت ذيل است. در صورتي كه مربع فعلي كثيف باشد، عامل شروع به مكش آن مي كند، در غير اينصورت به مربع ديگر مي رود. جدول بندي جزئي اين تابع عامل در تصوير 3-2 ارائه گرديده است در قسمتهاي بعدي، يك برنامه ساده براي اين تابع عامل داده خواهد شد.
با بررسي جدول 3-2، متوجه مي شويم كه عوامل مختلف جهان خلاء را مي توان از طريق پر كردن ستون سمت راست به هر شيوه اي، تعريف نمود. سوال اين است: راه درست پر كردن جدول چيست؟ به عبارت ديگر، چه چيزي عامل را به مورد خوب يابد، هوشمند يا كند ذهن، تبديل مي نمايد. پاسخ اين پرسش را در قسمت بعدي ارائه نموده ايم.
قبل از خاتمه اين قسمت، مشخص مي نماييم كه مفهوم يك عامل به معناي ابزاري براي آناليز سيستمهاست نه يك ويژگي مطلق كه جهان را به دو دسته يا غير عامل تقسيم مي نمايد. مي توان يك ماشين حساب دستي را به عنوان عاملي در نظر گرفت كه زماني كه به آن توالي ادراك =2+2 داده مي شود، عمل نمايش (4) را انتخاب مي نمايد، اما چنين تحليلي سختي به درك ما از ماشين حساب كمك مي كند.
2-2 رفتار خوب: مفهوم عقلانيت
عامل معقول، عاملي است كه كار درست را انجام مي دهد گفته مي شود كه هر قلمي در جدول تابع عامل به طور صحيح پر شده است. واضح است كه انجام كار صحيح بهتر از انجام كار غلط است، اما انجام كار درست به چه معناست؟ گفته مي شود كه عمل درست، عملي است كه باعث خواهد شد تا عامل موفق باشد. بنابراين، براي سنجش موفقيت به چند روش نياز خواهيم داشت. عامل همراه با توضيح محيط، حسگرها و محركهاي عامل امكان تخصيص كمل كاري كه در پيش روي عامل قرار دارد را فراهم مي آورد. باتوجه به اين نكته، مي توان به طور دقيق تر منظور از منطقي بودن را تعريف نمود.
مقياسهاي عملكرد
مقياس عملكرد، معياري را براي موفقيت رفتاريك عامل مجسم مي نمايد. زمانيكه عاملي به محيطي وارد مي شود، طبق دركي كه دريافت مي نمايد، توالي از اعمال را ايجاد مي نمايد. اين توالي اعمال باعث مي شود كه محيط وارد توالي از حالتها شود در صورتيكه اين توالي مطلوب باشد، عامل كار را به خوبي انجام داده است. مي توان از عامل درمورد ايده ذهني مبني بر اينكه تا چه حد از عملكرد خود رضايت داشته، سوال نمود، اما برخي از عوامل قادر به پاسخگويي نبوده و سايرين نيز خود را غفال مي نمايند. بنابراين، بر يك معيار عملكرد عيني كه از سوي طراح ايجاد كننده وعامل مطرح شده اصرار كرد
عامل جارو برقي از فصل قبلي را در نظر بگيريد. با توجه به مقدار كثيفي تميز شده دريك شيفت هشت ساعتي مي توان معيار عملكردي را پيشنهاد نمود.البته در مورد يك عامل منطقي آنچه شما مي پرسيد، چيزي است كه به دست مي آوريد عامل منطقي مي توان با پاك كردن كثافت و سپس خالي كردن آن روي زمين و دوباره جمع كردن و .... اين معيار عملكرد را به حداكثر برساند. يك معيار عملكردي مناسب به خاطر داشتن زميني پاكيزه به عامل پاداش مي دهد. به عنوان مثال مي توان براي هر مربع پاكيزه در هر مرحله زماني يك امتياز پاداش دارد (مي توان به خاطر برق مصرفي و نويز ايجاد شده، جريمه نمودم. به عنوان يك قانون كلي، بهتر است معيارهاي عملكردي را طبق آنچه كه واقعا از محيط خواسته مي شود طراحي نمود تا طبقي اينكه عامل بايد چگونه رفتار نمايد.
انتخاب معيار عملكرد همواره ساده نيست. به عنوان مثال، مفهوم (كف اتاق پاكيزه) در پاراگراف قبلي بر متوسط پاكيزيگي در طول زمان مبتي است. در حاليكه با دو عامل مختلف مي توان متوسط پاكيزيگي مشابهي را به دست آورد يكي از آنها در همه اوقات كار پيش پا افتاده اي را انجام مي دهد و ديگري، جايي را پاكيزه مي كند اما زمان زيادي را مي برد، كه يك نقطه خوب علم سرايداري بودن، ظاهرا از اولويت بوده، اما در واقع پرسشي فلسفي با معناي دور از دسترس است. كداميك بهتر است يك زندگي بي ملاحظه باپستي ها و بلندي يا يك زندگي ايمني با وجودي ملال آور؟ كداميك بهتر است
-اقتصادي كه در آن همه در فقر نسبي زندگي مي كنند يا اقتصادي كه در آن برخي از وفور و بر خي در فقر بسيار گذران عمر مي كنند؟ اين پرسشها را به عنوان تمريني به خواننده ساعي مي سپاريم.
عقلانيت
اينكه چيزي درزمان داده شده منطقي باشد به چهار مورد بستگي دارد:
-معيار عملكردي، مقياسي را براي موفقيت تعريف نمايد.
-دانش قبلي عامل از محيط
-اعمالي كه عامل مي تواند به انجام آنها مبادرت نمايد.
-توالي ادراك عامل تا امروز.
اين موارد ما را به سوي تعريف عامل منطقي رهنمون مي سازد.
در مورد هر توالي اداركي احتمالي، عامل منطقي بايد عملي را انتخاب نمايد كه انتظار مي رود معيار عملكردي آن را به حداكثرمي رساند كه اين كارايي نيز با توجه به توالي ادارك و دانش و دروني عامل مشخص مي گردد.
به مثال ساده اي كه در آن عامل جارو برقي مربع را در صورت كثيف بودن تميز نموده ودر غير اينصورت به مربع ديگري مي رود، توجه نمايد. اين همان تابع عاملي است كه در تصوير 3-2 به صورت جدول بيان گرديده است. آيا اين يك عامل منطقبي به بستگي دارد! نخست اينكه، لازم است تا بازده عملكردي، ميزان آگاهي از محيط، حسگرها و محركهاي عامل، توضيح داده شود. اجازه دهيد موارد ذيل را در نظر داشته باشيم.
معيار عملكردي براي هر مربع پاكييزه در هر مرحله زماني، امتياز مي دهد كه (دوره زندگي) 1000 مرحله زماني دارد.
جغرافياي محيط به عنوان يك قياس شناخته مي شود، اما در مورد توزيع كثيفي و مكان اوليه عامل، اينگونه نيست. مربعهاي پاكيزه، تمبر باقي مي ماند اعمال راست و چپ، عامل را به راست و چپ حركت مي دهد به استثناي زمانيكه عامل را به خارج از محيط هدايت مي نمايد كه در اين مورد هر جايي كه هست، باقي مي ماند.
تنها اعمال قابل دسترسي، چپ، راست، مكش و NoOp (هيچ كار) مي باشند.
عامل به طور صحيح مكان خود و اينكه آيا مكان كثيف هست يا خير را درك مي نمايد.
ما بر اين ادعا هستيم كه تحت اين شرايط، عامل منطقي است، حداقل، عملكرد مورد انتظار آن به اندازه ديگر عوامل بالاست تمرين 4-2 از شما مي خواهد تا اين مورد را اثبات نماييد.
به راحتي مي توان ديد كه همين عامل در شرايط متفاوت، غير منطقي خواهد بود به عنوان مثال، زمانيكه همه آلودگيهاي پاك شدند، عامل بي جهت به عقب و جلو نوسان مي نمايد. درصورتيكه معيار عملكرد، جريمه يك امتيازي را براي هر حركت چپ يا راست در نظر بگيريد، عامل عملكرد ضعيفي را خواهد داشت. در اين مورد، عامل بهتر زمانيكه مطمئن است همه مربعها پاكيزه هستند، كاري انجام نمي دهد. در صورتيكه مربعهاي پاكيزه دوباره كثيف شوند، عامل مي تواند در صورت نياز اوضاع را كنترل نمود و دوباره آنها را پاك نمايد. در صورتيكه جغرافياي محيط ناشناخته باشد، عامل به جاي جسبيدن به مربعهاي A و B، به بررسي آن نيازمند خواهد بود. تمرين 4-2 از شما خواسته تا در اين موارد، عواملي را طراحي نماييد.
علم مطلق، يا يادگيري و خود مختاري
لازم است تا در مورد تمايز ميان عقلانيت و علم كل، دقيق باشيد يك عامل داناي كل، نتيجه واقعي عملكرد را مي داند و مي تواند بر اساس آن عمل كند، اما علم كل در واقعيت غير ممكن است. به مثال ذيل توجه نماييد. من در طول خيابان شانزه ليزه قدم مي زنم. و در سوي ديگر خيابان يك دوست قديمي را مي بينيم. هيچ ترافيكي در آن نزديكي نيست و من به كار ديگري مشغول نيستم، بنابراين منطق آن است تا از خيابان عبور نمايم. در همين حين، درهواپيماي باري كه در ارتفاع 3000 پايي حركت مي كند، مي افتد و قبل از اينكه من به طرف ديگر خيابان برسم، مرا وسط خياران پهن زمين مي كند آيا من در عبور از خيابان غير منطقي بودم؟ غير ممكن است كه روي اعلان فوقت من در تلاشي عبث براي عبور از خيابان نوشته شود.
اين مثال نشان مي دهد كه عقلانيت به همان مقدار كامل نيست. عقلانيت، بازده مورد انتظار را به حداكثر مي رساند، در حاليكه كمال، بازده واقعي را به حداكثر مي رساند. برخورد از نطقه نظر كمال، موردي منصفانه براي عوامل نيست. نكته آن است، اگر انتظار داريم كه عاملي آنچه كه بهترين است، انجام دهد، طراحي عاملي براي رعايت اين تخصص غير ممكن مي باشد.
-مگر اينكه عملكرد گوي بلورين يا ماشين زمان را بهبود بخشيم.
تعريف ما از عقلانيت نيازي به علم مطلق ندارد، چرا كه انتخاب تنها به توالي اداراكي تا اين زمان وابسته است ما بايد مطمئن شويم كه به طور غير عمد امكان مبادرت عامل به فعاليتهاي لزوما غير هوشمند را فراهم نماورده ايم به عنوان مثال، در صورتيكه، عامل قبل از عبور از يك خيابان شلوغ، هر دو مسير را نگاه نكند، توالي اداركي آن به او نخواهد گرفت كه كاميون بزرگي در حال نزديك شدن است. آيا تعريف ما از عقلانيت، به ما خواهد گفت كه عبور از خيابان خوب است؟ دور از آن است! نخست اينكه، عبور از خيابان با توجه به اين توالي نا آگاهانه، منطقي نخواهد بود. ريسك تصادف بدون نگاه كردن به هنگام عبور بسيار بالاست. دوم اينكه عامل منطقي بايد قبل ازقدم نهادن به خيابان عمل (نگاه كردن) را انتخاب نمايد چرا كه نگاهكردن بازده مورد انتظار را به حداكثر مي رساند. مبادرت به اعمالي به منظور اصلاح آموزه هاي آتي كه گاهي جمع آوري اطلاعات ناميده مي شود – بخش مهمي از منطق بوده ودر فصل 16 كاملا مورد بررسي قرار خواهد گرفت. نمونه دوم جمع ؟آوري اطلاعات، از طريق بررسي فراهم مي آيد كه بايد يك عامل تميز كردن دريك محيط ناشناخته بر عهده مي گيرد.
تعريف ما، عامل منطقي را ملزم مي نمايد كه نه تنها اطلاعايت را جمع آوري مي نمايد، بلكه تا حدامكان از آنچه كه ادارك نموده چيزي بياموزد. پيكر بندي اوليه عامل مي تواند دانش قبلي از محيط را منعكس نمايد ؟ هنگاميكه عامل تجربه كافي به دست آورد، ممكن است پيكر بندي اصلاح شود يا بزرگتر شود. موارد نهايي وجود دارند كه درآنها محيط كاملا به طور قياسي شناخته مي شود. در چنين مواردي، لازم نيست تا عامل چيزي را درك نموده يا بياموزد، بلكه كافي است به طور صحيح عمل نمايد. البته اين عوامل بسيار شكننده اند. يك سوسك سرگين را در نظر بگيريد اين سوسك پس از كندن لانه خود و تخم ريزي درآن، سرگيتي را از توده نزديك مي آورد تا ورودي حفره را پر كند. در صورتيكه گوي سر گين از چنگ او بيرون بيايد، او به مسر خود ادامه داده و به صورت خيالي لانه را با گوي سرگيتي كه وجود ندارد، پر مي كند به نبود آن توجهي ندارد. تكامل فرضي را درمورد اين رفتار سوسك در نظر مي گيرد و زمانيكه اين فرضيه نقص گردد، نتايج رفتاري ناموفقي حاصل مي گردد. هوشمندي زنبوي sphex كمي بيشتر از اين سوسك است. sphox مادهف نقبي را حفاري نموده و كرم حشره اي را نيش مي زند و آن را به حفره مي كشاند و وارد نقب مي شود تا همه چيز را كنترل نمايد، سپس كرم حشره را به داخل نقب كشيده و تخم مي گذارد. كرم حشره به عنوان منبع غذايي تخمها عمل مي نمايد. اما در صورتيكه حشره شناسي به هنگام ورود زنبور ماده به داخل حفره جهت كنترل آن كرم حشره را چند اينچ جابه جا نمايد زنبور دوباره كرم را به داخل مي كشاند و بدون تغييري كار خود را دنبال مي نمايد حتي اگر كرم حشره، دوازده بار حركت داده شود زنبور shpox نمي تواند عدم موفقيت اين نقشه را بياموزد و در نتيجه تغييري در آن به وجود نمي آورد.
عوامل موفق كه به منظور محاسبه تايع عامل آن را به سه دوره مختلف تقسيم مي نمايد زمانيكه عامل طراحي مي شود برخي از محاسبات توسط طراحان آن انجام مي شود زمانيكه روي عمل بعدي برنامه ريزي مي نمايد، عامل محاسبات بيشتري انجام مي دهد و وقتي تجربه اي به دست آورد، براي تصيم گيري در مورد تغيير رفتار، محاسبات بيشتري نيز انجام مي دهد.
با توجه به مقدار تكيه به دانش قبلي طراحي، مي توان گفت كه عامل فاقد خود مختاري است. عامل منطقي بايد خود مختار باشد- يعني بايد بياموزد كه براي ؟ دانش قبلي نادرست يا جزئي، چه كاري انجام دهد به عنوان مثال عامل جارو برقي مي آموزدكه زمان و مكان وجود اشغال را پيش يني مي نمايد. به عنوان يك موضوع عملي به ندرت از ابتدا نياز به استقلال كامل خواهيم داشت. زمانيكه عامل تجربه اندكي داشته يا تجربه اي نداشته باشد، ناچار خواهد بود تا به طور تصادفي عمل نمايد مگر اينكه طراح به وي كمك كند. بنابراين، همانطور كه تكامل، رفلكسها يا واكنشهاي دروني كافي را براي حيوانات فراهمي مي نمايد طورريكه بتوانند بقاي بيشتري داشته باشند، فراهم آوردن عوامل هوش مصنوعي با مقداري دانش اوليه و نيز توانايي يادگيريف امري معقول خواهد بود پس از كسب تجربه كافي از محيط، رفتار عامل منطقي مستقل از دانش قبلي خواهد بود. بنابراين تلفيق يادگيري به فرد امكان ميدهد تا عامل را طراحي نمايد كه در محيطهاي مختلف، موفق خواهد بود.
3-2 ماهيت محيطها
اكنون كه تعريفي از عقلانيت داريم، تقريبا آماده ايم تا درمورد ايجاد عوامل منطقي فكر كنيم با اين حال، ابتدا بايد در مورد محيط هاي كاري كه لزوما مشكي هستند كه عامل، آن را حل مي كند به فكر كنيم كار خود را با نشان داده نحوه تعيين محيط كاري و توضيح فرآيند با چند مثال، آغاز مي نماييم سپس مشخص مي سازيم كه محيط هاي كاري، ويژگي ها متنوعي دارند ويژگي محيط كاري به طور مستقيم بر طراحي مناسب برنامه عامل اثر مي گذارد.
تعيين محيط كاري
در محبط عقلانيت عامل ساده جارو برقي، ناچار شديم تا معيار عملكردي، محيط، محركها و حسگرهاي عامل راتعيين نماييم كليه اين موارد با عنوان محيط كاري طبقه بندي مي گردد. براي اينكه اين موارد را به طور خلاصه به ذهن بسپاريم از توضيح سر واژه PEAS بهره مي گيريم. در طراحي يك عامل، اولين گام مشخص، نمودن كامل محيط كاري تا حد امكان است دنياي خلاء بسيار ساده اي است، اجازه بدهيد تا از مثال پيچيده تري استفاده كنيم يك راننده تاكسي خود كار در ادامه اين فصل، اين مثال را به كار مي گيريم. قبل از هوشياري خواننده بايد اشاره كنيم كه يك تاكس كاملا خود كار در حال حاضر ماوراي توانايي ها تكنولوژي موجود است كار رانندگي، بي نهايت مشخص است هيچ محدوديتي براي تركيب شرايط ؟ آمده وجود ندارد دليل ديگري بر اينكه ما اين مثال را به عنوان كانون مبحث خود انتخاب نموده ايم نمودار 4-2 توضيح PEAS را براي محيط كاري تاكسي خلاصه مي كند. در بندهاي ذيل هر عنصر را با جزئيات كامل مورد بحث قرار مي دهيم.
نخست اينكه معيار عملكرد كه ما مي خواهيم راننده تاكسي خود كار شبيه آن باشد، چيست؟ كيفيتهاي مطلوب شامل رسيدن به مقصد صحيح به حداقل رساندن مصرف سوخت و استهلاك، به حداقل رساندن زمان طي مسافت و يا هزينه به حداقل رساندن نقض قوانين ترافيكي و آسيب به ديگر راننده ها به حداكثر رساندن ايمني و راحتي مسافر، به حداكثر سود مي باشند.
بعد اينكه، محيط رانندگي كه تاكسي با آن مواجه خواهد شد، چيست؟ هر راننده تاكسي بايد جاده هاي مختلف را مسيرهاي روستايي و كوچه هاي شهري گرفته تا آزاد راههاي 12 باندي را بشناسد هر جاده خود شامل ترافيك پياده رو ها، حيوانات سرگردان، كاريها روي جاده، اتومبيلهاي پليس،چال و چوله ها و چالاسبها مي شود تاكسي نيز بايد با مسافران احتمالي و واقعي تقابل عمل داشته باشد. همچنين انتخابهاي احتمالي نيز وجود دارد ممكن است لازم باشد تاكسي در كاليفرنياي جنوبي حركت نمايد، جايي كه حداقل مشكلات وجود دارد، يا در آلاسكا يعني حائيكه به ندرت ممكن است مشكلي پيش نيايد تاكسي همواره مي تواند در سمت راست حركت كند، يا ممكن است بخواهيم زمانيكه در ژاپن يا بريتانياست، در سمت چپ حركت نمايد واضح است كه هر چه محيط محدودتر باشد، مسئله طراحي ساده تر خواهد بود.
محركهاي موجود در تاكسي خود كار كم و بيش مشابه محركهاي موجود براي يك تاكسي معمولي است، كنترل موتور از شتاب دهنده و كنترل فرمان و ترمز به علاوه، اين تاكسي براي نمايش صفحه يك تركيب كنند و صدا براي گفتگو به مسافران و احتمالا ارتباط با ديگر وسايل نقليه نيازمند خروجي خواهد بود.
براي دستيابي به اهداف محيط رانندگي، لازم است تاكسي بداندكه در كجاست، چه چيزهاي ديگري در جاده است و با چه سرعتي حركت مي كند. بنابراين، مسگرهاي اصلي آن بايد يك يا چند دروبين تلويزيوني قابل كنترل، سرعت منبع و كيلومتر شما را در بر گيرد به منظور كنترل صحيح وسيله به خصوص در پيچها تاكسي بايد يك شتاب سنج داشته باشد. همچنين بايد از وضعيت مكانيك خودرو نيز مطلع باشد بنابراين به رديف بندي معمول موتور و حسگرهاي سيستم الكتريكي نياز خواهد داشت ممكن است تاكسي خود كار، ابزارهايي را داشته باشد كه در دسترسي يك راننده معمولي انساني قرار نداشته باشد سيستم موقعيت يابي ماهواره اي جهاني براي ارائه اطلاعات موقيت با توجه به نقشه الكتريكي، و حسگرها سونا يا مادون قرمز براي كشف فاصله براي ديگر اتومبيلها و موانع رد نهايت اين تاكسي بايد يك ميكروفن يا صفحه كليد براي درخواست مسير در اختيار داشته باشد.
در تصوير 5-2، عناصر اصلي PEAS براي تعدادي از انوع عوامل را به تصوير كشيده ايم. مثالهاي بيشتر در تمرين 5-2 ازائه گرديده است. ممكن است براي برخي خوانندگان عجيب باشد كه بدانند ما برخي از برنامه هايي را كه در محيط هاي كاملا مصنوعي عمل مي كنند را در فهرست انواع عوامل خود لحاظ نموده ايم. به طور تعيين اين پرسش مطرح مي شود كه اين محيط واقعي نيست؟ در حقيقت، تفاوت ميان محيط هاي واقعي و مصنوعي مهم نيست بلكه پيچيدگي رابطه ميان رفتار عامل، توالي ادراكي ايجاد شده از طريق محيط و معيار عملكرد، موضوع قابل توجهي مي باشد. برخي محيط هاي (واقعي) در واقع كاملا ساده هستند به عنوان مثال، روبوت طراحي شده جهت بررسي قسمتهاي ارائه شده به وسيله تسمه انتقال دهنده ممكن است از چند فرضيه ساده بهره گيرند اينكه چراغها همواره، همينطور عمل مي كنند، تنها چيز در تسمه انتقال قسمتهايي خودهد بود كه بايد شناسايي گردند و اينكه تنها امكان دو عمل وجود دارد (پذيرش يا عدم پذيرش).
درارائه این فصل ما پیرامون 4 نوع برنامه واسطه اساسی که شامل مراحل اساسیکه درهمه سیستمهای هوشمند وجود دارد درزیراشاره میکنیم :
1-نتیجه ساده واسطه
2-نتیجه مدل اساسی واسطه
3-هدف اصلی واسطه
4- مزیت واسطه مرکزی (اساسی)
سپس ما شرح دادیم چگونگی تبدیل ومعکوس کردن آنها را درفهم واسطه دریک دوره عمومی
نتیجه ساده واولیه واسطه
ساده ترین نوع واسطه نتیجه وانعکاس ساده واسطه است این واسطه ها کارها واقدامات برگزیده راروی روش تصویری وادراکی انجام میدهند.
نادیده گرفتن ازادامه گزارش تصویری .برای مثال ، یک واسطه خالی همان واسطه تابع است
که درشکل 203 فهرست بندی شده ویک نتیجه ساده واسطه است زیرا این تصمیم فقط درمحل وموقعیت روشهای اصلی که شامل چیزهای بی ارزش دیگراست یک برنامه واسطه برای این نوع واسطه درشکل 208 نشان داده شده است . نکته مهم اینکه برنامه واسطه خالی خیلی کوچک است درواقع ودرمقایسه با جدول مشابه این تبدیل وکاهش واضع بیشترناشی ازنادیده
گرفتن تاریخ گزارش تصویر است ، همان که اعداد امکان پذیراز4 به توان T تا 4 کم می کند به علاوه کم تبدیل شدن اوواقعیت که زمانیکه روش مربعی زشت است ، این اقدامات مربوط به موقعیت نیست تصورکنید شما راننده یک تاکسی خودکارهستید اگرماشین جلویی ترمزبگیرد وچراغهای ترمزروشن شود
سپس شما باید به این نکته توجه کنید وشروع به ترمز گرفتن کنید به عبارت دیگربعضی ازمراحل ورودی visual رابرای برقراری وجداکردن ما آنهارا فراخوانی می کنیم ماشین جلویی درحال ترمزگرفتن است سپس پاشنه این ارتباط را برقرار می کند دربرنامه واسطه برای گرفتن اولین ترمز ما چنینارتباطی را ، چگونگی عمل به قوانین می نامیم که نوشته می شود : اگرماشین جلویی درحال ترمزگرفتن است سپس شروع کن به ترمزگرفتن انسان همچنینارتباطات زیادی برقرارمیکند بعضی ازآنها درمقابل عکس العملی یاد گرفته می شوند (برای مثال رانندگی) وبعضی ازآنها ذاتی ونتیجه غریزی دارند (مثلابه هم زدن چشم زمانیکه چیزی وارد چشم میشود ) درضمن این کتاب ما چندین راه مختلف راکه برای ارتباط برقرارکردن می توان آ موخت وانجام داد می بینیم
برنامه موجود درشکل 208 یک نوع خاص ازمحیط خلا به طورمخصوصاست راه ووسیله عمومی تروقابل تغییراست درابتدا ساخت یک مفسرمفهوم عمومی برای چگونگی عمل به قوانین وایجاد یک سری قوانین مخصوص به محیط کار.شکل 209 ساختاری ازیک برنامه عمومی وخلاصه شده را نشان میدهد (فکرنکنید اگراین جزیی است ،آن کمترجالب توجه است)
ما ازمربع مستطیل برای معنی کردن حالت معمولی ورایج درونی یک پردازش یک تصمیم واسطه استفاده می کنیم وازبیضی برای نمایش دادن اطلاعات زمینه استفاده می کنیم درپردازش یک برنامه واسطه همان طور که درشکل 201 نشان داده می شود خیلی ساده است تفسیرایجاد توابع ورودی به طورخلاصه شرح داده شده به مراحل روشها ازتصویر وتابع قوانین جفتی را برمی گرداند دراولین قاعده ازسری قواعدی که مراحل را شرح مید هند.
مهم اینکه توصیف وشرح برحسب قوانین وزوجیت آنها کاملا ادراکی وتصویری است درواقع این لوازم می توانند مجموعه ساده ای ازراههای منطقی برای انجام دادن جریان boolean باشند نتیجه ساده واسطه خاصیت قابل تحسین برای ساده بودن دارد اما این نتیجه اثبات کرده که هوش خیلی محدود است واسطه در شکل 2010 فقط اگرتصمیم درستی باشد کارمی کند و می تواند فقط براساس وروش تصوری وادراکی ساخته شود که این فقط اگر محیط کاملا معلوم وواضح باشد صورت می گیرد حتی یک ذره کوچک پیدا ومعلوم می تواند باعث زحمت وسختی شود برای مثال موضوع ترمزگرفتن یک فرضیه اولیه می دهد که شرایط " ماشین جلویی درحال ترمز گرفتن "می تواند ازقاعده جاری " تصاویرویدیوئی موجود" تعیین شود اگرماشین جلویی چراغهای خطرداشته باشد .متاسفانه مدلهای قدیمی ساختاروپیکربندی متفاوتی
ازچراغهای عقب اتومبیل (چراغهای خطر) وسیگنال های روشنایی داشتند.
واین همیشه امکان پذیرنمی باشد که ازروی یک تصویرصحبت کنیم هنگامیکه ماشین درحال ترمزکردن است یکی ازعوامل ساده عکس العمل دررانندگی پشت بعضی ازماشینها ترمزهای طولانی وغیرلازم یا اشتباه ترمزگرفتن ویا بطورکلی اصلا ترمزنگرفتن است می توانیم مشکلات را ببینیم که دردنیای خلا ایجاد می شود فرض کنید که یک عکس العمل ساده درفضای خلا حسگرمکانی محروم است وفقط یک حسگرخاک است مثل یک عامل که فقط دو قاعده امکان دارد :
تمییزوکثیف .این عامل می تواند کمبود پاسخگویی به خاک اما پاسخگویی به این عامل به فضای تمییزچیست ؟ حرکت کردن به سمت چپ درست نخواهد بود اگر این موضوع درمربع A اتفاق بیافتد وحرکت کردن به سمت راست درست نخواهد بود
اگر این موضوع درمربع B اتفاق بیافتد چرخه های بی نهایت برای یک عکس العمل ساده درفضای قابل مشاهده اغلبا غیرقابل اجتناب است خارج شدن ازچرخه پایان ناپذیرامکان پذیراست اگرعامل بتواند عملکرد خود را به صورت اتفاقی تبدیل کند برای مثال اگر عامل خلا حس شود (تمییز) ممکن است ضربه زدن به یک سکه برای انتخاب به چپ وراست باشد این بسیارساده است که بخواهیم نشان دهیم که عامل دریک عملیات دومرحله ای به یک مربع دیگرمی رسد .
سپس اگر مربع کثیف باشد تمییزخواهد شد وعمل تمییزسازی کامل خواهد شد بنابراین یک عکس العمل ساده ممکن است خارج ازاجرای قطعی باشد ما در بخش 3/2 که درمورد عکس العملها به صورت تصادفی به یک محیط چند عاملی است صحبت خواهیم کرد دریک محیط یک عاملی تصادفی بودن عقلی ومنطقی نیست این مفید است که به یک عکس العمل ساده دربعضی شرایط کمک می کند .ما می توانیم با عوامل پیچیده قطعی بهترازاین عمل کنیم
واکنش عوامل براساس مدل
موثرترین روش برای پشتیبانی کردن قسمتی عوامل قابل مشاهده نگهداری تعقیب بخشی ازجهان که قابل دیدن نمی باشد یک عامل می تواند بعضی ازوضعیت های داخلی که به درک تاریخ ودرنتیجه منجربه تفکر به صورت حداقل در مورد ابعادغیرقابل مشاهده وضعیت موجود می گردد.برای مشکل ترمزوضعیت یا شرح داخل زیاد پهناور نیست فقط قالب قبلی دوربین ها اجازه دادن به عوامل برای شناسایی هنگامیکه دونور قرمزرنگ درلبه یک وسیله روشن وخاموش می شود به صورت همزمان براین سایروظایف رانندگی مانند عوض کردن لنزنیازاست که مامورنگهدداری وتعقیب جایی هستند که سایرماشین ها به روزرسانی وظایف داخلی اطلاعات نیازبه دونوع اطلاعات دارد دربرنامه مامورابتداما بعضی ازاطلاعات درمورد چگونگی بیرون دادن با استنتاج کرد ن جهان به صورت مستقل است برای مثال سبقت گرفتن ماشین نزدیک ازان خواهد بود ازازیک لحظه پیشتردوما ما نیازبه بعضی ازاطلاعات درمورد تاییدات ماموربرجهان داریم برای مثال هنگامیکه فرمان ماشین را درجهت عقربه های ساعت می چرخانیم ماشین به سمت راست می پیچد این درمورداییکه جهان چگونه کار می کندجاییکه ازیک مدارساده بولین دریک نظریه کامل علمی این مدل جهان نامیده میشودو agent که به عنوان مدل استفاده می شود مرسوم به agent هایی درپایه مدلمی باشند نمودار11/2 ساختارمامورعکس العمل می باشد که نشان می دهد چگونه قاعده محلی با نمونه های وضعیت داخلی قدیمی ترکیب می شود برای ساختن توصیف ووضعیت جاری می باشد بخش جالب عملکرد به روزرسانی وضعیت برای توصیف وضعیت های داخلی جدید می باشد .
یک عامل یادگیری به چهارمفهومی قطعات چنانچه نشان داده شده درشکل 2015تقسیم مشود مهمترین تمایزمابین عناصریادگیری است که مسئول برای بهبودهای ساختن است وعنصر کارایی که مسئول انچه که ما داریم به طورقبلی رسیدگی کردن به عامل کامل : بودن ان درpercepts وتصمیم می گیرد (روی ) درعملها می گیردعنصر یادگیری پس خورد ازانتقاد کننده استفاده می شود چطورعامل ویقینها انجام می دهد چطورعنصرکارایی اصلاح خواهد شد که بهتردراینده انجام بدهد .
طراحی عنصریادگیری خیلی زیاد روی طراحی عنصرکارایی وابسته می باشد.
اول سوال نیست چطور من قصد دارم ان را بگیرم که این یاد بگیرد اما چه نوعی عنصرکارایی عاملم لازم است خواهد که انجام بدهد این یکی ان یاد گیردچطور؟ با توجه یک سازوکارهای یادگیری طراحی عامل ساخته میشوند که هرقسمت ازعامل بهتربشوند انتقادکننده عنصریادگیری را می گوید چقدرخوب عامل دارد با احترام به یک استاندارد کارایی ثابت انجام می دهد . انتقاد کننده ها لازم است برایاینکه percepts خودشان فرام نمودن هیچ نشان ازعامل موفقیت نیست .
برای مثال یک برنامه شطرنج می توانست یک percepts نشان دادن دریافت بکند کهآن checkmate حریفش دارد اما ان یک استاندارد کارایی نیازدارد که بداند که این یک چیز خوب است . percept خودش همچنین نمی گوید.ان است استاندارد کارایی که مهم تثبیت می کند .با به طورمفهومی یک فکرازان وقتیکه بیرون عامل رویهم رفته برای اینکه عامل نباید ان را اصلاح بکند که رفتارخودش را مناسب باشد . اخرین جزعامل یادگیری مولد مساله است . ان مسئول برای پیشنهاد کردن عملها است که به تجربه های جدید واموزنده هدایت خواهد نمود.
نقطه ان است اگرعنصرکارایی راهش را ان انجام دادن عملها داشت که بهترین معین چه ان knews هست .
اما اگرعامل راغب است که مقدارکمی کاوش بکند ومقداری شاید عملهای بهینه سازی تقریبی درکوتاه مدت ان ممکن بود خیلی بهترعملها برای اجرا کردن بلند کشف بکند . مساله مولد است کاراست که اینها عمل اکتشافی را پیشنهادبکند.این است انچه که دانشمندها انجام می دهند موقعیکه انها ازمایش انجام می دهند Galileio فکرنکرد که کاهش تکان می خورد ازاوج یک برجی درpisa ارزنده درخودبود. او noy سعی کردن بود که سنگها نه قطع بکند که مغزگذرنده های بدبخت اصلاح بکند که مغزخودش بوسیله مشخص نمودن یک بهترنظریه ازحرکت هدف بوسیله هدفش ها اصلاح بکند.برای ساختن روپوش desing واقعی زیادتری به ما برگشت به مثال تاکسی خودکارشده اجازه داد.
تشکیل شده ازعنصرکارایی هرچه جمع اوری دانش وروشها تاکسی برای انتخابکردن عملها راندنش دارند. تاکسی gose خارج روی جاده وکاربرد گرداننده ها این عنصرکارایی . انتقاد کننده هاکلمه را واطلاعات مرحله ها درطول به عنصریادگیری مشاده می کند .برای مثال بعد ازتاکسی یک گردش به چپ سریع درعرصه راه ترافیک می سازد. انتقاد کننده ها مشاهده میکند زبان تکان دهنده بوسیله راه اندازهای دیگراستفاده می کنند . عنصریادگیری قادراست که تدوین بکند یک گفتن قاعدهاین یک عمل بد بود وعنصرکارایی توسط نصب کردن قاعده جدید اصلاح شده است .مولد مساله ممکن است مشخص بنماید حوزه های مطمئن رفتاردراز بهبود نیازدارند وازمایش ها مثل (عبارتند از) امتحان کردن ترمزها را روی سطحهای جاده متفاوت زیرشرایط متفاوت پیشنهاد کنید .عنصریادگیری می تواند تغییرات به هرکدام ازقطعاتدانش نشان داده شده درنمودارهای عامل (2013،2011،209و2014) بسازد.ساده ترین موردها یادگیری مستقیما ازpercept رشته شامل می شوند .مشاهده ایالات پی درپی ازمحیط می تواند عامل را اجازه بدهد که یادبگیرد انچه که عملهایم انجام بدهند.
برای مثال اگرتاکسی یک متوقف کردن فشاربرخی چه موقع راند ن دریک جاده خیس به کاربندد درانوقت ان بزودی کشف خواهد کرد چه مقدارکاهش سرعت واقعابه نتیجه رسیده شده است . به وضوح این دوکاریادگیری مشکل ترهستند اگرمحیط تنها به طور جزئی قابل مشاهده است .
شکل ها یادگیری پاراگراف پیش لازم نیست که دسترسی بیابد استاندارد کارایی خارجیدریک sense استاندارد جهانی یک پیش بینی های ساختن است .این دوره دارد دارای کامپیوترwhirlwind (نوعی کامپیوتررقمی که ازلامپ خلا استفاده می کند) بازدیدی ازهوش مصنوعی است .
1 یک برنامه یا نماینده هست چیزی که دریافت می کند انجام میدهد دریک محیط وتابع برنامه برای یک برنامه خاص یا ویژه که انجام وظایف به وسیله برنامه پاسخ جواب دررشته محسوس شده اند.حد اجرا :سنجیدن وارزیابی رفتاریک برنامه درداخل یک محیط وبرنامه منطقی انجام می دهد خیلی ارزش ها انتظارداشتن درحد اجرا یک ارایش مرتب محسوس شدان را که به نظرامکان ندارد
·محیط برنامه: دارای ویژگی های که شامل حد اجرا ، محیط بیرونی به کارانداختن محرک یا راه انداز وحس گر. این طراحی کردن یک برنامه درمرحله اول بایدهمیشه مخصوص درمحیط برنامه به طور کامل ممکن شدنی باشد.
·محیط برنامه خیلی طولانی دارای چندین بعد یا اندازه معنی دارهستند ان می تواند به طورکامل یه به طور جزئی قابل مشاهده باشد جبرگرایانه یه اتفاقی جزیه جز یا متوالی وتک برنامه به چندگانه عملکرد برنامه وسایل تابع برنامه است ان جا وجود دارد برنامه های پایه ای متنوعی طراحی شده اند برگرداندن نوعی ازاطلاعات ساخته شده صریح وروشن واستفاده می
شود درپردازش وتصمیم گیری. طراحی ها خیلی کارایی کم حجم وانعطاف پذیرند
همه این برنامه ها ونماینده ها می تواند بهبود بخشد تااجرای ان را یاد گرفت نقش اصلی ازفعالیت دربهره هوشی تصورازاستدلال عملی – برمیگرددبه کمترین دوره دلایل ذره ای بود هم چنین موضوع mccarthy درسال 1958 شامل عنوان برنامه های با حواس پنج گانه معمولی ان رشته ای ازرباتیک وتئوری کنترل است که به وسیله انها خیلی طبیعی ، رابط اصلی ازفضا وساختمان ازفیزیک برنامه برقرارمیکنیم تصورمی شود که کنترلردرتئوری کنترل عینا دربرنامه درهوش مصنوعی هستند شایدبه طورشگفت انگیز هوش مصنوعی تمرکزمی کند برای بسیاری ازشرح حال روی گزینه های تنها روی چرخه برنامه هستند این بحث برنامه امتحان شده توسط geneser
& nilsson (1987) بود به استثنای پذیرفته شد ه وچرخه برنامه دیدگاه است که اکنون به طور وسیع پذیرفته شده دررشته ها وهست یک موضوع یا ارم کنترل شده درامتحانات تقسیمات اساسی یک اثریا مثال ریشه یک فکروعقیده عقلانی درفلسفه وسیاست است بحث درمورد فن واقعی تاسیس وایجاد یک رشته درهوش مصنوعی فکروعقیده بود ازعلاقه بیرونی تااینکه دراواسط سال 1980 زمانی که ان شروع کرد به بحث های سرشماری وتعداد زیادی یک مقاله به وسیله جان دویل پیشگویی کرد که طراحی برنامه عقل به نظرمیاید که قسمت اصلی ماموریت درهوش مصنوعی است یک نماینده بازتاب ساده با یک کارنماینده اتفاقی یک نماینده ساده می تواند چنین نماینده واندازه گیری اجرایش روی درچندین طراحی کنید؟
می توانید یک environment طراحی کنید که نماینده اتفاقیتان خیلی ناخوش ؟ انجام خواهد داد نتایجتان را نشان بدهید.
یک نماینده بازتابی با ایالت یک نماینده بازتاب ساده ؟ می توانید چنین نماینده واندازه گیری اجرایش درمحیطهای چندین طراحی کنید می توانید یک نماینده عقلیاین نوع طراحی کنید
تمرین 2010 برای مورد تکراربشوید که اندام حسی محل با یک اندام حسی ضربه سرجای خود گذاشته شده است که پیدا میکند که نماینده است که به یک مانع یا به تقاطع مرزها محیط حرکت بکند چطورنماینده بایستی رفتارکند برنامه های نماینده ممکن برای هریک ازدنباله را نگارش ها بحث کنید یک مورفی قانون است :
درصد - fivetwenty -five
اززمان چنان عمل به تمیزکف رااگرکثافت سپرده ها کثیف وروی کف رد می کند اگر کف تمیزاست برنامه نماینده تان چطورتاثیرگزاشته است اگراندام حسی کثافت پاسخ نادرست را %10 اززمان بدهد
Lng ازمایش کردن هدف مات درشطرنج یک جستجو بخش پشت لازم است بایستی که داشت ازمایش شده اند علیه ایالات بوسیله جستجو جلویی تولید بکند انجا راه عمومی نیست که این بهترانجام بدهد با مقایسه کردن شکل راه کارهای جستجو بی اطلاع 3017 مقایسه کردن راه کاردرضوابط ازچهارenaluation معیارمجموعه جلودربخش 304 جستجو می کند با اجتناب کردن ایالات مکرر بالا به این اشاره بکند ماتمام اما نادیده گرفته یکی ازمهمترین پیچیدگی های به فرایند جستجو :داریم امکان زمان تلف کردن بوسیله بسط دادن ایالات ان قبلا مواجه شده است ومنبسط شده است هرگزبرای تعدادی مساله این امکان پیش نمی اید فاصله وضعیت یک درخت است وانجا تنها یک مسیربه هروضعیت است تدوین کارامد مساله ملکه ها
برای اینکه این وضعیت تنها توسط یکی مسیررسیده می شود اگرما 8 مساله را تدوین بکنیم تا اینکه یک ملکه قرارگرفته شده درستونی می تواند بود درانوقت هروضعیت با ملکه ها توسط مسیرهای متفاوت رسیده میشود برای تعدادی مساله تکرارشدندایالات غیرقابل اجتناب هستند این تمام مساله ها شامل میشود کجا عملها قابل تغییرمثل Route-finjding مساله ها هستند وslidin-blocks گیج میکند درخت جستجوها برای این مساله بی پایان اما اگرما الو مقداری ازایالات مکررهستند ما می توانیم درخت جستجو را به اندازه محدود مولد تنها قسمت درخت خرد بکنیم که state-space نموداررا توسعه بدهد هم اکنون با توجه درخت جستجو بالا به یک عمق ثابت ان اسان است
که موردها پیدا بکند جائیکه با حذف کردن وضعیت مکرر یک کاهش توانی درهزینه جستجو را یه بدهد درمورد نهایی یک فاصله وضعیت اندازه d شکل 3018 (یک درخت یک برگ) b شکل 3018 مثال شبکه ای مستطیلی است بطوریکه درشکل C 3018 روشن ساخت دریک شبکه ای هروضعیت چهاربعدی دارد بنابراین شامل درخت جستجوی تکرارشدند.
یک گره دریک درخت جانشین نیست .درشکل 306 ریشه هردرخت شامل این ندها است با طرح مشخص.نمایش ریشه گروه گره ها ساده خواهد بود راهبرد جستجو سپس اطلاعات انتخاب .گره بعدی فاصله دارازاین گروه خواهد بود همچنین درک این ساده قابل فهم است وممکن محاسباتی هزینه برزیرااطلاعات راهبردی ممکن به نظرمیرسدخیلی ازالمنت هایی که انتخاب شده اند بهترازان هستند قبل ازاین ما فرض خواهیم کردکه مجموعه ای ازگره ها عضو تشکیل دهنده یک صف هستند عمل های یک صف پیرومیکند از:درست کردن صف بادادن المنت به صفهاخالی؟ درست برمیگرداند فقط اگرالمنت ها ی بیشتری درصف وجودنداشتهاولین صف اولین المنت راازصف برمیگرداند اولین حذف صف اولین برمیگرداند وان را ازصف حذف می کند درج یک المنت به صف اضافه می شود ونتیجه را به صف برمیگرداند (مانوع مختلف ازصف هاراخواهیم دید المنت ها ازدستورهای مختلف اضافه میشود)درج همه المنت ها را به صف اضافه کردن وبرگرداندن نتیجه به صف با این ویژگی ها ما ورژن های اساسی بیشتری می توانیم بنویسیم ازالگوریتم عمومی جستجوی درخت نشان داده شده است درشکل 309
اندازه گرفتن عملکرد مشکل حل شده محصول مشکل حل شده الگوریتم هریک ازکوتاهی یا یک جواب است (تعدادی ازالگوریتم ها ممکن است درحلقه نامحدود گیرکنند وهرگزیک محصول برنگردانند)ما اجرای الگوریتم ها را در4 روش ارزیابی خواهیم کرد:تکمیل: آیا الگوریتم تضمین می کند پیداکند جواب را وقتی درمکان یک است ؟
·ایا راهبرد پیدا میکند جواب توضیح داده شد ه درصفحه 62زمان پیچیدگی :چه مدت زمان طول می کشد تا جواب پیدا شود ؟فضای پیچیدگی : چه میزان حافظه نیازاست برای انجام جستجو؟
زمان وفضای پیچیدگی همیشه مورد توجه هستند با رعایت میزان مشکلات مختلفدرعلم نظری کامپیوتراندازه نوعی ازسایزوضعیت فضای گراف هست.زیراگراف نظریه هست ساختارداده اشکارنیست به برنامه جستجو(نقشه رومانیا مانند این است ) درAL مکانی که گراف نشان داده شده ضمنابا وضعیت اصلی واطلاعات دراغازقراردادن ونامحدود بی شماراست .پیچیدگی شرح داده شده در3 کمیت : B درجه رشته (شاخه ) یا ماکزیمم شماره هایی که دراغاز هرگره قراردادن d عمق کمترین هدف گره و m زمان که اغلباندازه گیری شده دردوره شماره های گره های تولید شده درطول جستجو و فضا دردوره ماکزیمم شماره ای گره های ذخیره شده درحافظهتشخیص دادن موثرالگوریتم جستجو ما میتوانیم فرض کنیم ارزش جستجو نوعیاست که مربوط بودن به زمان پیچیدگی اما همچنین می توانیم شامل یک دوره برایکاربرد حافظه یا ما می توانیم ازارزش جمع استفاده کنیم وبه طوریکه ترکیب میشودبا ارزش جستجو وبا ارزش مسیرجواب پیدا شده برای مشکل ازخط مسیرپیدا شوداز
arad به Bucharest
زیردرخت سمت چپ دارای ارزش یکسان بوده عمق نامحدود بوده ولی شامل هیچ جوابی نیست وجستجوی عمق نخست برای ان هیچگاه پایان نمی پذیرد از اینجا نتیجه میشود که ان کامل نیست دربدترین حالت جستجوی عمق نخست تمامی گره های
احترام به یک استاندارد کارایی ثابت انجام می دهد . انتقاد کننده ها لازم است برایاینکه percepts خودشان فرام نمودن هیچ نشان ازعامل موفقیت نیست .برای مثال یک برنامه شطرنج می توانست یک percepts نشان دادن دریافت بکند کهآن checkmate حریفش دارد اما ان یک استاندارد کارایی نیازدارد که بداند که این یک چیز خوب است . percept خودش همچنین نمی گوید.ان است استاندارد کارایی که مهم تثبیت می کند .با به طورمفهومی یک فکرازان وقتیکه بیرون عامل رویهم رفته برای اینکه عامل نباید ان را اصلاح بکند که رفتارخودش را مناسب باشد . اخرین جزعامل یادگیری مولد مساله است . ان مسئول برای پیشنهاد کردن عملها است که به تجربه های جدید واموزنده هدایت خواهد نمود.نقطه ان است اگرعنصرکارایی راهش را ان انجام دادن عملها داشت که بهترین معین چه ان knews هست .اما اگرعامل راغب است که مقدارکمی کاوش بکند ومقداری شاید عملهای بهینه سازی تقریبی درکوتاه مدت ان ممکن بود خیلی بهترعملها برای اجرا کردن بلند کشف بکند . مساله مولد است کاراست که اینها عمل اکتشافی را پیشنهادبکند.این است انچه که دانشمندها انجام می دهند موقعیکه انها ازمایش انجام می دهند فکرنکرد که کاهش تکان می خورد ازاوج یک برجی درpisa ارزنده درخودبود. او noy سعی کردن بود که سنگها نه قطع بکند که مغزگذرنده های بدبخت اصلاح بکند که مغزخودش بوسیله مشخص نمودن یک بهترنظریه ازحرکت هدف بوسیله هدفشها اصلاح بکند.برای ساختن روپوش desing واقعی زیادتری به ما برگشت به مثال تاکسی خودکارشده اجازه داد.تشکیل شده ازعنصرکارایی هرچه جمع اوری دانش وروشها تاکسی برای انتخاب کردن عملها راندنش دارند. تاکسی gose خارج روی جاده وکاربرد گرداننده ها این عنصرکارایی . انتقاد کننده هاکلمه را واطلاعات مرحله ها درطول به عنصریادگیری مشاده می کند .برای مثال بعد ازتاکسی یک گردش به چپ سریع درعرصه راه ترافیک می سازد. انتقاد کننده ها مشاهده می کند زبان تکان دهنده بوسیله راه اندازهای دیگراستفاده می کنند . عنصریادگیری قادراست که تدوین بکند یک گفتن قاعده این یک عمل بد بود وعنصرکارایی توسط نصب کردن قاعده جدید اصلاح شده است .مولد مساله ممکن است مشخص بنماید حوزه های مطمئن رفتاردراز بهبود نیازدارند وازمایش ها مثل (عبارتند از) امتحان کردن ترمزها را روی سطحهای جاده متفاوت زیرشرایط متفاوت پیشنهاد کنید .عنصریادگیری می تواند تغییرات به هرکدام ازقطعات دانش نشان داده شده درنمودارهای عامل (2013،2011،209و2014) بسازد.ساده ترین موردها یادگیری مستقیما ازpercept رشته شامل می شوند .مشاهده ایالات پی درپی ازمحیط می تواند عامل را اجازه بدهد که یادبگیرد انچه که عملهایم انجام بدهند.برای مثال اگرتاکسی یک متوقف کردن فشاربرخی چه موقع راند ن دریک جاده خیس به کاربندد درانوقت ان بزودی کشف خواهد کرد چه مقدارکاهش سرعت واقعا به نتیجه رسیده شده است . به وضوح این دوکاریادگیری مشکل ترهستند اگرمحیط تنها به طور جزئی قابل مشاهده است .شکل ها یادگیری پاراگراف پیش لازم نیست که دسترسی بیابد استاندارد کارایی خارجی دریک sense استاندارد جهانی یک پیش بینی های ساختن است .این دوره دارد دارای کامپیوترwhirlwind (نوعی کامپیوتررقمی که ازلامپ خلا استفاده می کند) بازدیدی ازهوش مصنوعی است .
1 یک برنامه یا نماینده هست چیزی که دریافت می کند انجام میدهد دریک محیط وتابع برنامه برای یک برنامه خاص یا ویژه که انجام وظایف به وسیله برنامه پاسخ جواب دررشته محسوس شده اند.
·حد اجرا :سنجیدن وارزیابی رفتاریک برنامه درداخل یک محیط وبرنامه منطقی انجام می دهد خیلی ارزش ها انتظارداشتن درحد اجرا یک ارایش مرتب محسوس شدان را که به نظرامکان ندارد
·محیط برنامه: دارای ویژگی های که شامل حد اجرا ، محیط بیرونی به کارانداختن محرک یا راه انداز وحس گر. این طراحی کردن یک برنامه درمرحله اول بایدهمیشه مخصوص درمحیط برنامه به طور کامل ممکن شدنی باشد.
·محیط برنامه خیلی طولانی دارای چندین بعد یا اندازه معنی دارهستند ان می تواند به طورکامل یه به طور جزئی قابل مشاهده باشد جبرگرایانه یه اتفاقی جزیه جز یا متوالی وتک برنامه به چندگانه عملکرد برنامه وسایل تابع برنامه است ان جا وجود دارد برنامه های پایه ای متنوعی طراحی شده اند برگرداندن نوعی ازاطلاعات ساخته شده صریح وروشن واستفاده میشود درپردازش وتصمیم گیری. طراحی ها خیلی کارایی کم حجم وانعطاف پذیرند همه این برنامه ها ونماینده ها می تواند بهبود بخشد تااجرای ان را یاد گرفت نقش اصلی ازفعالیت دربهره هوشی تصورازاستدلال عملی – برمیگرددبه کمترین دوره دلایل ذره ای بود هم چنین موضوع mccarthy درسال 1958 شامل عنوان برنامه های با حواس پنج گانه معمولی ان رشته ای ازرباتیک وتئوری کنترل است که به وسیله انها خیلی طبیعی ، رابط اصلی ازفضا وساختمان ازفیزیک برنامه برقرارمیکنیم تصورمی شود که کنترلردرتئوری کنترل عینا دربرنامه درهوش مصنوعی هستند شایدبه طورشگفت انگیز هوش مصنوعی تمرکزمی کند برای بسیاری ازشرح حال روی گزینه های تنها روی چرخه برنامه هستند این بحث برنامه امتحان شده توسط geneser & nilsson (1987) بود به استثنای پذیرفته شد ه وچرخه برنامه دیدگاه است که اکنون به طور وسیع پذیرفته شده دررشته ها وهست یک موضوع یا ارم کنترل شده درامتحانات تقسیمات اساسی یک اثریا مثال ریشه یک فکروعقیده عقلانی درفلسفه وسیاست است بحث درمورد فن واقعی تاسیس وایجاد یک رشته درهوش مصنوعی فکروعقیده بود ازعلاقه بیرونی تااینکه دراواسط سال 1980 زمانی که ان شروع کرد به بحث های سرشماری وتعداد زیادی یک مقاله به وسیله جان دویل پیشگویی کرد که طراحی برنامه عقل به نظرمیاید که قسمت اصلی ماموریت درهوش مصنوعی استیک نماینده بازتاب ساده با یک کارنماینده اتفاقی یک نماینده ساده می تواند چنین نماینده واندازه گیری اجرایش روی درچندین طراحی کنید می توانید یک environment طراحی کنید که نماینده اتفاقیتان خیلی ناخوش ؟ انجام خواهد داد نتایجتان را نشان بدهید.یک نماینده بازتابی با ایالت یک نماینده بازتاب ساده ؟ می توانید چنین نماینده واندازه گیری اجرایش درمحیطهای چندین طراحی کنید می توانید یک نماینده عقلیاین نوع طراحی کنید .
تمرین 2010 برای مورد تکراربشوید که اندام حسی محل با یک اندام حسی ضربه سرجای خود گذاشته شده است که پیدا میکند که نماینده است که به یک مانع یا به تقاطع مرزها محیط حرکت بکند چطورنماینده بایستی رفتارکند برنامه های نماینده ممکن برای هریک ازدنباله را نگارش ها بحث کنید یک مورفی قانون است درصد - fivetwenty -fiveاززمان چنان عمل به تمیزکف رااگرکثافت سپرده ها کثیف وروی کف رد می کند اگر کف تمیزاست برنامه نماینده تان چطورتاثیرگزاشته است اگراندام حسی کثافتپاسخ نادرست را %10 اززمان بدهد lng ازمایش کردن هدف مات درشطرنج یک جستجو بخش پشت لازم است بایستی کهداشت ازمایش شده اند علیه ایالات بوسیله جستجو جلویی تولید بکند انجا راه عمومی نیست که این بهترانجام بدهد با مقایسه کردن شکل راه کارهای جستجو بی اطلاع مقایسه کردن راه کاردرضوابط ازچهارenaluation معیارمجموعه جلودربخش جستجو می کند با اجتناب کردن ایالات مکرر بالا به این اشاره بکند ماتمام اما نادیده گرفته یکی ازمهمترین پیچیدگی های به فرایند جستجو :داریم امکان زمان تلف کردن بوسیله بسط دادن ایالات ان قبلا مواجه شده است ومنبسط شده است هرگزبرای تعدادی مساله این امکان پیش نمی اید فاصله وضعیت یک درخت است وانجا تنها یک مسیربه هروضعیت است تدوین کارامد مساله ملکه ها برای اینکه این وضعیت تنها توسط یکی مسیررسیده می شود اگرما 8 مساله را تدوین بکنیم تا اینکه یک ملکه قرارگرفته شده درستونی می تواند بود درانوقت هروضعیت با ملکه ها توسط مسیرهای متفاوت رسیده میشود برای تعدادی مساله تکرارشدندایالات غیرقابل اجتناب هستند این تمام مساله ها شامل میشود کجا عملها قابل تغییرمثلRoute-finjding مساله ها هستند وslidin-blocks گیج میکند درخت جستجوها برای این مساله بی پایان اما اگرما الو مقداری ازایالات مکررهستند ما می توانیم درخت جستجو را به اندازه محدود مولد تنها قسمت درخت خرد بکنیم که state-space نموداررا توسعه بدهد هم اکنون با توجه درخت جستجو بالا به یک عمق ثابت ان اسان است که موردها پیدا بکند جائیکه با حذف کردن وضعیت مکرر یک کاهش توانی درهزینه جستجو را یه بدهد درمورد نهایی یک فاصله وضعیت اندازه d شکل 3018 (یک درخت یک برگ) b شکل 3018 مثال شبکه ای مستطیلی است بطوریکه درشکل 3018 روشن ساخت دریک شبکه ای هروضعیت چهاربعدی دارد بنابراین شامل درخت جستجوی تکرارشدند.یک گره دریک درخت جانشین نیست .درشکل 306 ریشه هردرخت شامل این ندها است با طرح مشخص.نمایش ریشه گروه گره ها ساده خواهد بود راهبرد جستجو سپس اطلاعات انتخاب .گره بعدی فاصله دارازاین گروه خواهد بود همچنین درک این ساده قابل فهم است وممکن محاسباتی هزینه برزیرااطلاعات راهبردی ممکن به نظرمیرسدخیلی ازالمنت هایی که انتخاب شده اند بهترازان هستند قبل ازاین ما فرض خواهیم کردکه مجموعه ای ازگره ها عضو تشکیل دهنده یک صف هستند عمل های یک صف پیرومیکند از:درست کردن صف بادادن المنت به صفهاخالی؟ درست برمیگرداند فقط اگرالمنت ها ی بیشتری درصف وجودنداشته اولین صف اولین المنت راازصف برمیگرداند
·اولین حذف صف اولین برمیگرداند وان را ازصف حذف می کند
·درج یک المنت به صف اضافه می شود ونتیجه را به صف برمیگرداند (مانوع مختلف ازصف هاراخواهیم دید المنت ها ازدستورهای مختلف اضافه میشود)درج همه المنت ها را به صف اضافه کردن وبرگرداندن نتیجه به صف با این ویژگی ها ما ورژن های اساسی بیشتری می توانیم بنویسیم ازالگوریتم عمومی جستجوی درخت نشان داده شده است درشکل 309اندازه گرفتن عملکرد مشکل حل شده محصول مشکل حل شده الگوریتم هریک ازکوتاهی یا یک جواب است (تعدادی ازالگوریتم ها ممکن است درحلقه نامحدود گیرکنند وهرگزیک محصول برنگردانند)ما اجرای الگوریتم ها را در4 روش ارزیابی خواهیم کرد:
·تکمیل: آیا الگوریتم تضمین می کند پیداکند جواب را وقتی درمکان یک است ؟
·ایا راهبرد پیدا میکند جواب توضیح داده شد ه درصفحه 62
·زمان پیچیدگی :چه مدت زمان طول می کشد تا جواب پیدا شود ؟
·فضای پیچیدگی : چه میزان حافظه نیازاست برای انجام جستجو؟
زمان وفضای پیچیدگی همیشه مورد توجه هستند با رعایت میزان مشکلات مختلف درعلم نظری کامپیوتراندازه نوعی ازسایزوضعیت فضای گراف هست.زیراگراف نظریه هست ساختارداده اشکارنیست به برنامه جستجو(نقشه رومانیا مانند این است ) درAL مکانی که گراف نشان داده شده ضمنا با وضعیت اصلی واطلاعات دراغازقراردادن ونامحدود بی شماراست .پیچیدگی شرح داده شده در3 کمیت : B درجه رشته (شاخه ) یا ماکزیمم شماره هایی که دراغاز هرگره قراردادن d عمق کمترین هدف گره و m زمان که اغلب اندازه گیری شده دردوره شماره های گره های تولید شده درطول جستجو و فضا دردوره ماکزیمم شماره ای گره های ذخیره شده درحافظه تشخیص دادن موثرالگوریتم جستجو ما میتوانیم فرض کنیم ارزش جستجو نوعیاست که مربوط بودن به زمان پیچیدگی اما همچنین می توانیم شامل یک دوره برایکاربرد حافظه یا ما می توانیم ازارزش جمع استفاده کنیم وبه طوریکه ترکیب میشودبا ارزش جستجو وبا ارزش مسیرجواب پیدا شده برای مشکل ازخط مسیرپیدا شوداز arad به Bucharest زیردرخت سمت چپ دارای ارزش یکسان بوده عمق نامحدود بوده ولی شامل هیچ جوابی نیست وجستجوی عمق نخست برای ان هیچگاه پایان نمی پذیرد از اینجا نتیجه میشود که ان کامل نیست دربدترین حالت جستجوی عمق نخست تمامی گره های o(b^m) ها دردرخت جستجو را تولید می کند m عمق بیشینه هرگره است توجه میشود که m می تواند خیلی بزرگتراز d باشد (عمق کم عمق ترین جواب ) ونامحدود است اگر درخت نامحدود باشد
جستجوی عمق محدود
مساله درختهای نامحدود می تواند با اعمال جستجوی عمق نخست با یک محدودیت عمق پیش فرض ما ساده تر گردد بدین معنی که با گره های واقع درعمق l بگونه ای برخورد می شود که گویی هیچ جایگزینی ندارند این رویکرد جستجوی عمق محدود نامیده میشود عمق محدود مساله مسیر نامحدود را حل میکند متاسفانه چنانچه ما l<d انتخاب کنیم این روش منبع اضافی از ناکاملی را ایجاد می کند بدین معنی که کم عمقترین جواب (هدف ) ورای عمق محدود است (این مساله وقتی dنامعلوم باشد غیرمحتمل نیست ) جستجوی عمق محدود می تواند غیربهینه باشد چنانچه d<l انتخاب کنیم رتبه زمانی ان o (b^l) ورتبه مکانی ان o (bl) است جستجوی عمق نخست بعنوان حالت خاصی ازجستجوی عمق محدود باازای l=بینهایت می باشدبرخی اوقات محدودیت های عمق برمبنای معلومات مساله معین می شوند دراین مثال روی نقشه رومانی 20 شهروجود دارد بنابراین ما می دانیم که اگر جوابی موجود باشد طول بیشینه ان 19 است پس l=19 یک انتخاب ممکن است اما درحقیقت چنانچه ما نقشه را بدقت مطالعه کنیم درمی یابیم که هر شهر قابل دسترسی از طریق شهردیگر درحداکثر 9 مرحله میباشد این عدد قطرفضای حالت نامیده می شود که برمبنای ان می تواند محدودیت عمق را بگونه مناسبی انتخاب کرد تا روش جستجوی عمق را بگونه مناسبی انتخاب کرد و کارامدتر گردد برای اکثر مسائل ما مقدار عمق محدود را بخوبی نمی دانیم مگر اینکه مساله را حل کنیم .جستجوی عمق محدود به عنوان روند ساده شده الگوریتم کلی جستجوی درختی یا الگوریتم جستجوی نخستین بازگشت محسوب می شود در شکل 3013 شبه کدهای روش جستجوی عمق محدود بازگشتی نشان داده شده توجه شود که که جستچوی عمقمحدود دراثر0^2 اشتباه می تواند متوقف شود 1 مقداراشتباه استاندارد که هیچ جوابی را مشخص می کند 2 مقدارقطع که هیچ جوابی درمحدوده محدودیت عمق را مشخص نمی کند .
جستجوی عمق نخست با عمیق سازی بازگشتی جستجوی عمیق سازی بازگشتی این روش یک استراتژی عمومی است که اغلب به همراه روش جستجوی عمق نخست بکار میرود وتوسط ان می توان بهترین عمق نخست را یافت اینکار با افزایش تدریجی محدویدیت از0،1،2،000مادام که هدف پیدامی شود صورت می گیرد این مساله وقتی رخ می دهد که محدودیت عمق به ممقدار d برسد (عمق کم ترین گره) الگوریتم ان درشکل 3014 نشان داده شده است عمیق سازی بازگشتی شامل مزایای دوروش جستجوی عمق نخست وچستجوی پهنای نخست است مانند روش عمق نخست مقدارحافظه مورد نیاز ان خیلی کم است مانند روش جستجوی پهنای نخست موقتی فاکتور شاخه گزینی محدود باشد جستجو کامل است ووقتی تابع هزینه مسیر یک تابع غیرنزولی از عمق گره باشد روش بهینه محسوب می شود شکل 3015 چهارتکرار از اعمال روش جستجوی عمیق سازی بازگشتی برای یک درخت چستجوی دودویی را نشان می دهد که در ان جواب درتکرار چهارم پیدا میشود روش عمیق سازی بازگشتی ممکن است روش وقت گیری بنظر برسد زیرا حالات چندین بار تکرار می شوند .این است که دریک درخت جستجو با فاکتور شاخه گزینی یکسان یا تقریبا یکسان درهر مرحله اکثر گره ها درمرحله پایینی هستند بنابراین اینکه مراحل بالایی چندین با ر تکرار شوند مساله ای نیست دریک جستچوی عمیق سازی بازگشتی گره هایی واقع درمراحل پایینی تنها یک بار تولید می شوند و گره های نزدیک گره های پایینی دوبار تولید می شوند به همین ترتیب الی اخرتارسیدن به بچه های ریشه درخت بنا براین مجموع تعداد گره های تولید شده به قرار زیرخواهد بود:
N(ids)=(d)b+(d-1)b^2+…+(1)b^4
که رتبه زمانی ان o(b^d ) می شود میتوانیم این تعداد را با تعداد گره های تولید شده در روش پهنای (عرض) نخست مقایسه کنیم پس داریم :
N(bfs )=b+b^2+…+b^d+(b^d-1-b)
توجه شود که روش جستجوی عرض نخست برخی گزه هارا درعمق d+1 تولید میکند درحالیکه درروش جستجوی عمیق گری بازگشتی این چنین نیست نتیجه می وشد که روش جستجوی عمیق سازی بازگشتی سریع ترازجستجوی عرض نخست است علیرغم اینه حالات دراین روش بصورت تکراری تولید میشوند برای مثال اگر b=10, d=5 باشد تعداد تکرارها دراین درروش بصورت زیراست :
N(ids)=50+400+3000+20000+100000=123450
N(bfs)=10+1000+1000+10000+100000+999990=101110100
جستچوی زیاد تکراری تشبیه وسعت جستجوی اولیه است که این جستجو کردن دریک لایه کامل یک گره جدید درهربارتکرار قبل ازرفتن به لایه بعدی است به نظرمی رسد که شباهت برابر ویکسانی بین تکراراهای رخ داده وتکرارهای مشابه ویکسان درجستجو است الگوریتم دومی(اخری) به ارث می برد ضمانت تا موقعی که دور ازنیاز حافظه است این یک عقیده است که برای افزایش ارزش وقیمت نهایی مسسیروراه به جای افزایش مدت طولانی استفاده میشود نتیجه الگورینم جستجوی مدارم یا چستجوی تکراری وطولانی نامیده می شود که درتمرین 3011نمایان شده است درمجموع متاسفانه این تکرارطولانی با مقایسه وسنجش عمومی وروی هم رفته محکم واساسی مواجه می شود میزان جستجوی یکسان دستور،عنوان جستجونظریه عنوان جستجوی قبلی منتشرشده است دردو جستجوی همزمان حالت اول یکی به طوف جلو ودیگری از انتهای برنامه وهدف متوقف شدن زمانیکه در جستجو در
مرکز تلاقی میکنند متوقف میشوند (شکل 3016) انگیزش تحریک است که
b^d/2+b^d/2 که خیلی کمترازb^d یا انچه درشکل است می باشد ناحیه دو دایره کوچک خیلی کمترازناحیه یکی ازدایره بزرگ مرکزی درشروع ووسعت دادن به هدف است دستورجستججو ابزاری است که به وسیله ان یکی یا هردومانع جستجو درهر گره قبل ازتوسعه برای دیدن است که اگر این ریشه دردرختهای جستجوی دیگری باشد وهمچنین اگریک راه حل پیدا شود .
برای مثال اگر یک مساله راه حلی به عمق d=6 داشته باشد وهرچرخش دستوروسعت اولین جستجو گره دریک زمان سپس درحالت بی ارزش وبه کد دو برخورد میکنند موقعی که همه توسعه یافتند اما یکی ازگره ها درعمق 3 است برای B=10 درمجموع 2202 گره تولید کند درمقایسه با 1101110100از اولیه وسیع واستاندارد بررسی گره ازعضویت دردرختان جستجو می تواند زمان ثابتی را درجدول ترکیبی ایجاد وبه وجود اورد همچنین پیچیدگی زمانی دردستور جستجوd/2) است سرانجام یکی ازدرختان جستجو باید درحافظه نگهداری شود همچنین این عضویت می تواند چک وبررسی شود ازاین رو پیچیدگی ها ی خالی می شود این
نیازفضای خالی خیلی مهم وقابل توجه درضعف وسستی دستور جستجو است الگوریتم
کامل وتمام است op+imal برای متوقف کردن وثابت ماندن ارزش هردو جستجو ابتدایی وطولانی هستند ترکیبات دیگر ممکن است کاملا متوقف شوند جداگانه یاهردو با هم کاهش درپیچیدگی زمانی دستورات جستجو جذاب را ایجاد می کند اما چگونه ما جستجو عقبی کنیم انجام دهیم این به اسانی صورت نیست اجازه دهید اجداد وریشه های یک گره (n)pred همه این گره ها که n دارند یک جانشین هستند دستور جستجو نیازدارد که pred به طورموثروکافی حساب کند اسانترین حالت زمانی است که همه فعالیتهای دریک مرحله متوقف شود که قابل نقض است همچنین pred(n)=succدرحالتهای دیگرممکن است که مهارت اساسی ومهمی نیازباشد .فرض کنید سئوالاتی که ما معنی می کنیم به وسیله هدف وبرنامه درجستجوی قبلی
وپشت زمینه ازهدف وبرنامه برای 8 جدول وبرای پیداکردن مسیردرromaniaفقط یکه هدف وحالت برنامه وجود دارد بنابراین جستجوی قبلی خیلی شبیه چستجوی بعدی است اگر چندین حالت لیست برنامه واضح وجو د داشته باشد دراین مثال 2 حالت برنامه ازاد وشلوغ درشکل 303 سپس ما می توانیم یک حالت برنامه ساختگی بسازیم که بلافاصله پردازش کند که همه حالتهای برنامه کنونی را شامل است وپردازش می کند به طوریک درمیان بعضی وتعدادی گره زاید تولید میشود که می توان ازانها دوری کرد به وسیله دیدن ومشاهد یک سری حالتهای ومراحل برنامه درکی مرحله جداومفرد .
هرکی ازپردازشها همچنین یک سری مرحله به طورخاص وویژه دارد که سری مراحل شبیه ومطابق جانشین درسری مراحل برنامه است به فصل 306 نیزنگاه کنید بیشترین تفاوت واختلاف حالت ومرحله برای دستور جستجو زمانی است که برنامه فقط یک اشاره توصیفی دربعضی ازسری های بزرگ مراحل برنامه ممکن باشد برای مثال همه مراحل مورد نیاز.
ارزش يكسان جستجو :
وسعت اولين جستجو ،زمانيكه همه مراحل هزينه ارزش يكساني دارند ، بهينه مي باشد. زيرا هميشه بسط مي دهد با يك ساده ما مي توانيم الگوريتم را پس با هر مرحله عملگرد ارزشي بهينه است پيدا كنيم . به جاي بسط دادن ارزش يكسان جستجو گسترش مي دهد . n را با پائين ترين هزينه راه توجه داشته باشيد كه اگر همه هزينه مراحل مساوي هستند اين براي وسعت اولين جستجو .
ارزش يكسان جستجو توجهي در مورد تعداد مراحل در راه ندارد . اما فقط در مورد هزينه كلي توجه مي كند . بنابراين آن متوقف خواهد شد در يك لوپ بي اندازه . اگر آن بسط دهد ند را كه عملكرد هزينه صفر دارد براي هدايت به عكس براي مرحله مشابه .( به عنوان مثال يك عملكرد NOOP ) ما مي تونيم تضمين كنيم كامل كننده اي پس فراهم مي كند هزينه هر مرحله را كه بزرگتر است از و يا اينكه مساوي است با برخي ثبات هاي مثبت كوچك . اين شرايط همچنين براي انتشار بهينگي كافي مي باشد . اين بدان معني مي باشد كه هزينه يك راه هميشه افزايش مي يابد به طوري كه ما در راه پيش مي رويم . از اين دارائي آسان است ديدن اينكه الگوريتم ند ها را گسترش مي دهد در صورت افزايش هزينه راه . بنابراين اولين هدف ند انتخاب شد براي گسترش يك راه حل بهينه است . ( به خاطر داشته باشيد كه جستجو سه گانه درخواست مي كند قسمت نهائي را فقط براي ندي كه براي گسترش انتخاب شده اند.) ما پيشنهاد مي كنيم براي سعي كردن الگوريتم براي يافتن كوتاه ترين مسير به " پو كارست "
ارزش يكسان جستجو بيشتر با هزينه راه هدايت مي شود تا عمق ها . بنابراين تكامل پيچيدگي آن نمي تواند به آساني توصيف اختصاصي كند در سطوح A وB در عوض اجازه دهيد كه C هزينه راه حل بهينه باشد و فرض شود كه هر عمل حداقل شامل هزينه E مي شود . سپس زمان مورد بر الگوريتم و فضاي پيچيدگي O مي باشد [b [c^x/e]]كه مي تواند خيلي بزرگتر از b^d باشد . اين بخاطر اين است كه ارزش و هزينه يكسان جستجو مي تواند و اغلب انجام مي دهد . كشف درخت هاي بزرگ از هر مرحله كوچك را بنابراين كشف راه ها شامل بزرگ مي باشد و شايد مرحله هاي مورد استفاده و مفيد .زمانيكه هزينه همه مرحله ها مساوي است البته b[c^x/e] فقط b^d مي باشد .
عمق و عرض اولين جستجو :
عمق و عرض اولين جستجو هميشه گسترش مي دهد همينقدر ندها را در ريشه جاري اولين درخت جستجو . پيشرفت جستجو در شكل 3.12 به تصوير كشيده شده است . جستجو اقدام مي كند فوراً عميقترين سطوح درخت جستجو جائيكه ند ها هيچ جانشيني ندارند . همانطور كه آن ند ها در حال گسترش مي باشند آنها از ريشه گذاري جا مي مانند . بنابراين سپس جستجو برگشت مي كند و پشتيباني مي كند به ند بعدي كه هنوز جانشين كشف نشده اي دارد .
اين استراژدي مي تواند انجام شود توسط درخت جستجو با يك نمايش آخر- در- اول –خارج(LIFO) همچنين به عنوان يك استك خمانطور كه يك پيشنهاد به درخت جستجو كامل نمي كند ،آن رايج است به انجام دادن عمق اولين جستجو با يك بازگشتي عملكرد كه خودش ناميده مي شود روي هر يك از بچه ها به نوبت .
عمق اولين جستجو يك حافظه خيلي فروتني دارد . احتياج به ذخيره فقط يك راه ساده از ريشه يك ند برگي . همراه با ند هاي هم نشود باقيمانده براي جستجوي ند در راه – زمانيكه يك ند كشف شده است ، آن مي تواند از ميان بر داشته شود از حافظه به محض اينكه نسل ها بطور كامل گسترش يافته باشند – ( شكل 3.12 ) براي يك فضاي واحد با عامل شاخه اي B و حداكثر عمق M عمق اولين جستجو نياز به ذخيره سازي ند BM+1 دارد . استفاده كردن از همان فرضيه در شكل 3.11 و فرض اينكه ند ها در عمق يكساني قرار دارند بعنوان اينكه ند نهائي هيچ جانشيني ندارد و ما متوجه مي شويم كه عمق اولين جستجو مورد نياز واقع مي شده 118 كيلو بايت بجاي 10 پتا بايت در عمق D=12 يك عامل از 10 بيليون دفعه فضاي كمتر .
شكل 3.12 : عمق اولين جستجو روي يك درخت باينري ند هائي كه گسترش يافته اند و هيچ نسلي ندارند در ريشه گذاري مي تواند از حافظه حذف شود . اينها با ند هاي سياه نشان داده شده اند . ند هاي در عمق 3 فرض مي شوند به نداشتن هيچ جانشيني و AF فقط ند نهائي است .
يك تنوع و گوناگوني عمق اولين جستجو جستجوي " بك تركينگ " ناميده مي شود كه هنوز حافظه كمي استفاده مي كند . در اين سيستم فقط يك جانشين عموميت داده مي شود در يك زمان از همه جانشين ها هر چند ند گسترش يافته است كه جانشين عمومي بعدي مي باشد . در اين روش فقط حافظه O(M) مورد نياز است در عوض O( BM ) . جستجو بك تركينگ آسان مي كند يك حافظه ديگري را .
درا بك عمق اولين جستجو آنست كه مي تواند يك انتخاب اشتباه كند و يك مسير طولاني را در پيش بگيرد زمانيكه انتخاب متفاوت وجود دارد براي حل . ريشه درخت جستجو اگر ند J يك ند نهائي بود ، سپس عمق جستجوي اولين بر مي گرداند آن را بعنوان اولين راه حل . از اين جهت كه عمق اولين جستجو بهينه نيست .
پازل شماره 8 ، مربوط به پازل هاي بلوكي متحرك مي شود . پس اغلب به خاطر مشكلات تستي براي جستجوي جديد الگوريتم در A1 ، استفاده مي شوند . اين كلاس عمومي به كامل بودن NP ، مشهور است . بنابراين براي يافتن روشهاي قابل توجهي بهتر در بدترين نمونه از جستجوي الگوريتم هاي توصيف شده در اين بخش و متن انتظار نمي رود .
پازل شماره 8 ، 440،181=!9 ، به بخشها دسترسي دارد و به آساني حل مي شود . پازل شماره 15 ( در يك صفحه 4×4 ) حدود 103 تريليون بخش دارد و موارد اتفاقي ميتواند حل شود به صورت بهتر در صدم هاي ثانيه بوسيله بهترين جستجوي الگوريتمي . پازل شماره 24 ( روي صفحه 5×5 ) حدود 1025 بخش دارد و موارد اتفاقي هنوز خيلي مشكل است براي بهتر حل كردن ماشين ها و الگوريتم هاي اخير و در جريان .
هدف مشكل 8 ملكه ، جاي دادن 8 ملكه روي يك صفحه شطرنج مي باشد . به طوري كه هيچ ملكه اي به ديگري حمله نكند . ( يك ملكه به هر بخش در هر رديف . بخش و شماره مشابه حمله مي كند ) شكل 5-3 يك راه حل سع شده نشان مي دهد ، كه مردود شد . ملكه در راست ترين بخش توسط ملكه اي كه در بالاترين قسمت چپ قرار دارد ، مورد حمله قرار مي گيرد .
اگر چه بخصوص كافي الگوريتم باقي مي ماند براي اين مشكل و همه ي خانواده ملكه ها ، بعنوان يك مشكل تستي جالب براي جستجوي الگوريتم . 2 نوع اصلي فرمول وجد دارد . يك فرمولافزايشي پس عمل كننده ها در مي گيريد و هر حركت و عمل اضافي مي كند يك ملكه به بخش . دوم فرمول بخش كامل . با 8 ملكه شروع مي شود روي صفحه و آنها را به اطراف حركت مي دهد . در همان مورد ، هزينه ي راه جالب نيست . چونكه بخش پاياني به حساب مي آيد . اولين فرمول افزايشي پس يكي بايد امتحان و اجرا كند . شامل موارد زير مي شود :
1-بخش ها : هر ترتيب و تركيب ملكه ها از 0 تا 8 عدد روي صفحه را يك بخش است .
2-بخش ها ابتدائي : هيچ ملكه اي روي صفحه نيست .
3-عملكردهاي جانشيني : به هر خانه يك ملكه اضافه مي كنيم .
4-تست نهائي : 8 ملكه روي صفحه قرار دارد و هيچ حمله اي در كار نيست .
عملكردهاي نهائي : اين به بخش هاي مجاز عموميت مي بخشد .پس نتيجه اي است از انجام 4 عملكرد ( حركتهاي خالي به چپ و راست ، بالا و پائين )
تست نهائي : اين بخش چك مي كند پس آيا بخش مطابقت مي كند با وضعيت نشان داده شده در شكل شماره 3.4 ( هدف هاي ديگر ممكن مي باشد )
هزينه راه : هر بخش يك هزينه دارد ، بنابراين هزينه راه ، تعداد بخش ها در راه مي باشد .
چه مواردي ما در اينجا در بر داشته ايم ؟ عملكرد خلاصه شده ، به شروع آنها و بخش نهائي . ناديده شدن مكان هاي مياني ، جائي كه بلوك متحرك است . ما خلاصه كرده ايم عملكردهائي را مثل لرزش صفحه ، زمانيكه تكه ها نصب شده اند يا بيرون كشيدن تكه ها را با چاقو و آنها را دوباره برگرداندند . ما با يك توصيف از قانون هاي پازلي باقي مانده ايم . با اجتناب كردن از انجام هاي مهارتي فيزيكي .
فولادهاي پر آلياژ ريخته گري شده به طور گسترده به دليل مقاومت به خوردگي در محيط هاي آبي در دماي محيط و يا نزديك به اين دما و يا كار در اتمسفر با گاز داغ و يا دماهاي بالا (بيش از 65 يا 1200) يا مورد استفاده قرار مي گيرند. فولادهاي ريخته گري پر آلياژ به طور معمولي بر اساس تركيبشان و طبق استانداد انجمن ريخته گران آمريكا طبقه بندي مي شوند. اين طبقه بندي با MSTM نيز تطابق داده شده است (مثال از اين نحوه نامگذاري CF-/M است).
برخي از خواص مكانيكي اين گروه از فولادها (براي مثال سختي واستحكام تسليم) مي توانند بوسيله عمليات حرارتي مناسب تغيير يابند. با اين حال فولادهاي ريخته گري پر آلياژي كه داراي بيش از 20 الي 30 درصد كروم +Ni مي باشند، تغييرات فازي مشابه فولادهاي كربني ساده و كم آلياژ در حين حرارت دهي پايين دماي اتاق و دماي اتاق و دماي ذوب از خود نشان نمي دهند. اين مواد بنابراين غير قابل سخت كردن مي باشند وخواسشان وابسته به تركيب است و نه عمليات حرارتي بنابراين توجه ويژه اي مي بايت داشت براي هرگروه از فولادهاي پر آلياژ با توجه به حرارتي ريخته گري، ذوب و عمليات حرارتي جايگزين (اگر موجود باشد).
فولادهاي پر آلياژ ريخته گري مقاوم در برابر خوردگي، كه به طور معمول به فولادهاي ضد زنگ ريخته گري شناخته مي شوند داراي رشد قابل توجهي در طي 40 سال اخير از لحاظ تكنولوژيكي و اهميت اقتصادي داشته اند كاربرد هاي اساسي اين فولادها در مواد بكار گرفته شده در كارخانجات توليد مواد شيميايي و نيروگاههاي انرژي كه نيازمند به محيط آبي و مقاوم به خوردگي در دماهايي به طور معمول كمتر از 315 مي باشد. اين آلياژ ها نيز گاهي براي مقاصد ويژه ودر دماهاي سرويس دهي تا 65 نيز بكار مي روند.
يك تعريف درست از فولادهاي ريخته گري ضد زنگ هاي تعريفي است كه در سال 1910 ارائه شد كه فولادهاي را شامل مي شوند كه حداقل 12 درصد كروم براي مقاومت به خوردگي داشته باشند اگر چه بسيارز ازفولاد هاي ريخته گيري ضد زنگ داراي تركيبات بسيار پيچيده تر از آن چه كه در تعريف ماده فوق ذكر شده مي باشند. فولاد هاي ضد زنگ به طور معمول شامل يك يا چند عنصر آلياژ ساز علاوه بر كروم (براي مثال، نيكل، موليبدن، مس، نيولبيوم و نيتروژن) به منظور ايجاد ساختاري مورد نظ و مقاوم به خوردگي و يا ايجاد خواص مكانيكي ويژه جهت كاربردي خاص مي باشند.
فولادهاي پر آلياژ مقاوم در برابر خوردگي به طور معمول بر اساس تركيب و يا ساختارشان دسته بندي مي شوند. بايد به اين نكته توجه شود كه طبقه بندي بر اساس تركيب و يا ساختار هميشه مستقل از يكديگر نيستند و گاهي طبقه بندي بر اساس تركيبي از اين دو انجام مي شود. در جدول 1 تركيبي آلياژهاي تجاري ريخته گري مقاوم در برابر خوردگي آورده شده است. اين آلياژها بر اساس فلوادهاي كروم دار، فولادهاي كروم- نيكل دار كه در ان ها كروم عنصر آلياژي غالبي و فولادهاي نيكل- كروم دار كه در آن ها نيكل عنصر آلياژ غالب مي باشد طبقه بندي مي شوند. قابليت سرويس دهي فولادهاي مقاوم در برابر خوردگي ريخته گرم شده و به طور وسيعي به نبود كربن و بويژه رسوبات كارمبيدي در ريز ساختار آلياژ بستگي دارد. بنابراين فولادهاي مقاوم خوردگي ريخته گري به طور معمول كم كربن مي باشد >0.08%< معمولا. همانگونه كه در جدول 1 ديده مي شود، فولادهاي ريختگي هر آلياژي را مي توان بر اساس ميكروساختراي نيز طبقه بندي كرد. ساختارها مي تواند آستنيتي، فريتي، مارتنزيتي، يا تركيب دو تايي آنها باشد. ساختاري با يك نوع ويژه اساسا با تركيب شيمايي يشان مشخص مي شوند به ويژه مقادير كروم، نيكل، و كربن در اين در اين خصوص (در اين مقاله به بخش مزيت در فولاد زنگ نزن ريختگي مراجعه كنيد).
عموما فولادهاي ريختگي هر آلياژي نوع كروم دار ساده يا مارتنزيتي مستند يا مزيني نوع كروم نيكل يا دو فازي مستند يا آستنيتي، فولاد هاي نيكل- كروم كاملا آستنيتي هستند.
انواع مارت؟ شامل آلياژهاي CA-6NM, CA-15m-CA-40, CA-15 مي باشند. آلياژ CA-15 شامل مقدار حداقلي از كروم مي باشد كه اصولابراي ضد زنگ ساختن آن ضروري مي باشد. آن مقاومت خوبي به خوردگي اتسمفري بعلاوه، به بسياري از محيط هاي آلي در سرويس دهي هاي نسبتا فرم دارد. آلياژ هاي CA-40, CA-15 كه با كربن بيشتري اصلاح شده اند تا سطوح بالاتري از استحكام و سختي عمليات حرارتي پيدا كنند. آلياژ CA-15m يك آلياژ CA-15 اصلاح شده با موليبدنيم مي باشد كه استحكام را در دماي بالا بهبود مي بخشد آلياژ CA-6NM يك آلياژ آهن – كروم- نيكل- موليبدنيم با مقدار كمي كربن مي باشد. انواع آستنيتي شامل CN-7M, CK-20, CH-20 مي باشد. آلياژهاي CK-20, CH-20 پر كروم، پر كربن مي باشد كه كاملا تركيب آستنيتي دارد كه در آن مقدار كروم بيشتر از نيكل مي باشد. آلياژ CN-7M پر آلياژي در بسياري از محيط ها مقاوئمت به خوردگي عالي دارند و اغلب در سرويس دهي اسيد سولفوريكي مورد استافده قرار مي گيرد.
از انواع فريتي آلياژهاي CB-3C كاربيد Feritet و CC-50 معرفي شده اند. آلياژ CB-3C به ويژه با عمليات حرارتي قابل سختاري نيست. همينكه اين آلياژ به طور معمول ساخته مي شود، (تعادل ميان عناصر در تركيب معتبر در ساختار كاملا فريتي مي شود) مشابه فولاد زنگ نزن ؟ نوردي نوع AISI 442 آلياژ CC-50 اساسا نسبت به آلياژ CB-30 ُكروم بيشتري دارد و به خوردگي موضعي در بسياري از محيط ها نسبتا مقاومت بيشتري دارند.
آلياژ هاي آستنيني – فريتي شامل CF-8A, CF-8, CF-3A, CF-3, Ce-3C CG-8M, CF-16F, CF-8C, CF-8C, CF-3MA, CF-3M, CF-20 مي باشد. ميكرو ساختارهاي اين آلياژ ها معمولا شامل 5 تا 40% فريت دارد كه بستگي به طبقه مشخص (ويژه) و تعادل ميان عناصر فريت زا و آستنيت زا در تركيب شيميايي دارد (در اين مقاله به بخش فريت در فولادهاي زنگ نزن مراجعه كنيد)
آلياژ هاي دو تايي دو فازي دو آلياژ دو تايي CD-4MCU و فرو آليوم اخيرا مورد توجه قرار گرفته اند. آلياژ CD-4MCU آلياژ دو تايي مي باشد كه بيشتر آلياژي شده است. فروآليوم توسط شركت Langley Alloy توسعه يافته است و اساسا CD- 4MCU مي باشد كه به آن حدود N0.15% توسعه يافته است و اساس CD-4MCU مي باشد كه به آن حدود N 0.15% اضافه شده است. آلياژ هاي دو تايي كه سطوح بالايي او فريت (حدود 40 تا 50%) مي باشند نيكل پاييني دارند نسبت به آلياژ CF-3M به ترك نقش – خوردگي scc مقاومت بهتري دارند . آلياژ CD-4MCU كه بدون نيتروژن م يباشد و نسبتا مقدار كمي موليبدنيوم دارد، فقط به طور جزي به خوردگي موضعي نسبت به CF-3M مقاومت بهتري دارد. فرد آليوم، كه داراي نيتروژن مي باشد، نسبت به CD-4MCU موليبدنيم بالا تري دارد، نسبت به CD-4mcn, CF- 3m مقاومت به خوردگي موضعي بهتري نشان مي دهند پيشرفت و بهبودي در فرآيند توليد فولاد زنگ نزن( براي مثال، ريز دانه ك؟ با پرتو الكتروني،؟ بوده كرون با آرگن- اكسيژن، و ذوب خلا و القايي) يك توليد ثانوي براي توليد فولادهاي زنگ نزن دو تايي ايجاد كرده است. اين فولاد ها اغلب مقاومت عالي به خوردگي حفره اي و خوردگي شكافي، به ويژه به scc كريدي نسبت به فولاد هاي زنگ نزن آستنيتي مقاومت بهتري دارند، تافنس خوب و استحكام تسليم دو تا سر برابر بيشتر نسبت به فولاد هاي زنگ نزن 304 يا 316 دارند.
فولادهاي زنگ نزن دو تايي توليد اوليه، براي مثال AISI نوع 399 و CD-4MCU براي مدت زيادي مورد استفاده بوده است. نياز به بهبودي در قابليت جوشكاري و مقاومت به خوردگي اين آلياژها منجر به آلياژ هاي توليد ثانويه شد كه با افزون نيتروژن بهعنوان يك عنصر آلياژي مشخص مي شود.
فولاد هاي زنگ نزن توليد ثانوي دو تايي معمولا داراي حدود يك تركيب 50-50 فريت و آستنيت مي باشد. آلياژهاي دو تايي جديد ايمني بيشتري به scc كلريدي انواع فريتي را با نافس و سهولت ساخت آستنيتي را به همراه دارد. از ميان آْياژهاي دو تايي توليد ثانوي، آلياژ 2205 به نظر مي رسد كه زنگ نزن عام المنظور، (حرف عمومي) شده است. جدول 2 تركيب شيميايي آلياژ هاي دو تايي توليد ثانويه را نشان مي دهد.
انواع رسوب سختي آلياژ هاي اين گروه عبارتند از CB-7CU و CD4MCU آلياژ CB-7CU يك آلياژ مارتنزيتي كم كربن مي باشد كه ممكن است شامل مقادير اندكي از فريت يا آستنيت باقي مانده باشد. وقتي كه آلياژ تا شرايط سختي (س؟ عمليات حرارتي مي شود مس رد مارتنزيت رسوب مي كند.
ق طعات ريختگي فولاد هر آلياژي مقاوم بر حرارت به طور گسترده براي كار بردهايي كه شامل دماهاي سرويس دهي بيش از c 650 مي باشد مورد استفاده قرار مي گرد. استحكام در اين دماهاي بالا تنها عيار مي باشد. كه به كمك ان مواد انتخاب مي شوند. زيرا كاربردها اغلب شامل محيط هاي خورنده مي باشد كه بايستي فولاد بر آن مقاوم باشد. اتمسفرهايي كه عموما با آن مواجه مي شويم. هوا، گازهاي سوخت يا گازهاي فرآيند مي باشد. چنين اتمسفرهايي يا اكسيدي هستند يا احيايي و ما اگر گوگرد و كربن موجود باشد سولفيدي يا كربور، مي شوند.
فولادهاي كربن دار يا كم آلياژي بندرت استحكام و مقاومت به خوردگي كافيف در دماهاي بالا در محيط هايي كه براي فولادهاي ريختگي مقاوم بر حرارت به طور معمول انتخاب مي شوند، دارند فقط فولادهاي مقاوم بر حرارت خواص مكانيكي و مقاومت به خوردگي لازم را در مدت زمانهاي طولاني بدون فروپاشي مفرط بيش از حد) و غير قابل پيش بيني نشان مي دهند. افزون بر استحكام مقاومت بر خوردگي طولاني مدت، بعضي از فولاد هاي مقاوم بر حرارت ريختگي مقاومت ويژه اي به اثرات دماهاي سيكلي و تغييرات در طبيعت محيط عمل كننده نشان مي دهند.
تعدادي از انواع فولادهاي هر آلياژي ريختگي توسعه يافته اند و براي انواع نيازهاي سرويس دهي به طور موفقيت آميزي مورد استفاده قرار گرفته اند اينها سه گروه اصلي هستند و بر اساس تركسيب شيميايي مي باشند.
آلياژهاي آهن – كروم
آلياژهاي آهن- كروم- نيكل
آلياژ آهن – نيكل – كرومن
اين آلياژي درصد كربن خيلي پايين دارند كه باعث مي شود ساختاري فريتي باشد اما بعضي از آنها مقادير كربن بالاتر هم دارند.
اين نوع آلياژ ها مشابه فولادهاي هر آلياژي مقاوم به خوردگي مي باشند به استثناي آنهايي كه مقادير كربن بالاتري دارند، كه استحكام بيشتر در دماي بالا را فراهم مي كنند. مقدار كربن بالاتر و به مقدار كربن محدود، تركيب شيميايي آلياژ انواع فولادهاي مقاوم بر حرارت ريختگي را از ؟ نوردي آنها متمايز مي سازد. جدول 3 تركيب شيمايي انواع مقاوم به حررات ريختگي استاندارد را به طور خلاصه نشان مي دهد.
آلياژهاي آهن – كروم شامل 8 تا 30% cr و مقدار نيكل يا بدون نيكل مي باشند. ساختار آنها فريتي است و در داكتيليته كمتري را در دماهاي محيط نشان مي دهند. آلياژهاي آهن0 كروم نخست در جايي استفاده مي شد كه مقاومت به خوردگي گذاري گازي مورد ملاحظه اصلي (غالب) بود زيرا آنها در ماهاي بالا استحكام نسبتا پاييني دارند. مثالهايي از چنين آلياژ ها انواع HP, HC, HA ريختگي مي باشد كه در جدول 3 فهرست شده است.
آلياژ هاي آهن- كروم – نيكل شامل بيش از 18% كروم و بيش از N8% با مقداري كرومي كه هميشه از مقداري نيكل بيشتر است آنها داراي زمينه آستنيتي مي باشند. هر چند كه چند گروهي داراي تعدادي فريت نيز مي باشد. اين آلياژ ها استحكام و داكتليته بيشتري در دماهاي بالا نسبت به گروه آهن كروم نشان مي دهند.
و در سيكل هاي دمايي متوسط مقاوم هستند. مقال هايي از اين آلياژ ها انوع HL, Hk, HT, HH, HF, HE مي باشند كه در جدول 3 فهرست شده اند. اگر چه نيكل در انوع HW , HX عنصر اصلي مي باشد، اين نوع آلياژ ها معمولا بهعنوان فولادهاي هر آلياژي رجوع مي شوند تا آلياژهاي ؟ (در اين جلد، عنوان نيكل و آلياي نيكل را ببينيد)
آلياژ هاي CF شامل بخش قابل توجهي از توليد ريختگي مقاوم به خوردگي مي باشند كه از لحاظ تكنولوژيكي مهم هستند و بالاترين ؟ را در بر مي گيرند. اين آلياژهاي 19cr- 9N ؟ ريختگي فولادهاي زنگ نزن ؟ سري AISI -300 مي باشند (جدول 1) معمولا آلياژ هاي ريختگي و نوردي داراي مقاومت كافي به محيط خورنده مي باشند. و آنها اغلب با همديگر بكار مي روند.
با اين حال اختلافات قابل توجهي بين آلياژ هاي ريختگي CF ؟ نوردي AISI آنها وجود دارد. از جمله مهمترين آنها اختلافات در ميكروساختار در شرايط كاربرد نهايي (كاري) مي باشد. آلياژ هاي ريختگي نوع CFداراي ساختار دو تايي مي باشد. (جدول 1) و معمولا شامل 5 تا 40% فريت مي باشند كه بستگي به نوع آلياژ دارد. همتاي نوروي آنها كاملا آستنيتي هستند. مزيت در زنگ نزن ريختگي با ساختارهاي دو تايي مغناطيسي مي باشد. (يك نقطه اي كه اغلب وقتي فولادهاي زنگ نزن ريختگي با همتاهاي نوروي آنها با تست (بررسي) كردن جاذبه آنها به يك آهنربا مقايسه مي شوند، گيج كننده مي باشد) اين اختلاف در ميكروساختارها به اين واقعيت مربوط مي شود كه تركيبات شيمايي آلياژهاي ريختگي و نوروي عملا يكسان نيست اند. اخلافات در تركيب شيميايي قبلا در اين بخش بحث شد.
اهميت فريت فريت عمدا به سه دليل در فولادهاي زنگ نزن نوع CF ريختگي موجود است. براي فراهم كردن استحكام بهبود قابليت جوشكاري و براي زياد كردن مقاومت به خوردگي در محيط هاي ويژه استحكام بخشي در آلياژ هاي نوع CF ريختگي اساسا تا جايي محدود مي شود كه در آنجا استحكام مورد نظر با قرار گرفتن فريت در داخل فاز زمينه آستنيتي حاصل مي شود. اين آلياژها نه باعمليات حرارتي مشابه آلياژ هاي فاز ؟ يا فريتي ريختگي مستحكم نمي شوند، دليل نامشخصي و نه با كار گرم و سرد مشابه آلياژهاي نوردي آستنيتي. استحكام بخشي با رسوب كاربيد نيز به دليل اثر زبان آور كاربيدها بر روي مقاومت به خوردگي در ميحط هاي آبي، غير عملي و غير ممكن مي باشد. بنابراين، آلياژها با متعادل كردن تركيب شيميايي آلياژ براي توليد مركوساختار يا دو گانه و فازي كه شامل فريت (بيش از 40 حجمي) توزيع شده در يك زمينه آستنيتي به طور موثر مستحكم مي شود. نشان داده شده است كه با وارد كردن فريت فولادهاي ريختگي N9-cr 19 استحكام تسليم و كششي بدون افت داكتليته يا تافنس يا حفر گلي ضربه اي در دماهاي زير (800 f) 425c0 مقدار اثر اين استحكام بخشي براي آلياژهاي cf-8m, cf-8 در دماي اتاق در شكل 2 نشان داده شده است.
فولادهاي زنگ نزن كاملا آستنيتي به مشكلات قابليت جوشكاري كه تحت عنوان ترك داغ يال ترك هاي مويي شناخته مي شوند، حساس هستند. ترك درون دامنه اي در منقطه رسوب جوش و يا درمنطقه متاثر از جوش رخ مي دهد واين مساله وقتي قابل اجتناب است كه تركيب شيميايي فلز پر كننده كنترل شود تا حدود 4% فريت در رطوب جوش آستنيتي توليد شود. قطعات ريختگي آلياژ نوع CF دو فازي به اين مساله ايمن است.
حضور مزيت در آلياژهاي CF دو فازي، مقاومت به scc و به طور كلي به ترك درون دامنه اي را بهبود مي بخشد. اگر چه عيوب قطعات ريختگي هر آلياژي به دليل اين دو نوع خوردگي رايج نيست، scc و ترك دان دانه اي مورد توجه است زيرا آنها به طور غير منتظره اتفاق مي افتد. به ويژه در قطعات ريختگي كه با جوشكاري در ميداني كه در آنجا عمليات حرارتي پيش جوشكاري براي اصلاح (تقويت) مقاوم به خوردگي غير عملي يا غير ممكن است، حساس شده اند. در مورد scc به نظر مي رسد كه حضور مذاب هاي فريتي در زمينه آستنيت، توزيع ترك ها را متوقف مي كند يا بسيار مشكل مي سازد. در مورد خوردگي درون دانه اي، فريت در قطعات ريختگي حساس، مفيد خواهد بود زيرا رسوب مقدمه كاربيدها در فاز فريت را نسبت به مرز دانه هاي آستنيت ترفيع مي بخشد، چون در مرز دامنه هاي آستنيت كاربيدها آنها حساسيت به ترك درون دانه اي را افزايش مي دهند. حضور فريت همچنين مرز دانه هاي اضافي را در زمينه آستنيتي قرار مي دهد، و شواهدي در دسترس است كه ترك درون دانه اي در مرز دانه هاي فريت- آستنيت متوقف مي شوند.
جامع ترين بررسي در مورد اثر فريت بر روي مقاومت به خوردگي فولادهاي زنگ نزن ريختگي بيانگر اين است كه فريت:
مقاومت آلياژهاي CF را به scc كلريدي بهبود مي بخشد.
مقاومت اين آلياژها را به ترك درون دامنه اي بهبود مي بخشد.
ايمني كار بري بيشتري را براي آلياژهاي CF نسبت به هر دو نوع حمله در مقادير فريت بيش از 10% فراهم مي كند.
اين نكته قابل توجه است كه همه بررسي ها نشان نداده اند كه فيت به طور مطلق (بدون قيد و شرط) به مقاومت به خوردگي كلي فولاد هاي زنگي نزن ريختگي مفيد است.
مقاومت به خوردگي خواه توسط فريت بهبود يابد يا بدون آن بهبود يابد و تا حدود بستگي به تركيب شيميايي ويژه آلياژ و عمليات حرارتي و شرايط كاربري (حالت محيط و تنش) دارد.
از بحث پيشين، مشخص مي شود كه مقادير فريت كنترل شده، عمدتا در فولادهاي ريختگي آستنيني كروم-نيكل، آلياژهاي CF، خواص ويژه اي را فراهم مي كند كه مقدار فريت موجود نخست بستگي خواهد داشت به تعادل تركيب شيميايي آلياژ (دلايل اساسي در مورد وابستگي مقدار فريت به تركيب شميايي در تعادل فازي براي سيستم آهن – كرم – نيكل مشخص شده اين تعادل فازي به طور جامع مستند شده است و به فولادهاي زنگ نزن تجاري مربوط مي شود.
اجراي عنصري اصلي فولادهاي زنگ نزن ريختگي دو فولاد عناصر هستند كه پايداري فريت و آستنيت را بهبود مي بخشند. در بهبودي فازهاي آستنيتي با فريتي (آستنيت زايي يا فريت زايي) در ميكروساختار آلياژ در رقابت هستند. كروم، سيليسيم، موليبدنيم، و نيوبيوم، حضور فيت را در ميكروساختاري آلياژ بهبود مي بخشد. نيكل، كربن، نيترژن، و منگنز حضور آستنيت را بهبود مي بخشد. با متعادل كردن مقادير عناصر شتكيل دهنده فريت و آستنيت در يك محدوده خاص براي عناصر يك آلياژ معين، كنترل كردن مقدار فريت موجود در زمينه آستنيتي ممكن مي شود آلياژ معمولا كاملا آستنيتي ساخته مي شود با مقادير فريت بالاي 30% يا بيشتر در زمينه آستنيت.
ارتباط بين تركيب شيميايي و ميكرو ساختار در فولاد هاي زنگ نزن ريختگي به ريخته گر (شخص ريختگر) اجازه مي دهد تا مقدار فريت يك آلياژ بعلاوه خواص منتجه آن با تنظيم تركيب شيميايي آلياژ پيش بيني و كنترل كند. اين كار با دياگرام (نمودار) تعادل schocfer در مورد آلياژهاي ريختگي كروم – نيكل (شكل 3) صورت مي گرد اين دياگرام از يك دياگرام اوليه توسط schacffler براي فلز جوش فولاد زنگ نزن توسعه يافته است. مشتق گرفته شده است با استفاده از شكل 3 مستلزم آن است تا تمامي عناصر پايدار كننده فريت دار تركيب شيميايي را به معادل كروم تبديل كرد و در نتيجه تمامي عناصر پايداري كننده آسنتيت را با استفاده از ضرايبي كه به طور تجربي حاصل شده اند را به معادل نيكل تبديل كرد كه اين معادل بيانگر قدرت فريت زايي يا يا آستنيت زايي هر عنصر است. يك نسبت تركيب شيميايي بعدا از معادل كلي كروم cre و معادل كلي نيكل N:e به دست مي آيد كه براي تركيب شيمايي آلياژ مطابق روابط زير محاسبه مي شود:
Cre=% Cr +1.5(y.s)+104(%Mo)+% Nb- 4.99 (Eq1)
Nie=%N:+30(yc)+0.5(y.Mn)+26(%N-0.02)+2.77(Eq.2)
كه در آنجا غلظت هاي عناصر بر حسب درصد وزني داده شده است. هر چند كه عبارات مشابهي حاصل شده است كه عناصر آلياژي اضافي و محدوده اي تركيب شيميايي مختلف را در سييتم آلياژي آهن- كروم- نيكل را به حساب مي آورد. استفاده از دياگرام schoefer براي برآورد كردن و كنترل كردن مقدار فريت در قطعات ريختگي فولاد زنگ نزن استاندارد شده است.
دياگرام schoefer داراي قابليت استفاده آشكاري براي استفاده كننده هاي قطعات ريختگي و ريخته گري مي باشد. برآورد كرده (تخمين) و پيش بيني كرده مقداري فريت در صورتي كه تركيب شيميايي آلياژ مشخص شود مفيد خواهد بود و براي تنظيم كردن مقادير اسمي براي عناصر مجزا در محاسبه شارژ كوره براي يك آلياژ كه در آن يك محدود خاص از فريت مطلوب است، مفيد خواهد بود.
محدوده هاي كنترل فريت اگر چه مقدار فريت فقط بر اساس تركيب شيميايي آلياژ برآورد كنترل مي شود. محدوديت هايي براي دقتي كه با آن اين كار صورت مي گيرد وجود دارد دليل اين موضوع متعدد است. نخست، يك درجه غير قابل اجتنابي از عدم اطمينان در آناليز تركيب شيميايي يك آلتاژ وجود دارد (به نوار پراكنده در شكل 3 توجه شود) در ثاني مقدار فريت (گذشته ج؟ كه قبلا حرارت ؟ يا نه به چه ميزاني) هر چند به مقدار خيلي كم بستگي دارد. سوم مقادير فريت در مواضع مختلف در قطعات ريختگي منفرد مي تواند به طور قابل توجهي تغيير كند كه بستگي به اندازه سطح مقطع، جهت گيري فريت، حضور (وجود) جدا جدايش عناصر آلياژي و عوامل ديگري دارد.
انداز گيري هاي مقدار فريت در قطعات ريختگي فولاد زنگ نزن همچنين در معرض محدوديت هاي قابل توجهي قرار دارد اندازه گيري مغناطيسي مقدار فريت به حجم كم مواد بستگي دارد و نياز به شكل هاي هندسي ساده قطعات ريختگي دارد. افزون بر اين كاليبراسيون دقيق با استانداردهاي اوليه و ثانويه در مورد دقت اندازه گيري لازم است (انداز گيري هاي كمي متالوگرافي مقدار فريت بر روي سطح پوليش شده براي انتقال در يك سبك مغرب نسبت به قطعه ريختگي اساسا غير ممكن است) روش متالوگرافي نيز كاملا زمان گير است. و با مشخصات اچ كردن و تفكيك ميكروسكوپ محدود نمي شود و با فاكتوري كه يك تكنيك دو بعدي است (كار مي كند مي شود) در حاليكه مذاب هاي و كلوني هاي فريت در ساختار آلياژ سه بعدي است. هم شخص ريخته گر و هم و استفاده كنند از قطعات ريختگي فولاد زنگ نزن بايد تشخيص بدهند كه عوامل فوق الذكر محدوديت هاي قابل توجهي را بر روي درجه اي كه با آن مقدار فريت (خواه به صورت تعداد فريت يا درصد فريت) در قطعات ريختگي فولاد زنگ نزن مشخص و كنترل شود، قرار دهند. در كل، دقت اندازه گيري فريت و دقت كنترل فريت وقتي كه عدد اندازه دامنه فريت افزايش مي يابد، از بين مي رود. به عنوان يك روش كاري، پيشنهاد مي شود كه حدود يا تعداد فيت ميانگين يا مطلوب به عنوان حد كنترل فريت تحت شرايط معمولي، با تت شرايط ايده آل ممكن است.
اهميت خواص مكانيكي در انتخاب فولادهاي ريختگي مقاوم به خوردگي به كاربرد قطعات ريختگي ثابت مي شود اصل برتر براي انتخاب آلياژ معمولا مقاومت آلياژ به محيط خورنده ويژه يا محيط مورد نظري باشد. خواص مكانيكي آلياژ معمولا، ولي نه هميشه، در اين كاربردها از اهميت ثانوي برخوردار است. مقاومت به خوردگي اين مواد، با جزئيات كامل تحت عنوان " خوردگي ريختگي" در جلد 13 چاپ وام هند بلوك فلزات (Metal Hand book) بحث شده است.
خواص استحكام معرف دماي اتاق، سختي، مقادير ضربه چارمي براي آلياژهاي مقاوم خوردگي در جدول 4 و شكل 4 آورده شده است. اين خواص مصرف آلياژهاست تا نيازهاي ويژه خواص مكانيكي حداقل ويژه براي اين آلياژها در استانداردهاي A747 , A744, A743, A351, ASTM آورده شده است. محدوده وسيع خواص مكانيكي مي توان با استفاده از تركيبات شميايي و عمليات حرراتي محدوده هاي مختلفي از خواص مكانيكي به دست آورده است.
در انواع فولاد پ آلياژي بسته را انتخاب تركيب شيمياي و عمليات حرارتي آلياژ قابل دستيابي استحكام كششي از 131 ompa , 476 (69 تا 19oks) و نعمتي از 130 تا 400HB در ميان آلياژهاي مقاوم به خوردگي ريختگي موجود است به طور مشابه محدوده هاي وسيع در استحكام تسليم درصد ازدياد طول وچقرمگي ضربه وجود دارد. فولاد هاي اسده كروم دار ,A-15)CC-50, CB-30, CA-40) داراي مارتنزيت يا ميكرو ساختار هاي مارتنزيتي يا فريتي در شرايط كاربري (جدول 1) موجود است آلياژهاي CA-40, CA-15 كه معمولا شامل 12% كروم هستند. با استفاده از استحاله مارتنزيتي از طريق عمليات حرراتي قابل سختكاري است و بيشتر به خاطر استحكام بالاي آنها ه طور رقابتي براي مقاومت به خوردگي نسبتا كم رقابتي آنها انتخاب مي شوند. قطعات ريخته گري اين آلياژ ها تا يك دمايي حرارت داده مي شوند كه در آنجا كاملا آستنيتي است و سپس در يك سرعتي (معمولا در هوا مطابق با تركيب شيميايي قطعه سرد مي شود به طوريكه آستنيت به مارتنزيت استحاله مي يابد.
استحكام در اين شرايط كاملا بالاست براي مثال 1034 تا 1379 mpa يا 150 تا 200ks، اما داكتليته كششي و تافنس ضربه محدود مي شود. نتيجتا، قطعات ريختگي مارتنزيتي معمولا در 315 تا 650c (600 تا 1200F) $ حرارت داده مي شود. تا داكتليته و تافنس با مقداري كاهش در استحكام بازيابي (اصلاح) شود. اين عمليات ادامه مي يابد، سپس آن محدوده هاي قابل توجه خواص كششي، سختي و تافنس ضربه در انواع CA-40, CA-15 مارتنزيتي ممكن مي شود قابل دسترسي است كه اين هم بستگي به انتخاب دماي تپرينگ دارد.
از طرفي آلياژهاي CB-30CC-50 كروم بالا، كاملا فريتي هستند كه با عمليات حرارتي قابليت سختكاري ندارد. اين آلياژها معمولا در .... مورد استفاده قرار مي گيرند.
براي اين آلياژهاي معمولا شرايط آنيل مورد استفاده قرار مي گيرد و خواس متوسطي از استحكام و سختي را نشان مي دهند.
بسياري از آلياژهاي فريتي مشابه CC50, CB30 داراي تافنس محدود هستند به ويژه در دماهاي پايين.
سه آلياژ كروم نيكل CD-4MMcm, CB4cm, CA6Nm نتيجه عمليات حررارتي و خواص مكانيكي استثنايي دارند.
آلياژ CAONM با متعادل كربن تركيب شيميايي براي اينكه سختي مارتنزيتي به دست آورند.
اين آلياژ با توسعه پي در پي آلياژ CA-15 داراي تافنس بهتر و قابليت جوشكاري بهتر مي شود است. آلياژهاي CD 4Mcm , CB7cm هر دو داراي مس هستند مي توانند استحكام پيدا كنند بوسيله عمليات رسوب سختي.
روي اين آلياژها ابتدا عمليات حرارتي محلول انجام مي شود. سپس به سرععت كونج مي شوند در آب يا روغن تا اين رسوب تشكيل شود زيرا در سرد كردن آهنسته نمي تواند تشكل شود.
(قطعات ريخته گري شده تا يك دماي پ؟ شدن متوسط حرارت داده مي شوند) كه در اين دما رسوبات مي توانند اتفاق بيافتند در ( به قطعات ريخته گري زمان داده مي شود تا يك دماي متوسط حرارت ببيند)
شرايط كنترل شده تا اينكه استحكام خواص ديگر مورد نظر ما به دست آيد.
آلياژ CB7cm داراي زمينه ماتزينتي است در حاليكه آلياژ CD-4mcu داراي ميكروساختار دو گانه است، شامل تقريبا 40% آستنيت در زمينه فريتي.
در آلياژ CB-7 cm براي به دست آوردن عالي ترين تركيب از استحكام و مقاوتم به خوردگي مي توان از شرايط رسوب غني استفاده كرد. اما درصد آلياژ CD-4mcu به ندرت شرايط رسوب سختي كاربرد داشتند. زيرا نسبتا مقاومت كمتري به خميدگي slc دارد در اين شرايط (رسوب ؟) در مقايسه با مقاومت بالاتر در خوردگي آن در شرايط انيل محلول.
آلياژ هاي CK, CN, CH, CF, CF, CF به طور ذاتي غير قابل ؟ شدن هستند به وسيله حرارتي.
بنابراين براي ايجاد كردن بيشترين مقاومت به خوردگي ضروري است كه قطعات ريخته گري از اين گروه آلياژ ها را معرض دماي بالا براي دريافت آنيل محلول قرار دهيم.
اين عمليات شامل نگه داشتن قطعات ريخته گري شده در يك دماي كه به اندازه كافي بالا است تا هم كاربيدهاي كروم حل شوند، كه باعث خوردگي مرز دانه هستند. آنگاه سرد كردن سريع به اندازه كافي قطعات تا از لعاب مجدد كاربيد جلوگيري شده به وسيله كونچ در آب، روغن يا هوا هر چند اين عمليات مي تواند در ميان گروههاي آلياژي كم كربن (كمتري از 0.08% انجام شود، مقاطع سنگين يا حجم آلياژ با درصد كردبن زياد ممكن است در بعضي فواصل پايين تر از سطح به دليل سرعت سرد كردن پايين كاربيدها تشكيل شده باشند
سرعت ؟ زياد
هر چه عمق زياد شود سرعت
سرد كردن كم مي شود
به خاطر ساختارهايشان كه يا كاملا آستنيتي يا با ساختار دو گانه بودن رسوب كاربيدي، اين آلياژها بطور كلي عالي ترين چقرگي را در دماهاي پايين نشان مي دهند.
محدوده استحكام كششي كه اين آلياژها نشان داده اند نشان mpa 669- 476 (ksi 97- 69) است.
به زودي در اين ؟ به آلياژهايي با ساختار دو تايي اشاره مي شود كه مي توان آنها را مستحكم كرد با متعادل كربن (يكنواخت كربن) تركيب كه فريت زياد مي دارد.
With duplex: به زودي در اين بخش به آلياژهايي با ساختار دو تايي اشاره مي شود كه مي توان مستحكم كرد با يكنواخت كربن وضعيت براي بيشترين level فريت (y.s) استحكام و ؟كنش آلياژ هاي Cf به ميزان 150 درصد بيش تر از آلياژ هاي كاملا آستنيني هستند.
اين خصوصيات مي توانند به عنوان يك عامل طراحي باشند در كاربرد قطعات ريخته گري شرايط كاري كه سيكل بارگزاري متفاوت است. اين مقاومت خستگي فولادهاي ضد زنگ ريخته گري شده بستگي دارد به اندازه ذرات، طراحي و فاكتورهاي محيطي بطور مثال فاكتورها مهم در طراحي شامل دماهايي كه در آن كار مي كند. فاكتورهاي مهم ماده شامل استحكام و ميكروساختار است.
آن كاملا مشخص است كه استحكام خستگي افزايش مي يابد با استحكام كشش در يك ماده، استحكام UTS كششي و استحكام خستگي هر دو افزايش مي يابند. بطور كلي با كاهش دما . تحت شرايط برابر از تنش، تمركز تنش و استحكام حاكي از ان است كه مواد آستنيتي داراي حساسيت كمتري نسبت به مواد مارتنزيتي و فريتي هستند. تغيير ساختار مي تواند عامل مهمي باشد در تغيير استحكام به خستگي.
آلياژ هاي مقاومن به خميدگي كاملا آستنيتي و آلياژ هاي مقاوم به خوردگي با ساختار دو گاه (دو تايي) بيشترين چقرگي را نشان مي دهد. نمودار شماره 4 بيانگر ميزان چقرگي به دست آمد در مراحل مختلف آزمايش ضربه است.
فولادهاي پر آلياژ مقاوم به خوردگي ريخته گري شده بطور گسترده مورد استفاده هستند در دماهاي متوسط بالا تا 650 درجه سانتگراد يا 1200 درجه فارنهايت خصوصيات افزايش دما مهم هستند در انتخاب استاندارد براي اين كاربردهايشان همچنين خصوصيات دماي اتاق بعد از كاركرد در دماهاي بالا هستند زيرا در معرض اين دماها بودن ممكن است تاثيرات پير سختي داشته باشد.
بطو مثال آلياژ هاي BA-15, CE30A, CF-8M, CF-8C ريخته گري امروز مورد استفاد هستند از شارهاي بالا و محيط هاي اسيد سولفوريك با دماهايي تا 540 درجه سانتي گراد يا 1000 درجه فارنهايت در صنايع پيتوشيمي موارد ديگر استفاده آنها در صنايع توليد نيرو در دماهايي تا 565 درجه سانتي گراد يا 1050 درجه فارنهايت است.
خصوصيات پير سختي در دماي اتاق ممكن است از پير سختي كه با قرار گرفتن در دماي بالا و عمليات حرارتي ايجاد مي شود عمليات طبيعي ؟ باشد.
خصوصيات دماي اتاق در شرايط قبلي كه هست بعد از قرار گرفتن در معرض دماهاي بالا متفاوت باشد از شرايط عملكرد آن در حركت زيرا ميكروساختار ممكن است تغيير كند با قرار گرفتن در دما ميكروساختار آلياژ هاي آهن نيكل كروم تغيير مي كند. و ممكن شامل شكل هايي از كاربيد و همچنين فازهاي همچون 1,X,6 باشد. اندازه و وسعت اين فازها بستگي دارد به كيفيت تركيب و زمان افزايش دما.
آلياژهاي مارتنريت CA-6NM, CA-15 هستند در معرض تغيير كمتري هستند در خواص مكانيكي و مقاومت SCC در محيط هاي نمكي و اسيد آلي قرار گرفتن دز مدت زمان 3000 ساعت در دمايي بالاتر از 565 درجه سانتي گراد يا so 10 درجه فارنهايت در فولاد نيكل كرم نوع CF تنها تغييرات ناچيزي در مقدار فرميت در خلال 1000 ساعت در معرض دماي 400 درجه سانتي گراد و يا 750 درجه فارنهايت و يا در حين 3000 ساعت در برابر هاي CO 4 درجه سانتي گراد 800 درجه فارنهايت قرار گرفتن اتفاق مي افتد.
با اين حال در اين دما رسوب كاربيد اتفاق مي افتد و كاهش محسوس انرژي شاربي گزارش شده است.
اين تاثيرات براي فولاد مقاوم به خوردگي ريخته گري شده CF-8 در نمودارهاي 5 و 6 بيان شده است درما زيادتر شده است در بالاتر از 425 درجه سانتي گراد يا 800 درجه فارنهايت تغيير در ميكروساختار آلياژهاي نيكل كرم و داراي موليبدن با سرعت كمتري روي مي دهد در 650 درجه سانتي گراد (1200 f) كاربيد ها و فاز عامل شكنندگي دوباره با مصرف فريت تشكيل مي شوند. (نموار 7).
در شرايط زير گفته شده) چكش خواري كشش و انرژي ضربه آزمايش ؟ كاهش پيدا كردن هستند. (كم خواهند شد) تغييرات دانستيته و انقباض حاصله به عنوان نتايج قرار گرفتن در معرض اين هاي بالا گزارش شده اند.
آزمايش افزايش دما ؟ نهان كوتاه كه در آزمايش تست نيروي فشاري كششي استاندارد و حرارت دادن در دماي يكنواخت و تعيين شده و آنگاه تغيير فرم شكست در يك سرعت استاندارد، indentifics تنش به واسطه بار بيش از حد در مدت زمان كوتاه كه باعث شكست در باگزاري تك محوري خواهد شد.
اين طرز رفتار كه ارزشيابي مي شود با استحكام كششي و تغيير چكش خواري با افزايش دما نشان داده شده در نمودار 8 براي آلياژ HP-sow.
خواص كششي بيان شده در دماهاي بين 1095 تا 650 در جدول براي چندين گروه از فولاتد آلياژي مقاوم حررات نشان داده شده است.
خزش شرح داده مي شود (تعريف مي شود) به عنوان ؟ زمان كه تحت بار كم روي مي دهد در دماي بالا.
خزش عامل هست در بسياري از بكار بردن ريخته گري پر آلياژ مقاوم حرارت در دماهاي كاري نرمال (معمولي).
بالاخره خزش ممكن است منتهي شود به تغيير فرم بيش از حد و حتي شكست در تنشهايي كه بطور قابل توجه اي كمتر از ميزان شكلهايي محاسبه شده در دماي اتاق و دماي بالا در آزمايش كشش و فشار هستند شود.
طراح بايد به قابليت سازه در يك محيط را با محاسبه سرعت و درجه ؟ نرم آن تعيين كند.
طراح بايد هميشه توانايي كاركرد سازه در موضوع مورد بحث را محاسبه كند كه بوسيله سرعت يا درجه تغيير فرم (شكل) محدود شده است. (يعني بايد ميزان خزش سازه در محيط مورد استفاده در نظر گيرد.)
زماني كه سرعت و درجه تغيير فرم فاكتور محدود كننده است. طراحي شش بنيادي است در كمنتر شدن سرعت خزش و طراحي عمر بعد از خزش گذاري مجاز و اوليه.
تنش كه ايجاد مي كند كمترين سرعت خزش مشخص را در يك آلياژ و يا ميزان تغيير فرم خزش مشخص در مدت زمان داده شده (براي مثال مجموعا 1% خزش در 100000 ساعت) اشاره كننده هست به عنوان محدوده استحكام خزش و يا محدوده تنش.
اين رفتار كه كمترين سرعت خزش بستگي دارد و به تنش بكار برده شده بيان شده در نمودار 9 به وسيله داد هايي آلياژي HP-sowz زماني كه شكست يك فاكتور محدود كننده است ارزيابي تنش شكستگي مي تواند در طراحي مفيد باشد. (نمودار 10).
مقايسه كردن تنش و شكست مي تواند با كمترين سرعت خزش ادغام شود همانگونه كه در نمودار 11 نشان داده شده است.
نمودار 11 بايد شخص كمتر مدت طولاني خزش و تنش شكست را كه اغلب نتيجه ازمايش هاي كوتاه مدت است.
نتيجه اين خواص ارزيابي شده كاملا قطعي است كه قطعاتي كه در دماهاي بالا كار مي كنند پايداري كمي دارند.
بنابراين اين خواص ارزيابي شده نتيجه يا كاملا قطعي- اغلب پايداري كمي داشتن كاربرد روزمره قسمتهاي با دماي بالا بنابراين اين خواص ارزيابي شده نتيجه كاملا قطعي مي دهد كه اغلب قسمتهايي كه با دماهايي بالا روزانه سرو كار دارند پايداري كمي دارد. از نظر طول عمر اغلب پيش بيني دقيقي رفتار واقعي مواد شكل است زيرا تنشهاي كاري تركيبي از تنشهاي به نصبت ايده آل هستند در شرايط باز گذاري تك محوري در آزمايشات استاندارد و فاكتورهاي كاهش دهنده همچون بارگذاري تناوبي نوسانات حرراتي اتلاف ؟ به دليل خوردگي وجود دارند.
طراح بايد تاثيرات هماهنگ اين متغيرها را پيش بيني كند. طراحي اجزائي كه در معرض سيكل دمايي قابل توجه اي قرار دارند بايد همچنين شامل بررسي دقيق خستگي حرارتي باشد. اين كاملا درست است اگر تغييرات دما پي در پي يا سريع و غير يكنواخت درون پايين عمليات ريخته گري مي باشدو خستگي حالتي كه نتايج ضعيفي دارد از به كاربردن بارگذاري متناوب در مدت زمان كم و يا تنشهايي كم تر از حد پيش بيني شده در خواص بازگذاري ثابت است خستگي حرارتي حاكي از شرايطي است كه تنشها عمدتا به وجود مي آيند ك از انبساط انقباض حرارتي جلوگيري مي شود. طراحي خوب كمك مي كند به كاهش موانع بيروين براي انبساط و انقباض گرم كربن سرد كربن سريع ممكن است كه وارد كند شيب دمايي در يك قسمت و باعث شود النت (جزء هايي) از تركيب تا اندازه اي سرد و مانع اجزاء گرم است.
آناليز كامپيوتري جزء محدود نشان مي دهد كه در بعضي از كاربردهاي صنعتي اين نشتهاي حرارتي به وجود آمده است ممكن است از حد نتايج باز گذارهاي مكانيكي هم تجاوزند.
در گروه هاي شامل نيكل و اثبات كارايي خوب بعضي از تركيبات نوع HH.
شوك حرارتي ممكن است رخ دهد به عنوان يك نتيجه تنها، تغيير سريع دما يا به عنوان نتيجه تغييرات سريع سيكل دمايي، كه به وجود مي آورد تنهاشيي كه به اندازه كافي قوي هستن تا باعث نقصان و عيب شوند.
مواد سراميكي ترد در معرض چنان نوق؟ در يك سيكل دما هستند، اما فقط شرايط خيل نادري هستند كه موجب نقصان در فولاد هاي پر آلياژ دارند.
خوردگي آلياژهاي مقاوم به حرارت، كه؟ مورد حمله هستند به وسيله محيطي در دماهاي بالا، تغيير قابل ملاحظه نوع آلياژ، سرعت فعل و انفعال و ماهيت دقيق محيطي در معرض آن قرار دارد. جدول شماره 6 نشان مي دهد كه يك طبقه بندي از آلياژ هاي مقاوم به حرارت استاندارد ريخته گري شده در محيط هاي گوناگون.
عمليات ريخته (قالب گيري) براي توليد فولاد هاي پر آلياژ اساسا شبيه روش ريخته گري مورد استفاده براي فولاد هاي ساده كربني است.
جزئيات عمل ذوب، رتفار فلز و عمليات قالب گيري شامل cleaning of casting , risering , gating در مقالبه تحت عنوان فولادهاي كربن ساده در اين جلد در دسترس هستند.
بسياري از فولادهاي ضد زنگ ريخته گري شد مقاومت به خوردگي همچون CF-8 يا CF-8M هستند قابل جوشكاري مخصوصا اگر زير ساختار آنها شامل درصدهاي كمي از فاز 8 باشد. اين دو آلياژ ضد زنگ مي تواند بسيار حساس شود و مقاومت به خوردگي شان كاهش يابد. اگر در معرض دماهاي بالاتر از 425c يا 800F قرار بگيرند. در حين جوشكاري بايد دقت زيادي شود تا م مطمئن شويم كه اجزاء توليدي يا ريخته گري شده بيش از حد گرم نشده اند. به همين دليل فولاد هاي ضد زنگ هيچگاه پيش گرم نمي شوند.
در موارد زيادي محل جوش سرد مي شود با پاشيدن قطرات آب (پاشش) حين حركت و جوش دادن براي كاهش دما تا c 150 يا پايين تر از آن.
بعضي از جوشكاري انجام شده روي گروه هايي از مقاوم به خوردگي تاثير مي گذارد روي مقاومت به خوردگي آلياژهاي ريخته گري شده دما براي بسياري از نوع هاي ديگر ريخته گري شده در شرايط جوشكاري شده رضايت بخش بوده است. مقاومت به خوردگي آنها تغيير نكرده)به دليل اينكه در محل جوش كربن آزاد شده و كاربيدهاي كرم تشكيل شده و درصد كرم در آنجا پايين مي آيد.
جايي كه شرايط به شدت خورنده (خوردگي بالا) يا جايي كه SCC ممكن است يك شكل باشد عمليات حرارت دوباره بصورت كامل ممكن است مورد نياز باشد بعد از جوشكاري.
حرارت دادن قطعه ريخته گري شده بالاتر از 1065 درجه سانتي گراد يا 1950 فارنهايت و سرد كردن سريع آن كاربيدهاي رسوب كرده در حين جوشكاري را دوباه حل كرده و باعث مي شود كه مقاومت به خوردگي برگردد.
جايي كه بيشترين مقاومت به خوردگي مورد نياز است و عمليات حرارتي منطقه جوش خورده (آنيل محلولي) نمي تواند انجام شود. عناصر آلياژي مشخصي را مي تواند به صورت كاربيدهاي پايدار اضافه شوند.
هر چند ؟ بيوم و تيتانيم هري دو، شكل كاربيدهاي پايدار هستند، تيتانيم در حين عمليات ريخته گري به سرعت اكسيد مي شود و بنابراين بندرت استفاده مي شود.
آلياژ CF-8C پايدار شده بانتوبيوم مورد استفاده زيادي دارد در ريخته گري اين گروه آلياژي استحكام كاربيدهاي نئوبيوم از تشكيل كاربيدهاي كروم مي شود و در نتيجه آن كاهش كروم از فلز پايه است بنابراين اين گروه آلياژي مي تواند جوشكاري و بدون عمليات حرارتي بعد از جوشكاري.
فولادهاي ابزار براي ساخت قالبهاي گرم كار، بر سه گروه تقسيم مي شوند.
1- فولادهايي كه عنصر آلياژهاي اصلي آنها كرم است.
2- فولادهايي كه عنصر آلياژي اصلي آنها تنگستن مي باشد.
3- فولاد هايي كه عنصر آلياژهايي اصلي آنها موليبدن مي باشد.
فولادهاي ابزار گرم كار از خواص فيزيكي خاص برخوردار هستند كه فولادهاي سرد كار يا برشي فاقد آنها هستند. انتخاب يك فولاد گرم كار بستگي به شرايط كاربردي داشتند و بخصوص يك فولاد ابزار گرم كار، نمي تواند براي شرايط مختلف كاربردي مناسب باشد. شرايط كاربردي نظير حداكثر دمايي كه قالب هنگام كار كردن به آن مي رسد، نحوه بارگذاري و نحوه خنك كردن قالب نوع فولادها را تعيين مي كند، انتخاب صحيح نوع فولاد و عمليات حرراتي مناسب، موجب افزايش عمر و كاركردن يك قالب مي باشد. چقرگي قالبها، يكي از مهمترين خواص كاركرد يك قاب بوده و به همين دليل بعد از سخت كراي اين فولادها را بيشتر از يك بار تميز مي كنند، زيرا تكراري عمل تمپر كرردن موجب كاهش بسيار زياد آسنتيت باقيمانده و مارتنزيت تميز شده مي گردد. خنك كاري مناسب باعث جلوگيري از گرم شدن موضعي قالب شده و قالب ها مي توانند در دماي پايين تر و يكنواختي كار كنند قالبهاي ريخته گري مداوم، با گردش آب در داخل قالب و قالبهاي آهنگري با پاشيدن آب يا هواي فشرده خنك مي شوند.
نگهداري قالبها زمانيكه كار نمي كنند بايد بگونه اي باشند تا نقاط زنگ زده روي قالب تشكيل نشود. زيرا نقاط زنگ زده مي توانند محل شروع تخريب قالب باشند.
فولادهاي كار گرم حاوي كرم (H10-H19) عنصر آلياژهاي اصلي اين فولادها كرم بوده و بعضي از موارد تنگستني، موليبدن و واناديم نيز افزوده مي شوند. ميزان كربن اين فولادها نسبتا پايين (0.35- 0.40%) مي باشد اين عنصر چقرگي آنها در سختي 400-600H بهبود مي بخشد. ميزان بالاي كرم سبب هوا سخت شدن اين فولادها مي باشد. حضور تنگستن و موليبدن در فولادها H4, H10، موجب حفظ استحكام و سختي در دماي بالا شده ولي تعدادي از چقرگي را كاهش مي دهد. در اين گروه، فولادهاي H13, H12, HHبيشترين كاربرد را دارند از مزاياي اين فولادها مي توان به حفظ استحكام و سختي تا دماهاي c500 با انعطاف پذيري خوب اشاره كرد.
فولادهاي اين گروه شامل 2-4% cr, 9-18%w و كربن (به ميزان كم) ميب اشند كه در بعضي از اين فولادهاي عناصري نظير موليبدن نيكل و وااناديم نيز افزوده مي شوند. در ميان فولادهاي كرم كارف فولادهيا اين گروه بيشترين استحكام در دماهاي بالا را داشتند ولي چقرگي اين فولادها كمتر از فولادهاي گرم كار حاوي كرم مي باشندو مقاومت فولادهاي اين گروه در برابر شوكهاي حرارتي كم بوده و به همين دليل قالبهاي از فولادهاي اين گروه نمي توانند با گردش آب در داخل قالب خنك شوند. كاربرد اين فولادها در ساخت قالبهايي كه نياز به حداكثر سختي در دماي بالا را دارند مي باشند و در ساخت قالبهاي اكسترود برنج و فولاد ها استفاده مي شوند.
بخاطر آلياژي اصلي اين فولاد ها موليبدن، گرم و واناديم با مقادير مختلف كربن مي باشد خواص اين فولادها شبيه فولادهاي گرم حاوي تنگستني بوده و مزيت اصلي اين فولاد ها بسيار محدود بوده و به ندرت براي ساخت قالبهاي گرم كاب ه كار برده مي شوند.
آنيل كردن اصولا ؟ مناسب جهت آنيل كردن اين فولادها 815 – 900c مي باشد. گرم و سرد كردن هنگام آنيل كردن بايد آهسته و به طور يكنواخت باشد ميزان سرد كردن در اين فولادها تا دماي 400c ؟ بيشتر از 500c/hباشد و جهت حفظ كيفيت سطح كار، استفاده از اتمسفر خنثي در ك؟ پيشنهاد مي گردد.
سخت كاري: قبل از سخت كاري اين آلياژها آنها را نش گيري مي كنند كدهاي تنش گيري پيش از سخت كاري c 730-c650مي باشد.
تمامي سخت كاري اين فولادهاي نسبتا بالا و حدود 1100 مي باشد. بنابراين به منظور جلوگيري از پوسته پوسته بودن استفاده اتمسفر خنثي يا نكي در كوره توصيه مي گردد هنگامي ك؟ به c 1100مي رسد، كاربيدهاي از نوع M23c6 موجود در اين فولادها حل مي شود. حلاليت اين نوع كاربيد از آن جهت حائز اهميت مي باشد. كه موجب حل شدن كربن در آلياژ؟ شده كه پس از از سخت كاري موجب تشكل ساختار مارتزيت پر كربن با حداكثر سختي مي گردد. حق سختي پذيري فولادهاي گرم كار بسيار بالا بوده و هوا سختي براي تشكيل ساختار مارتنزيتي كافي است.
اكثر فولادهاي گرم كار هنگام تمپر تحت فرآيند سخت كاري ثانويه قرار گرفته و بنابراين دماي تمپر كردن اين فولادهاي حدود c 500 مي باشد رسوب كاربيدهايي از نوع M6c, Mc، ين تمپر موجب افزايش سختي با سختكاري ثانويهن مي گردد. حضور عناصري نظير موليبدن، تنگستن و واناديم و ميزان كافي بودن كربن، موجب تسريع سختي ثانويه مي شود. اين فولادهاي به منظور به حداقل رساندن آستنيت باقيمانده و مارتزيت تميز شده و كسب افزايش و چقرگي اين فولادها مي شود بيشتر از يكبار تمپر مي شوند.
فولادهاي زنگ نزن را براي استفاده در محيط هاي اتمسفري آب دريا و انواع مختلف محيط هاي شيميايي انتخاب مي كنند. اما، بستگي به نوع محيط، بايد فولاد با تركيب شيميايي مناسب انتخاب مي شود. بجز مقاومت در برابر محيط هاي خوزنده خاص فولادهاي زنگ نزن آستنيني داراي خواص متالوژيكي زير نيز هستند. تبديل آستنيت به مارتزيت در اثر كار مكانيكي سرد، كاهش كربن و عنصر آلياژهاي كرم براي حذف امكان تشكل كاربيد كرم و جلوگيي از خوردگي ؟ دانه اي. آلياژهاي كردن با مولبدن براي افزايش مقاومت در برابر خوردگي ؟ و استفاده از درصدهاي بالاي عناصر آلياژهاي كرم و نيكل براي افزايش استحكام درهاي بالا و مقاومت در برابر پوسته شدن. فولادهاي زنگ نزن آستنيني اغلب در دماهاي بالا آنيل مي شوند تا عمل تبلور مجدد وانحلال كاربيدها انجام شود همان گونه در بخش بعدي توضيح داده خواهد شد، براي جلوگيري از تشكيل كاربيد، پس از آنيل اين نوع فولادها اگر آب سريع سد مي كنند حداق خواص معمولي فولادهاي زنگ نزن آستنيتي در شرايط آنيل شده عبارتند از: استحكام تسليم mpa 305 استحكام نهايي كشش mpa 515 و ازدياد طول 40% فولادهاي زنگ نزن آستنين نوردي خوب تك فازي بوده و عاري از كاربيد فريت و يا فازهاي ديگراند در اين فولادهاي، تمام عناصر آلياژي به صورت محلول جامد جامد در شبكه بلوري آن وجود دارند. در اين شرايط فولاد بهترين مقاومت به خوردگي را دارند.
گروه ماتنزيتي شامل آلياژهاي CA-9NM, CA-15H, CA-60, CA-15 آلياژ CA-15 داراي كمتري مقدار كرم مورد نياز براي اينكه اين آلياژ ضد زنگ شود.
اين آلياژها داراي مقاومت خوردگي خوب در اتمسفر وهمچنين در بسياري از محيط هاي آلي نسبتا آرام (ضعيف) مي باشند. CA-40 آلياژ پر كربن بهينه شده (اصلاح شده) آلياژ CA-15 است كه براي دستيابي به استحكام بالاتر و سختي بيشتر مي تواند تحت عمليات حرارتي قرار گيرد. آلياژ CA-15m آلياژ بهينه شده CA-15 است كه حاوي موليبدن MO مي باشد. اين آلياژ داراي استحكام خوب دردماهاي بالا مي باشد حضور. نيكل اثر فريته شده (به مزيت تبديل شدن) رادر مقايدير كربن پايين متوازن مي كنند طوري كه خواص استحكامي وسختي آن قابل مقايسه با CA-15 و استحكام ضربه آن بهبود مي يابد. افزون مولي بدن MO باعث افزايش مقاومت به محيط خورنده آب دريا مي شود. محدوده وسيعي از خواص مكانيكي مي تواند در گروههاي آلياژي با اسختار مارتنزيتي حاصل شود. با اعمال عمليات حرارتي مي توان استحكام كششي از 620 تا mpa 1520 و سختي بيش از HB 500 به دست آورد. در صورت استفاده از تكنولوژي مناسب اين آلياژها داراي قابليت جوشكاري و ماشين كاري خوب مي باشند.
CA-40 به عنوان ضعيف ترين و CA-6NM به عنوان بهترين آلياژ در اين رابطه مي باشند آلياژهاي مارتنزيتي در پمپم هاف كمپ سورها، شير آلات، توربين هاي هيدروليكي، استفاده مي شوند.
گريد آستنتيي شامل CN-7M. CK-20, CH-20 مي باشد، آلياژهاي CK-20, CH-20 آلياژهاي پر كرم و پر كربن باتركيب كاملا آستنيتي هستند كه مقدار كرم از ميزان نيكل بيشتر است اين آلياژها در مقايسه با CF-6 داراي مقاومت خوبي در برابر اسيد سولفوريك رقيق واستحكام خوبي در دماهاي بالا مي باشند. اين آلياژها برابر كاربردهاي ويژه اي در فرآيند هاي شيميايي و در صنايع كاغذ و خمير كاغذ براي جابه جايي كيلويي خمير و اسيد تيتريك استفاده مي شوند.
گريد CN-7M آلياژي با مقدار نيكل بالا و حاوي موليبدن و مس است كه به طور گسترده در تجهيزات انتقال اسيد سولفوريك داغ استفاده مي شود اين آلياژ هم چنين مقاومت خوبي در برابر اسيد هيدروكلريك رقيق و محلولات كلريدي داغ دارد. از اين آلياژ در صنايع فولاد سازي و كانتينر هاي نگهدارنده محلولهاي نيتريك- هيدورفلوريك و صنايع كه آلياژ پر كرم نوع CF در دسترس نباشد، استفاده مي شود.
اين گريد ها شامل CC-50, CB-30 است. به طور كلي آلياژ CB-30 توسط عمليات حرارتي قابليت سخت كاري ندارد. در صورت ساخت معمولي اين آلياژ تعادل بين عناصر موجود در تركيب ساختار كاملا فريتي شبيه فولاد ضد زنگ نوع 442 دارد.
عناصر موجود در تركيب وجود دارد كه ساختاري كاملا فريت شبيه فولاد زنگ نزن كار شده 442 به وجود مي آيد. با ايجاد تعادل در تركيب به طرف حد پايين كرم و حد بالايي نيكل و محدوده كربن مقداري مارتنزيت در حين عمليات حرارتي ايجاد مي شود وخواص آلياژ به خواص فولاد كار شده سختي پذير 431 مي رسد. آلياژ CB-30در مقايسه با فولادهاي CA مقاومت به خوردگي عالي دارد براي بدنه شير آلات (سوپاپها) و صنايع شيميايي و غذايي استفاده مي شود (در بسياري از كاربردها بخاطر استحكام به ضربه پايين CB-30 ، فولادهاي آستنيتي با نيكل بالانوع CF جايزگين آن شده است آلياژ پر كرم cc-50 بخاطر مقاومت خوبي كه در برابر خوردگي اكسيدي، مخلوط اسيدنيتريك و سولفوريك و ليكورهاي قلياي) دارد. در قطعايت كه در تماس با آبهاي اسسيدي و صنايع توليد نيتروسلولز استفاده مي شوند براي دستيابي به استحكام ضربه بالا آلياژي با نيكل بيشتر از 2% ونيتروژن 15% ساخته مي شود.
اين گريد شامل CF-8A, CF-8, CF-3A, CF-3, CE-30CF-16F, CF-8C, CF-8M, CF-3MA, CF-20 و CG0-8M مي باشد. ساختار اين آلياژها معمولا شامل 5-40% فريبت بسته به نوع گريد، تعادل بين عناصر آسنتيت زا و فريت زا در تركيب مي باشد. اين مقدار فريت قابليت جوش كاري آلياژها را بهبود، استحكام مكانيكي و مقاومت به scc را افزايش مي دهد.
ميزان فريت در يك قطعه ريختگي مقاوم به خوردگي مي تواند از روي تركيب آلياژ و با استفاده از دياگرام شوفر (شكل 3) تخمين زده مي شود. همچنين با استفاده از عكس العمل آنها نسبت به تجهيزات اندازه گيري مغناطيسي تخمين زده مي شود. آلياژ پر كرم و پر كربن CE-30 داراي مقاومت خوبي در برابر اكسيد سولفوريك دارد و مي تواند در شرايط پس از ريخته گري as- cast استفاده شود. اين آلياژ بطور گسترده براي قطعات ريختگي مجموعه هاي جوش كاري شده كه نمي توانند به طور موثر تحت عمليات حرارتي قرار گيرد استفاده مي شود. آلياژ CE-30A گريد فريتي كنترل شده بخاطر استحكام بالا و مقاومت scc در اسيد پلي تيونيك درصنايع نفت استفاده مي شود.
آلياژهاي CF گروه اصلي توليدات ريختگي مقاوم به خوردگي را تشكيل مي دهند در صورتي كه اين آلياژ ها به طور مناسب تحت عمليات حرارتي قرار گيرند مقاومت به خوردگي آن ها بهبود مي يابد و به عنوان بهترين گريد شناخته مي شود. آنها داراي قابليت ريخته گري، ماشين كاري، وجوشكاري خوب وهمچنين استحكام و چقرگي بالا در دماهاي زير -225c مي باشد.
آلياژ CF-8 معادل فولاد زنگ نزن 304 مي باشد و به عنوان آلياژ اصلي پايه شناخته مي شود و بقيه آلياژها به عنوان آلياژها به عنوان آلياژ فرعي از اين نوع آلياژ به شمار مي روند آلياژ CF-8 داراي مقاومت عالي در برابر اسيد نيتريك ومحيط هاي اكسيدي قوي مي باشند. گريد پر كربن CF- 20 در مقايسه با CF-8 در محيط هاي با قدرت خورندگي كمتر استفاده مي شود و آلياژ كم كربن CF-3 براي كاربردهاي كه قطعات ريختگي بدون عمليات حرارتي بعدي به هم جوش داده مي شوند استفاده مي شود. آلياژهاي CF-3M و CF-8M حاوي موليبد به منظور بهبود مقاومت به احياء شيميايي، انتقال اسيد سولفوريك رقيق، اسيد استيك، كيلور صنايع كاغذ سازي استفاده مي شود.
آلياژ CF- 8M همواره به عنوان گريدي براي استفاده از پمپها و شير آلات مقاوم به خوردگي استفاده مي شود. CF-3M بخاطر مقدار كربن پايين مي تواند بدون عمليات حرارتي پس از جوشكاري استفاده شود. آلياژ پايدار شده با فيوبيوم CF-8C، آلياژCF-8 يكسان مي باشد.
بنابراين قطعات ريخته گري از اين آلياژ كه استفاده مي شود مقاومت به محيط هاي خورنده مشابه به CF-8 دارند اما ناحيه كه جوش مي خورد يا در دماهاي گاز 65 درجه كاري مي كند مورد بحث است.
گريد هاي CF-3MA, CF-8A, CF-3Aدر مقايسه با آلياژهايCF-3M, CF-8, CF-3 داراي خواص مكانيكي بالا مي باشد اين موضوع بخاطر بالانس تركيب براي ايجاد فريت كنترل شده است كه اطمينان از استحكام كافي را حاصل مي كند از اين گريد در صنايع هسته اي استفاده مي شود گروه CF- 16F داراي مقدار اضافي سلينيوم براي تقويت ماشين كاري، قطعات ريختگي، كه نيازمند مته كاري و حديده كاري وامثال آنها است مي باشد. اين گريد در كاربردهاي شبيه كاربردهاي CF-20 مورد استفاه قرار مي گيرد.
آلياژ CG-8M در مقايسه با CF-8m داراي مولي بدن بيشتري مي باشد و در كاربردهايي كه نيازمند به مقاومت بالاتري در برابر محلول هاي اسيد سولفوريك و سولفور باشد ترجيح داده مي شود. اما بر خلاف CF-8M براي كاربردهاي كه با اسيد نيتركي يا ديگر محيط هاي اكسايشي قوي در تماس دارد مناسب نيست.
اين آلياژها در مقايسه با آلياژ هاي آستنيتي داراي استحكام تسليم كششي بالاتري مي باشد. اين امر باعث تفاوت در عمر اقتصادي (مفيد) به عنوان مثال در صنايع شيمايي، فرآيند هاي با آهنگ جريان وفشار بالا مي شود. در صورتيكه استحكام بالا اجازه كاهش ضخامت ديواره، لوله ها، تيرهاي مبدل حرارتي تانك ها، ستونها، تجهيزات دهد. صرفه جوئي در هزينه مي تواند به حد واقعي برسد. براي تجهيزات چرخشي نظير سانتريفوژ، جرم تجهيزات با استفاده از فولادهاي دوبلكس مي تواند كاهش پيدا كند. در موتورها و چرخ دنده ها بخاطر بار اعمالي كوچك صرفه جويي بيشتر حاصل مي شود. بعضي از اوقات در ساخت پمپها و شير آلات مستحكم از فولادهاي دوبلكس استفاده مي شود كه اجازه وارد شدن فشار بالاتر و كاهش هزينه با استفاده از ديواره هاي نازك داده مي شود. زيرا با استفاده از اين فولادها چرم را مي توان با كاهش مقاومت ديواره ها كم كرد كه همان صرفه جويي اقتصادي است.
اين آلياژ شامل CD- 4MCU, CB-7CU مي باشد، آلياژ CB-7CU يك آلياژ مارتنزيتي كم كربن مي باشد كه ممكن است شامل تعداد جزئي از فريت يا آستنتي باقيمانده باشد مقاومت، به خوردگي CB-7CU حد فاصل بين گريد CA و آلياژ سختي ناپذير CF مي باشد درنتيجه اين آلياژ زمانيكه تركيبي ازاستحكام ومقاومت به خوردگي بالا نياز باشد مورد استفاده قرار مي گيرد. قطعات ريخته شده از CB-7CU در شرايط حل سازي شده ماشين كاري مي شوند و توسط عمليات پير سازي در دما پايين (C0 595 تا 480) سخت كاري مي شود به خاطر اين قابليت گريد CB-7CU در كاربردهايي نظير صنايع هواپيمايي و فرآيند هاي غذايي كه تحت تنش بالا قرار دارند استفاده مي شود. گروه CD- 4MCU يك آلياژ دو فازي با ساختار فريت و آستنيت مي باشد كه به خاطر تعداد بالاي كرم و كربن پايين ساختار مارتنزيتي در حين عمليات حرارتي حاصل شده است.
آلياژ CD-4MCU شبيه گروه CB-7CU مي تواند توسط عمليات پير سازي در دما پايين سخت شود. اما اين آلياژ معمولا در شرايط تابكاري و حل سازي استفاده مي شود در اين شرايط استحكام آن ها دو برابر گروه CF است. و مقاومت به خوردگي آنها بهينه مي باشد. مقاومت به خوردگي اين آلياژ در مقايسه با انواع CF بهتر يا يكسان است وهمچنين داراي مقاومت عالي به SCC در محيط هاي كلريدي و مقاومت در برابر اسيد نيتريك و سولفوريك مي باشد. اين گروه در ساخت پمپها، شيرآلات، قطعات تحت تنش، تجهيزات درياي، شيميايي صنايع كاغذ كه در اين صنايع به تركيبي از مقاومت خوردگي بالا و استحكام بالا نياز است مورد استفاده قرار مي گيرد.
آلياژهاي آهن – كرم شامل گريدهاي HD- HC- HA مي باشد آلياژ HA داراي كاربرد دماي پايين مي باشد بخاطر استحكام پايين ومقاومت ضعيف در برابر خوردگي گازي در دماي بالا اين آلياژ در شير آلات و فلانژها جائيكه تنش پايين وارد مي شود استفاده مي شود.
آلياژهاي HD- HC مي توانند براي انتقال بار تا دماهاي بالاي C0 650 در مورد بارهاي كم تا بالاي C0 104 مورد استفاده قرار گيرد اين گريد با تشكيل فاز 6 در محدوده دمايي C0 650 الي دچار تردي مي شود. HD, HC از نظر مقاومت به خوردگي شبيه هم هستند در حاليكه گريد HD استحكام بالاتري دارد. هر گروه در كوره هاي تشويه مواد معدني و در كاربردهاي با مقدار سولفور بالا جائيكه به استحكام بالا نياز نيست استفاده مي شود.
اين گروه شامل HL, HI, Hk,HH, HF, HEمي باشد ساختار اين گريد غالبا يا كاملا آستنيتي مي باشد ودر مقايسه با گريد آهن كرم داراي استحكام و داكتيليته بهري مي باشند آلياژ HE داراي مقاومت به خوردگي عالي واستحكام كاي در دماهاي بالا مي باشد اين تركيب از مقاومت به خوردگي واستحكام آلياژ HE را براي كاربردهاي تا دماي C01095 مفيد مي سازد گروه. HE در كاربردهايي با مقدار سولفور بالا نظير كوره هاي تسويه و كوره هاي وفولاد سازي استفاده مي شود اين آلياژ مستعد به تشكيل فاز در دماي 650 الي 870 مي باشد. اما در آلياژ HF فاز تشكيل نمي شود. و مي تواند تا دماي C0 870 استفاده مي شود. اين آلياژ استفاده مي شود لوله هاي تامين كننده و ميله هاي هيترهاي تصفيه روغن و كوره هاي عمليات حرارتي، كوره هاي سيمان گريد HH داراي استحكام بالا و مقاومت عالي اكسيداسيون در دماي C0 1905 مي باشد. ساختار آن مي تواند با متعادل شدن آن شامل مقدارجزئي از فريت يا كاملا آستنيتي باشد و محدوده وسيعي از خواص را دارا باشد. به همين خاطر تركيب آلياژ HH با توجه به كاربرد بطور مناسب انتخاب مي شود. آلياژ با مقدار جزئي فريت يا نوع I، داراي استحكام خستگي نسبتا پايين و داكتليته بالاتر در دماي بالا در مقايسه با آلياژهاي آستنيتي نوع IIمي باشد. نوع I همچنين مستعد به تشكل فاز 6 در محدود و دمايي 650 الي 870 مي باشد. آلياژ نوع IIدر اين محدوده، دمايي ترجيح داده مي شود. هر دو نوع به طور گسترده در صنايع كوره سازي استفاده مي شود، اما براي كاربردهاي دما بالا سيكلي استفاده نمي شود. اما براي سيكلهاي دماي بالا استفاده نمي شود.
گريد HI شبيه آلياژ كاملا آستيتي HH مي باشد اما تعداد كرم بالا باعث استفاده از آن در دماهاي بالاي C0180 مي شود. كاربرد اصلي آن در صنايع توليد كلسيم و منيزين است. آلياژ HK داراي استحكام خزش و گسيختگي بالائي است و مي تواند در كاربردهاي سازه اي تا دماي C0 1150 استفاده مي شود همچنين داراي مقاومت به خوردگي گاز داغ عالي دارد. اغلب براي قطعات كوره تجهيزات توليد بخار و تيوبهاي پرويز اتيلين استفاده مي شود. گريد HLخواص شبيه HK دارد. ومقاومت به خوردگي بالائي در محيط هاي حاوي سولفور بالا در 980 دارد. اين آلياژ معمولا در تجهيزات تفكيك گاز استفاد مي شود.
اين گريد شامل Hx, Hw, Hu, HT, Hp مي باشد، در اين گريد نيكل عناصر آلياژي اصلي است. آن ها هم چنين براي استفاده در دماي C0 115 مناسب و مقاوم به خستگي حرارتي و شوك حرارتي وارد شد. توسط چرخه هاي دمايي شديد مي باشد. اما گريد هاي پايه نيكل براي محيط هاي سولفور بالا مناسب نيستند. آلياژ HW خواص شبيه HK دارد. اين آلياژ در فيكسچرليم كاري، كوره ها، قطعات استفاده مي شود. گريده HP مقاومت خوبي در محيط هاي كربوره و اكسيدي دارد و داراي استحكام خوب در محدوده دمائي 900 الي 1095 مي باشد اين آلياژ معمولا براي فيكسچرهاي عمليات حرارتي، تي؟ شعاعي، كوبل هستير، پيروليز اتيلن استفاده مي شود. آلياژ HT مي تواند در شرايط اكسيدي تا C0 1150 و شرايط احيا؟ تا C0 1095 مقاوم باشدو بطور گسترده در قطعات كوره هاي عمليات حرارتي كه در معرض سيلكهاي حرارتي قرار دارند استفاده مي شود مثل ريلها و ديسكها و زنجيرها ... استفاده مي شود.
آلياژ HU مقاومت عالي به خوردگي گاز داغ، خستگي حرارتي و استحكام بالا در دماي بالا دارد. و در كوره ها استفاده گسترده اي دارد. گريد هايH x, Hw مقاوت شديدي به اكسيداسيون، شوك حرارتي و خستگي دارد. مقاومت الكتريكي بالاي اين گريد را براي توليد المنت هاي حرارتي الكتريكي مناسب مي سازد هر دو گريد مقاومت شديدي به كربوزاسيون دارند. زماني كه درمعرض نمك هاي سيانيدي و عمليات باز پخت قرار مي گيرند. مقدار بالاي عنصار آلياژي در گروه Hx آن را مقاوم تر به خوردگي گاز داغ مي كند مخصوصا در برابر گاز هاي احيائي حاوي سولفور، در حالي كه گريد Hw براي اين كاربرد توصيه نمي شودو هر دو گريد معمولا كانتينر عمل سرب مذاب، نيكچر فيكسچر آبدهي، قطعات كوره ها استفاده مي شود. هر دو گروه عملا استفاده مي شود.
تركيب فولادهاي آستنيتي منگز دار مي تواند براي دستيابي به تركيب هاي مختلف از استحكام، داكتيله، مقاومت خزشي و قابليت ماشين كاري تغيير كند (ASTM , A128) فولاد هاي ريختگي منگز دار در كليه ابعاد براي كاربردها زيادي مصرف مي شوند. فولادهاي منگنز دار حاوي كرم به عنوان عنصر آلياژي بر اساس استاندارد A128 به طور گسترده مورد استفاده قرار مي گيرند. قطعات ريخته گري crucherبا ضخامت متوسط 50-128mm2-5inمعمولا افزايش (بهبود) عمر سايشي نشان مي دهند اين امر به حضور عنصر آلياژي كرم نسبت داده مي شود.
فولادهاي منگنز دار حاوي m را مي توان به دو گروه تقسيم بندي كرد: گروه اول حاوي (Mo%)و گروه دوم حاوي 2% MO هستند.
علاوه بر اين گروه MO%1 تقسيم شده به بخش آلياژ معمولي و گروهي كه ناميده شده آلياژ خم شونده گروه آلياژ خم شونده آستنيتي حاوي %7-5 منگنز هستند اين تركيب معمولا حاوي %14-12 فولاد منگنزي آستنيتي است.
گروه آلياژهاي معمولي 1% MO مي تواند حاوي مقادير كربن در محدود 0.8 تا 1.3% باشد. هر يك از اين حدود كربن مي تواند فريت و سودمندي متفاوتي را فراهم كنند.
نظم سنگين (جزء سنگين) خواص مكانيكي اصلاح شده دارد و بهبود يافته مقاومت به كاهش خواص مكانيكي آن بهبود خواص مكانيكي اجزاء بزرگ اين آلياژ و بهبود مقاومت به كاهش خواص مكانيكي آن به عنوان نتايج ؟ بالا مي تواند راهنماي استفاده از اين مواد كم كربن باشد.
از گروه پر كربن آن مي توان در جايي كه بهبود مقاومت سايشي مورد نياز است استفاده شود در گروه فولادي ؟ 1%MO دار ب؟ استفاده مي شود در كاربرد هاي crushing آنها اين محدوديت بخاطر داكتيليته پايين و ؟ پذيري مجاز كم آنها است.
كار غني سريع در اين گروه موجب مي شود كه بهبود در دوام عمر از موارد استفاده آنها به وجود مي آيد. همچون آسياب هاي گل؟ و آسيباب هاي ميله اي.
گروه هاي 2% مولبيدن بر طبق طبقه بندي در جدول 7 داراي 15-12 Mn هستند. مقدرا كربن مي تواند تغيير كند از 105% تا 1 در آلياژهايي كه ممكن است دستخوش عمليات حرارتي آستنيتي يا عمليات سخت سازي پركنده ي شوند.
براي دست يافتن به فولادهاي منگنز دار با استحكام تسليم بالا گروه 2% Mo را تست عمليات سخت سازي پراكنده شدن در ساختار استحكام تسليم بهبود يابد و افزايش پيدا كند.
مشخص است كه استحكام تسليم بالا مطلوبست از كاربردهاي قطعات ريخته گري همچون فك؟ بزرگ و (قطعات) اجزاء توگرد (فرورفته)
گروه 2% MO مي تواند به دليل استحكام تسليم جنبي كه دارد و بهبودي را در دوام عمر داشته باشد اگر دچار عيب زود هنگامي نشود.
بنابراين اهميت اقتصادي شامل اين موضوع مي شود كه بايد تخمين زده شود افزايش قيمت كه رابطه با افزايش طول عمر قطعه. يعني اينكه با افزايش طول عمر قيمت چقدر افزايش مي يابد.
گروه قابل ماشين كاري فولادهاي منگنز دار ليست شده در جدول 7 نسبتا نقشي مشابه با فولادهاي منگنز دار با استحكام بالا دارند. اما در بعضي ناحيه ها خواص متفاوت دارند. فولادهاي آستنيتي منگنز دار قابليت ماشين گاري ضعيفي دارند. و حتي بايد در براده برداري و سوراخ كاري آنها توجه شود.
بنابراين فولادهاي منگنز دار قابل ماشين كاري نسبت به فولادهاي زنگ نزن كار پذير نوع 308 فريت بالاتر و بهتري دارند در سوراخ كاري و ماشين كاري.
خواص مكانيكي تركيبات نشان داده شده در جدول 7 بيان شده در نمودارهاي 12 و 15 propenty in pairment به عنوان نتيجه افزايش ابعاد ؟ و كاهش عكس العمل به عمليات حرارتي 21% شده. هم گروه ها بجز آستنيت كم و گروههاي قابل ماشين كاري استحكام UTS تقريبا 872 MP در قطعه 25mm دار؟ گروه هاي كروم دار و گروه هاي 2% MO استحكام تسليم 414 درصد يا بالاتر را نشان مي دهند. در حاليكه در همين جدول آلياژ با استحكام تسليم بالا كه از آلياژ 2% MO حاصل مي شود. استحكام 655 MPO را در ابعاد 25MM دارد
درصد تغيير طول و استحكام ضربه داده هاي استنثنا گروه 1% MO قطعات سنگين ؟ هستند، در حاليكه آلياژ lean 1% MO خواص بسيار ضعيفي را در اين مورد نشان مي دهد.
هدايت مغناطيسي كم را مي تواند خيلي و بطور اقتصادي به دست آورد. تركيب مقاومت سايشي و هدايت مغناطيسي كم فريت خوب در استفاده فولاد منگنز دار پوشش مغناطيسي ورق هاي نازك.
فولادهاي منگز دار آستنيني، ماشين كاري آنها عمدتا مشكل است. زيرا آنها در زير و جلوي ابزرا كار (براده بردار، سوراخ كن) سخت مي شوند. حتي مقدار خيلي كمي شل بودن ابزرا كه سختي خيلي زياد هم دارد منجر كند شدن و حتي نازك شدن ابزار مي شود.
براي ماشين كاري آنها بايد از ابزارهاي از جنس كاربيدهاي شما؟ يا فولادهاي حاوي كبالت استفاده كرد همچنين ابزار بايد تيز باشد زيرا در غير اينصورت كار ؟ زيادتر مي شود. و نيز ماشين بايد صلب و در محل كاملا مستقر باشد تا حركند نكند، سرعت ماشين كاري كم بوده تا عمر ابزار كاهش نيابد. در صورت امكان سوراخ ها را در هنگام ريخته گيري و با استفاده از ماهيچه ايجاد كرد و حتي الامكان ماشين كاري براي ايجاد سوراخ انجام نشودو استفاده از روغن كاري هاي حاوي گوگرد ماشين كاري آن نيز توصيه مي شود.
انجام شود اگر مطلوب باشد به طور معمول با؟ ماشيني لايه روبي، پياله ها و بوش ها نيز از فولاد هاي آستنيتي منگنز دار به طور وسيع در اين كاربرد ها مورد استفاده قرار مي گيرد. كاربردهاي ديگر شامل صفحه فولادي جرثقيل چرخ ها و زنجيره ها.... مي باشد.
در بعضي تاسيسات افزايش در مقاومت سا؟ و كاهش داكليته مي تواند منجر به شكست زود رس در شرايط كاري سخت شود. شكل 12 انعطاف پذيري كششي (درصد ازدياد طول كششي) در فولاد كرم – منگنز با ضخامت mm 150 را نشان مي دهد كه در مقايسه با گرايد استاندارد 30 الي 40 درصد كاهش را نشان مي دهد. مقايسه خواص ضربه اي نيز كاهش (صدمه) معيني نشان مي دهد.
سنگين، تجهيزات صلب، آهسته، تغذيه پايدار و برشها عميق)
يك كارگاه ماشين مجهز كه از تكنيك هاي سايشي استفاده مي كند مي تواند تمام اعمال ماشين هاي ابزار اصلي را انجام دهد.
تعمير جوش، ساخت مجدد و عمليات مونتاژ مرتبا انجام مي شود سيم هاي جوش فولادهاي منگنز دار آلياژي شده با كرم –نيكل و مولي بدن والكترودها به سهولت در دسترس مي باشد با احتياط قابل قبول همه عمليات معمول جوش كاري مي تواند انجام پذير. فلز كار سختي شده بايد قبل از جوش كاري توسط سنگ زني برداشته شود استفاده از فولادهاي 1% مولي بدن در ريخته گري موجب بهبود در مقاومت در برابر ؟ مي شود.
فولادهاي آستنيتي منگنز دار بطور گسترده در كاربردهاي سايشي (سنگ زني) و آسيابها و سنگ شكن ها) استفاده مي شود.
پوشش اوليه و ثانويه سنگ شكن ها و آسيابها مي تواند از نظر وزني 4 تا 25 تن تغيير كند. (جزء بالايي و پاييني براي كاهش وزن كلي استفاده مي شود)
وزن گلوله سنگ شكن ها و آسياب ها(crusher) گوه اي توليد شده به روش ريخته گري از 180 تا 3400 كيلوگرم مي باشد همواره در گلوله هاي crusher، فك هاي سنگ شكن صفحات سايشي چكش ها، ميله هاي كوبه و رينگها از فولادهاي آستنيني منگز دار استفاده مي شود. بيل هاي قوي با ضعيف m19 بااستفاده از تكنيك هاي مونتاژ ريخته گري- جوش كاري ساخته مي شوند وزن cross ها مي تواند 50 تن در حالي كه وزن بيل هاي بزرگ kg 2720 مي رسد. در چرخ دنده هاي مياني، دندانه هاي چرخ زنجير sheaues و صفحه دنده نيز بطور گتسترده استفاده مي شود. جدار (روكش) و پمپها بزرگ با وزن 2270 الي kg 9070 نيز به طور گسترده با استفاده از ريخته گري توليد مي شوند قطعات ؟ ديگر شامل Impeller و موتورها و صفحات دو طرف مي باشد ساخت مجدد با جوش مي تواند.
سامانه خرید و امن این
سایت از همهلحاظ مطمئن می باشد . یکی از
مزیت های این سایت دیدن بیشتر فایل های پی دی اف قبل از خرید می باشد که شما می
توانید در صورت پسندیدن فایل را خریداری نمائید .تمامی فایل ها بعد از خرید مستقیما دانلود می شوند و همچنین به ایمیل شما نیز فرستاده می شود . و شما با هرکارت
بانکی که رمز دوم داشته باشید می توانید از سامانه بانک سامان یا ملت خرید نمائید . و بازهم
اگر بعد از خرید موفق به هردلیلی نتوانستیدفایل را دریافت کنید نام فایل را به شماره همراه 09159886819 در تلگرام ، شاد ، ایتا و یا واتساپ ارسال نمائید، در سریعترین زمان فایل برای شما فرستاده می شود .
آدرس خراسان شمالی - اسفراین - سایت علمی و پژوهشی آسمان -کافی نت آسمان - هدف از راه اندازی این سایت ارائه خدمات مناسب علمی و پژوهشی و با قیمت های مناسب به فرهنگیان و دانشجویان و دانش آموزان گرامی می باشد .این سایت دارای بیشتر از 12000 تحقیق رایگان نیز می باشد .که براحتی مورد استفاده قرار می گیرد .پشتیبانی سایت : 09159886819-09338737025 - صارمی
سایت علمی و پژوهشی آسمان , اقدام پژوهی, گزارش تخصصی درس پژوهی , تحقیق تجربیات دبیران , پروژه آماری و spss , طرح درس
مطالب پربازديد
متن شعار برای تبلیغات شورای دانش اموزی تحقیق درباره اهن زنگ نزن انشا در مورد 22 بهمن
را بنویسید.
