автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.01, диссертация на тему:Моделирование процесса дробления комплексов технического льняного волокна

На правах рукописи

Смирнов Александр Анатольевич

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДРОБЛЕНИЯ КОМПЛЕКСОВ ТЕХНИЧЕСКОГО ЛЬНЯНОГО ВОЛОКНА

Специальность 05 19.01 «Материаловедение текстильной и легкой промышленности»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ооз 1 < ^

Кострома - 2008

003171308

Работа выполнена в Костромском государственном технологическом университете

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент Киселев Михаил Владимирович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор,

Гусев Борис Николаевич, Ивановская государственная текстильная академия

кандидат технических наук, доцент Федосова Наталья Михайловна, Костромской государственный технологический университет

Ведущая организация.

ВНИИЛК, г Кострома

Защита состоится « 25 » июня 2008 г в 12°° часов на заседании диссертационного совета Д 212 093 01 в Костромском государственном технологическом университете по адресу. 156005 г Кострома, ул Дзержинского, 17, ауд Б-106

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Костромского государственного технологического университета

Автореферат разослан «&?» /^сл.'Х 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор_ _П Н Рудовский

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

По сравнению с другими природными и химическими волокнами лен обладает рядом отличительных свойств, которые представляют большой интерес как в повседневной жизни человека, так и для использования в технических целях Поэтому производство изделий с использованием льняного волокна остается перспективным направлением Создание конкурентоспособной продукции, отвечающей мировым стандартам качества, является актуальной проблемой на сегодняшний день для льняной промышленности.

Получение качественной пряжи зависит прежде всего от технологических процессов ее переработки и от качества исходного сырья. Одним из основных процессов обработки льна является дробление комплексов на более тонкие и короткие, из которых затем формируется пряжа Следует отметить высокую сложность данного процесса, который зависит от множества факторов, взаимосвязанных между собой

Многие исследователи, занимающиеся проблемами разрушения нитей и тканей, дроблением комплексов льняных волокон отмечают сложность моделирования реальных технологических процессов с учетом реального строения нити и вероятностными физико-механическими и геометрическими ее свойствами, что привело к созданию ряда упрощающих допущений при моделировании нитей и тканей, которые на сегодняшний день широко известны

Для исследования поведения данных сложных систем и процессов хорошие результаты дает применение математического моделирования, которое позволяет исследовать влияние различных факторов независимо друг от друга Наиболее перспективным направлением в современной науке по данному вопросу является проблема прогнозирования механических свойств нити и ткани, что в свою очередь невозможно без применения математического моделирования. С широким внедрением вычислительной техники появляется возможность эффективного применения численных методов математического анализа и визуализации процессов на экране ПЭВМ В связи с этим в последнее время отмечено появление нового направления в науке "Компьютерное материаловедение", чему и посвящена данная работа

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка методики проектирования структуры комплекса льняных волокон и прогнозирование процесса дробления льняного комплекса методами математического моделирования с учетом вероятностных физико-механических и геометрических свойств моделируемого объекта и реального строения объекта исследования.

Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующие задачи.

- построена математическая модель разрушения элементарного льняного волокна с учетом его реального строения,

- построена математическая модель разрушения двух элементарных волокон при деформации «сдвига» и «раздира»,

- разработана методика определения координат центров тяжести сечений элементарных волокон в поперечных срезах льняного комплекса,

- построена математическая модель дробления комплекса льняных волокон, учитывающая вероятностные характеристики исследуемого объекта,

- разработаны интегрированные характеристики процесса дробления льняного комплекса

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались различные методы математического моделирования и компьютерной обработки объектов моделирования В частности при математическом моделировании комплекса льняных волокон и его составляющих использовались численный метод конечных элементов в объемной постановке Для решения задач предельного анализа использовался метод последовательных нагружений с учетом геометрической нелинейности поведения моделируемого объекта (метод Нъютона-Рафсона) При определении статистических характеристик поперечных сечений комплекса использовались алгоритмы распознавания графических образов, векторизация растровых изображений, поиска центров тяжести тел с произвольной формой При выполнении экспериментальной части использовались натурные эксперименты на приборе Ф-01 При статистической обработке результатов экспериментов, в том числе вычислительных, применялись корреляционный, дисперсионный анализы и другие статистические методы Использованные методы исследования реализовались с применением ПЭВМ в 111Ш ANS YS 10 0, Компас, Photoshop, Corel Draw, Statistica, Delphi 7 0, MS Excel и оригинальное программное обеспечение

Научная новизна работы:

1 Впервые разработана объемная конечно-элементная модель элементарного волокна с учетом его реального строения и вероятностных геометрических и физико-механических характеристик

2 Впервые разработана объемная конечно-элементная модель дробления двух элементарных волокон при деформациях «раздира» и «сдвига»

3 Определено значение модуля упругости 1 рода клеящего комплекса с учетом его неоднородности и дефектов строения

4 Разработана методика исследования определения координат центров тяжести сечений элементарных волокон сечений в поперечных срезах льняного комплекса.

5 Льняной комплекс, при построении его 3D модели и модели разрушения, рассматривался как композит с определенным строением, отвечающий полученным экспериментальным данным

6. Впервые разработана объемная, вероятностная конечно-элементная модель дробления комплекса льняных волокон

7 На основе конечно-элементного анализа комплекса льняных волокон предложены интегрированные критерии процесса его дробления

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Использование математической модели комплекса на уровне элементарного волокна позволяет предоставить исследователю, занимающемуся проблемами прочности наиболее детальную информацию на сегодняшний день для проектирования узлов и механизмов, участвующих в технологическом процессе обработки льняного сырья И выбрать их оптимальные конструктивные параметры Использование данной модели позволяет исследовать характер разрушения льняного комплекса в зависимости от большого количества факторов и изучить влияние каждого фактора в отдельности на изучаемый процесс, что невозможно в натурном эксперименте в силу одновременного изменения всех факторов, -я возможно при математическом моделировании Результаты работы внедрены на ООО «Агролен-Инвест» (Костромская область, пос Островское) основной задачей которого является повышение конкурентоспособности выпускаемой продукции, выпуск наиболее тонкой, высококачественной пряжи и развитие направления селекции для получения исходного сырья с заранее благоприятными для последующей обработки свойствами

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на

на технических советах льнокомбинатов ОАО Льнокомбинат им И Д Зворыкина (г Кострома), ОАО «БКЛМ» (г. Кострома), ООО «Агролен-Инвест» (Костромская область, пос. Островское),

на международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона ЛЕН - 2006» (Кострома 2006),

на общероссийском научном семинаре «Технология текстильных материалов АИН РФ им А М Прохорова» (Кострома 2008)

на заседаниях кафедры №12 «Специальные конструкционные материалы и противокоррозионная защита» ВА РХБЗ им Маршала Советского союза С К Тимошенко (Кострома 2006),

на расширенном заседании кафедры МТВМ КГТУ (Кострома 2008), Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 8 печатных работ, из которых 5 статей входят в «Перечень . » ВАК и 3 материала научно-технических конференций

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и общих выводов Работа содержит 183 страницы, из них 10 таблиц, 52 рисунков

2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, изложены цели и задачи исследования, отмечены научная новизна и практическая значимость

В первой главе рассмотрены основные вопросы, касающиеся структуры объекта исследования, его механических характеристик и процесса дробления на всех технологических перехода

Структура и строение льна очень подробно разобрано многими авторами, такими как Ордина Н А, Бояркин А Н, Эсау К, Михайлова А М, Лазарева С.Е, Ковалев В Б, однако практически нет никаких данных о физико-механических характеристик элементов, составляющих льняной комплекс (значения модули упругости первого рода, разрушающего напряжения, коэффициента Пуассона) Литературный обзор математических моделей показал их широкое применение к анализу нитей и тканей На сегодняшний день при достаточно удовлетворительном словесном описании строения исходного сырья до этапа получения нити, математические модели практически отсутствуют. Это, очевидно, связанно со сложным строением льняного комплекса, вероятностно-статистическим подходами к решению задач прочности и др.

Лен по своей структуре представляет из себя сложную полимерную композицию, которую можно сравнить со структурой композиционного материала Элементарные волокна, имеющие ориентированное строение — армирующий элемент, а аморфная, лигнино-углеводная композиция — полимерная матрица В связи с этим, необходимо подходить к изучению процесса дробления льня с точки зрения разрушения композитов, наполненных дискретными волокнами

Проведенный анализ теории и механики разрушения волокнистых композитов и полимеров, с учетом применения их к разрушению льняного комплекса показал, что

- расчет композитов, армированных дискретными волокнами является довольно сложной задачей;

- продольная жесткость композита складывается из суммы жесткостей матрицы и волокна,

- необходимо применять вероятностный подход к разрушению композита, вследствии наличия различных структурных дефектов в матрице и волокнах,

- существующие аналитические модели разрушения композита не позволяют описать в полной мере характер и процесс его разрушения,

- при расчете сложных геометрических систем целесообразно применять численные методы решения, а конкретно, метод конечных элементов,

Выявлена необходимость в создании математической конечно-элементной модели комплекса льняных волокон и модели ее дальнейшего дробления, с учетом реального строения и придания вероятностных физико-механических свойств элементам При расчете на разрушение учитывать нелинейность поведения системы Для практической реализации был выбран программный продукт ANS YS.

Во второй главе описывается методика построения геометрической конечно-элементной модели элементарного льняного волокна, с учетом реального строения Детальное изучение внутренней структуры льняного

волокна привело к отказу от представления его в виде одного стержневого элемента и к построению его трехмерной твердотельной модели с учетом внутренней полости (рисунок 1 и 2).

Степень детализации была выбрана в первом приближении на уровне внутренних слоев природного элементарного волокна. Для уточненного построения трехмерной модели волокна с анизотропными свойствами был выбран тип конечного элемента — прочностной твердотельный элемент (SOLID45 3-D Structural Solid). Данный тип конечного элемента применяется для построения сложных твердотельных геометрических моделей имеющих шесть степеней свободы относительно осей X, Y и Z.

В связи со сложностью моделируемого объекта был выбран способ моделирования «снизу», т.е. вначале строились узловые точки в пространстве, которые затем последовательно соединяются, образуя конечные элементы. Для этого было разработано оригинальное программное обеспечение, позволяющее в интерактивном режиме задавать необходимые параметры волокна (длина, диаметр волокна). Реальное строение в данном случае учтено следующим образом: волокно состоит из 5 слоев, в поперечном сечении имеет шестигранную форму, внутри волокна находится глухой воздушный канал. В продольном направлении модель волокна имеет веретенообразную форму. Вероятносные характеристики закладываются на стадии создания конечных элементов, при этом каждый конечный элемент имеет индивидуальные характеристики: модуль упругости, коэффициент Пуассона.

Рис. 1 - Конечно-элементное представление элементарного волокна вдоль оси

Рис. 2 - Конечно-элементное представление элементарного волокна в поперечном

сечении

Проверка адекватности построенной математической модели основывалась на определении теоретической разрывной нагрузки и экспериментальных данных (рисунок 3). При математическом исследовании процесса разрушения элементарного волокна использовалась модель слабого звена, в частности модель Пирса.

0,11 0,21 0,31, 0,41 0,51

Рис. 3 - Зависимость разрывной нагрузки элементарного волокна от места крепления и

приложенной нагрузки.

В третьей главе разработана модель дробления двух элементарных волокон поскольку основным видом разрушения в реальном технологическом процессе является отрыв одних волокон от других или их сдвиг. Модель двух волокон построена на основе принципов построения одного элементарного

волокна Соединение двух волокон происходит посредством твердотельных конечных элементов, тех же, что и основное волокно Данные конечные элементы имитируют клеящий комплекс, отличие лишь в физико-механических свойствах, заложенных в них При этом также применялся вероятностный подход к заданию основных свойств Для построения данной модели было разработано оригинальное программное обеспечение, головная форма программы которой представлена на рисунке 4

Предложена математическая модель испытывающая два вида разрушения сдвигу волокна и отрыву их друг от друга. Задачей исследования в данной главе являлось создание адекватной модели разрушения части комплекса в виде двух волокон Результатом вычислительного эксперимента являлось нахождение разрушающей нагрузки, которая впоследстии сравнивалась с экспериментальными данными при соответствующих видах нагружения На рисунке 5 представлены экспериментальные измерения силы разрыва двух элементарных волокон при «сдвиге», на рисунке 6 — при «раздире» Сравнение математических и экспериментальных данных показало адекватность предложенных моделей

Методом вычислительного эксперимента был найден модуль упругости первого рода клеящего комплекса, который составляет 105 - 10б, что отличается от известного в литературе модуля упругости первого рода лигнина составляющего величину 10

Vг PaäptiB волокон

ОсХСЬНЫг- г "'Г э,4*тры bO'v'i Из

MIN '„О

МАХ 30

Наружный радиус от до

Дойна волокна (L| от ^ до ^ За он распределения Равновероятностный Тип элемента Solid 45

■Pupt шрибэнчр L. - • J1ii-Название Файла

^eunp^Hrt!0 [oUho^rj О Расширен! te "dal

О Расширение 4 t--f

Выгрузка

ьМ

мкм мм

Смещение копируемого элемента

1 Параметры слоев

При» яадыеоемая сила F 05

Поперечное с» »сидение элемента

N 0 0001

Продольное смещение j лсмеитз

2 0 0001 *

Задать граничные чсловия

Aboul

Выход

Рисунок 4 - Головная форма программы, реализующей геометрическую модель двух

льняных волокон 9

Эксперименталньга измерен силы разрыва двух элементарных волокон

0,16

0,14

х.0,12 га

5 0,1

Й0.08

я 0,06 с

5 0,04 0,02

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 N измерения

Рис. 5 - Экспериментальные измерения силы разрыва двух элементарных волокон при

«сдвиге»

О

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 N измерения

Экспериментальные измерения силы разрыва двух элементарных волокон

0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

Рис. 6 - Экспериментальные измерения силы разрыва двух элементарных волокон при

«раздире»

1 Л

В четвертой главе создана модель комплекса льняных волокон, которая представляет совокупность элементарных волокон, соединенных между собой клеящим комплексом. В качестве конечного элемента был выбран твердотельный конечный элемент Solid 45

Для адекватного построения поперечного сечения комплекса и учета реального строения была разработана методика определения закона распределения волокон в поперечном сечении комплекса льняных волокон в двух перпендикулярных направлениях Результаты исследований, проведенные на основе анализа снимков поперечных сечений льна, показали, что расположение элементарных волокон в сечении льняного комплекса близкое к нормальному закону распределения.

Построение математической модели велось аналогично вышеизложенным моделям — методом «снизу», для этого также было создано оригинальное программное обеспечение, позволяющее в интерактивном режиме быстро создавать модель, меняя основные параметры модели (рисунок 7). В виду большого числа конечных элементов, что ведет к довольно сложным и долгим машинным расчетам, на данном этапе моделирования были сделаны рад допущений элементарные волокна имеют в сечении два конечным элемента, нет воздушного канала При этом сохранена веретенообразная форма волокон, также применяется вероятностное распределение физико-механических свойств, задаваемых каждому конечному элементу К числу допущений также относятся постоянство поперечного сечения всего комплекса (т е количества элементарных волокон в сечении и их взаимного расположения, а не площади)

_

Основные параметры комплекса Lsec ¡100 мм

Lmin [ТО мм

Lmax |45 мм

и (зё шт

ш

Опил ¡ПГ

Drnax ¡20 Q ¡02 Ег_гш ] 1СЮ00

Ег„тач ¡20000

Ex yjott) |01 Еку_тах]02

МЛа МЛа МПа МЛа

Длина комплекса Минимальная длина волокна Максимальная длина волокна Количество элементарных волокон © сечении Минимальный диаметр элементарных волокон М аксимальмый диаметр элементарных волокон Толщина связен

Минимальным модуль упругости волокна Максимальный модуль упругости волокна Минимальный модуль упругости клеящего комплекса Максимальным модуль упругости кпеяшего комплекса щУ Создать комплекс Выход

Рис 7 - Интерфейс программы создания модели комплекса 11

Для анализа полученных данных были предложены интегрированные критерии, позволяющие количественно оценить характер разрушения.

Проведенные расчетные эксперименты показали возможность исследования характера разрушения комплекса льняных волокон в зависимости от различных сочетаний вводимых параметров при построении математической модели Позволяет найти соотношения при которых будет происходить разрушения волокна поперек в одном сечении сразу всех элементарных волокон, или разрушение вследствие разделения элементарных волокон друг от друга по срединным пластинкам, либо совместные механизмы их разрушения Интегрированные критерии находились следующим образом

№

JB= — N

Jc=

N

Jc

0) (2)

K="J° (3)

№- Количество разрушенных элементов элементарных волокон, N"o — Общее количество элементов элементарных волокон, № - Количество разрушенных элементов клеящего комплекса, NV- Общее количество элементов клеящего комплекса, JB - Показатель, характеризующий степень разрушения элементарных волокон,

J° - Показатель, характеризующий степень разрушения клеящего комплекса;

К - Интегрированный показатель, характеризующий степень дробления льняного комплекса,

Данная модель позволяет прогнозировать дробление комплекса льняных волокон в зависимости от факторов его строения и физико-механических и геометрических свойств, составляющих его компонентов Кроме того, возможно применение данного подхода для моделирования аналогичных структур других, не льняных материалов. Применение данной модели является неотъемлемой частью при решении проблем оптимизации механического и химического воздействия на льняное волокно для интенсификации последующего дробления

Рис 8 - График зависимости разрушенных элементов от месторасположения их вдоль волокна, суммарное количество элементов в 1мм волокна на всех итерациях

350

х

§ 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101

Номер итерации

Рис 9 - График зависимости разрушенных элементов от месторасположения их вдоль волокна, количество элементов в 1мм волокна на каждой итерации

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Дробление льняного комплекса на элементарные волокна является сложным процессом, на который влияют большое количество разнообразных факторов Процессы дробления льняного волокна в технологической цепочке его переработки в значительной мере определяют качество будущей пряжи и нити Имеется большое количество математических моделей нитей, но практически отсутствуют модели дробления комплексов льняного волокна вплоть до элементарных волокон на стадиях обработки предшествующих получению нити 7 В связи со сотгным гт^оением комптекса льн"'гых чо1">кпч с большим

разбросом физико-механических и геометрических свойств для максимального приближения к его реальной структуре предложено при математическом моделировании комплекса льняных волокон представлять его'в виде сложного объемного композита с заданной вероятностной структурой

3 К дроблению льняных волокон следует подходить с точки зрения механизма разрушения композитов, и, в частности, с учетом теорий разрушения полимеров Для исследования разрушения математической модели комплекса льняных волокон была выбрана теория «пучка» Для решения задач предельного анализа выбран метод последовательных приращений

4. Разработано программное обеспечение, позволяющее создавать вероятностную геометрическую модель элементарного льняного волокна с учетом его реального строения. Построена математическая модель прочности элементарного льняного волокна, позволяющая прогнозировать данную величину в зависимости от его строения и физико-механических свойств. Сравнение теоретических и экспериментальных данных позволяет говорить об адекватности разработанной модели.

5 Разработано программное обеспечение, создающее модель разрушения двух элементарных волокон с учетом вероятностных свойств элементарных волокон и клеящего комплекса Исследованы процессы разрушения двух элементарных волокон методом «сдвига» и «раздира». Проверена адекватность модели на основе сравнения экспериментальных и теоретических данных

6 Разработана компьютерная методика определения закона распределения центров элементарных льняных волокон в комплексах на различных стадиях технологического процесса, позволяющая определить законы распределения элементарных волокон в поперечном сечении комплекса. Установлено, что в подавляющем большинстве, закон распределения центров элементарных льняных волокон в комплексах является нормальным Данный вывод позволит сделать еще один шаг для уменьшения неопределенности в постановке задачи о построении геометрической модели комплекса льняных волокон с учетом большого рассеяния его геометрических свойств

7 Разработано программное обеспечение, создающее математическую модель комплекса льняных волокон, отражающую реальное строение структуры природного комплекса и учитывающую вероятностные характеристики исследуемого объекта.

8 Разработанная модель комплекса льняных волокон позволяет прогнозировать его разрушение в зависимости от факторов его строения и физико-механических и геометрических свойств, составляющих его компонентов Кроме того, возможно применение данного подхода для моделирования аналогичных структур других не льняных материалов, имеющих сложное строение

9. Разработаны интегрированные характеристики процесса дробления льняного комплекса, позволяющие проследить этот процесс в любой его точке при заданных параметрах нагружения.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

Статьи в журналах, включенных в «Перечень....» ВАК

1 Смирнов А А Моделирование формы и прочности элементарного льняного волокна / М В. Киселев, Р П Войцеховский, Д В. Голубков, А А. Смирнов // Известия ВУЗов Технология текстильной промышленности, Иваново Изд-во ИвГТА. - 2006 -№2(289)

2 Смирнов А А. Исследование характеристик строения навески льняного технического волокна /Р В Корабельников, М В Киселев, Р П. Войцеховский, Д В. Голубков, А.А Смирнов //Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности, Иваново1 Изд-во ИвГТА -2006 - №3 (290)

3 Смирнов А А Методика определения некоторых геометрических характеристик комплексов льняных волокон / М В. Киселев, Р П Войцеховский, А А Смирнов // Известия ВУЗов Технология текстильной промышленности, Иваново Изд-во ИвГТА -2006 -№4С(291)

4 Смирнов А А Построение модели прочности элементарного льняного волокна /М В Киселев, Р П Войцеховский, А.А. Смирнов // Известия ВУЗов Технология текстильной промышленности, Иваново. Изд-во ИвГТА -2006 -№6(294)

5 Смирнов А А Математическое моделирование разрушения комплекса льняных волокон / М В Киселев, А А. Смирнов // Известия ВУЗов Технология текстильной промышленности, Иваново Изд-во ИвГТА — 2007. -№ 1С(300).

Материалы конференций

6 Смирнов А А. Методика определения некоторых геометрических характеристик комплексов льняных волокон/МБ Киселев, Р П. Войцеховский, А А Смирнов // Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона (ЛЕН-2006) тезисы докладов / Международная научно-техническая конференция - Кострома Изд-во Костромского государственного технологического университета, 2006 - С 102-103.

7 Смирнов А А Прогнозирование прочности элементарного льняного волокна при растяжении / М В Киселев, Р П Войцеховский, А.А Смирнов // Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона (ЛЕН-2006)- тезисы докладов / Международная научно-техническая конференция - Кострома. Изд-во

\У

Костромского государственного технологического университета, 2006 -С 267.

8 Смирнов A.A. Определение зависимости прочности элементарного льняного волокна от факторов его геометрического строения и физико-механических свойств / М В. Киселев, Р.П Войцеховский, А А. Смирнов // Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона (ЛЕН-2006)1 тезисы докладов / Международная научно-техническая конференция. - Кострома- Изд-во Костромского государственного технологического университета, 2006 -С.267-268

Смирнов Александр Анатольевич

Моделирование процесса дробления комплексов технического льняного волокна

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 22 05 08 Печ л 1,0 Заказ 370. Тираж 100 РИО КГТУ, Кострома, ул Дзержинского, 17

<

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 Литературный обзор.

1.1 Актуальность изучения процессов дробления льняного волокна в технологической цепочке его обработки.

1.2 Структура льняного чесаного волокна и его механические t \ * характеристики.

1.2.1 Структура льняного стебля.

1.2.2 Структура элементарных волокон.

1.2.3 Механические свойства льняных волокон.

1.3 Анализ теорий прочности полимерных и волокнистых композиционных материалов.

1.4 Обзор программного обеспечения реализующего численные методы решения задач прочности.

1.5 Выводы по главе.

Глава 2 Построение математической модели разрушения элементарного льняного волокна.

2.1 Теория метода конечных элементов для решения поставленной задачи.

2.2 Выбор типа конечного элемента для построения модели.

2.3 Описание вероятностной конечно-элементной модели элементарного льняного волокна.

2.4 Программная реализация математической модели на ЭВМ.

2.4.1 Расчет напряженно-деформированного состояния модели элементарного льняного волокна.

2.4.2 Выбор шага нагружения для решения задачи предельного состояния.

2.5 Проверка адекватности модели.

2.6 Выводы по главе.

Глава 3 Построение математической модели разрушения двух элементарных волокон льна, связанных клеящим комплексом.

3.1 Описание вероятностной конечно-элементной модели двух элементарных льняных волокон.

3.2 Программная реализация процесса дробления математической модели на ЭВМ методом «раздира».

3.3 Проверка адекватности модели при «раздире».

3.4 Программная реализация процесса разрушения математической модели на ЭВМ методом «сдвига».

3.5 Проверка адекватности модели при «сдвиге».

3.6 Выводы по главе.

Глава 4 Разработка математической модели разрушения комплекса льняных волокон.104,4.1 Методика исследования геометрических характеристик поперечных срезов комплексов льняных волокон.104>

4.2 Построение вероятностной конечно-элементной модели дробления комплекса льняных волокон.110,

4.3 Определение граничных условий при моделировании процесса разрушения комплекса льняных волокон.

4.4 Программная реализация математической модели на ЭВМ.

4.5 Интегрированные критерии оценки процесса дробления комплекса льняных волокон.

4.6 Выводы по главе.

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ.

Лен является исконно русской культурой, которая в течение многих лет кормит, одевает и лечит народ. Кроме того, он всегда был традиционным товаром России, обеспечивающим се стратегические интересы.

Лен сегодня — продукция элитная, высоко ценится на мировом рынке. В настоящее время лен не только текстильное, но и стратегически важное сырье, используем во многих отраслях экономики и все шире находит применение не только в легкой, но и в целлюлозно-бумажной, медицинской, химической, военной, автомобильной промышленности, и можно смело прогнозировать, что с учетом его уникальных свойств, область применения будет расширяться.

Практически единственным натуральным растительным сырьем, производимым, и'перерабатываемым на территории России, является лен, что говорит о востребованности производимого у нас этого вида продукции и о возможных перспективах развития как льноводства, так и первичной обработки льна и более глубокой его переработки. Но для этого нужно' решать весь комплекс проблем, накопившихся в льняной отрасли за период реформирования сельскохозяйственного производства.

Производством и переработкой льна занимаются не только в России, но и в ряде других стран. И чтобы удержаться на рынке льняной промышленности и поддержания производства на должном уровне в условиях рыночной экономики необходимо постоянно соответствовать мировым стандартам качества, и в то же время постоянно заниматься-повышением качества выпускаемой продукции.

Однако, основная причина кризиса на льняном рынке — это неконтролируемый ввоз импортного льноволокна и льняной пряжи по толлинговым схемам для последующей переработки в ткани на российских льнокомбинатах. Рост импортных объемов не мог не отразиться на потреблении льноволокна отечественного производства. В итоге, несколько тысяч тонн волокна оказались невостребованными. Так, в 2003 год у в Россию было ввезено 8546 тонн длинного льноволокна, а в 2004 году — 20000 тонн, что привело к невостребованности отечественного сырья. В Западной Европе из-за высокой стоимости переработки льноволокна в ткани прядильно-ткацких фабрик не стало,, и производственные мощности сразу из Европы перешли в Китай. Кроме того, китайские производители льняной пряжи, изготовленной из европейского; льноволокна; предлагают свою продукцию по демпинговым ценам, что1 делает еще более неконкурентоспособным российское льноволокно. При этом производство льноволокна у них не снизилось. В' итоге Запад начал- активно предлагать свое волокно в Россию на очень выгодных условиях. [1]

Выпуск льняных тканей в 2004 году составил 158,5 млн.кв.м, что, по сравнению с уровнем 2000 года; было больше на 40*5 %.

Однако с 2002 года ежегодные темпы, прироста их объемов сокращались. Так, если темп прироста: объема1 выпуска! льняных тканей; в» 2001 году, составил 10,3 %, то в 2004 году — всего 1,0 %. А в 2005 году выпуск льняных тканей составил всего 122 млн.кв.м. [2|

Во многих развитых странах текстильная ш легкая промышленность, является. одной из, основных отраслей экономики, формирующих бюджет. Доля этих отраслей в общем объеме производства промышленной продукции в развитых странах, включая Германию, Францию, США, составляет 6-8 процентов, а в Италии — 12 процентов: Это позволяет странам формировать до 20 процентов бюджета за счет, отчислений от текстильной отрасли и производства, одежды. Кроме того, обеспечивается; наполнение внутреннего рынка на. 75 - 80 процентов продукцией собственного производства.[3] В частности, льняная отрасль является одной из весьма доходных и социально значимых отраслей, быстро окупаемо» по вложенным в нее средствам. В настоящее время доля этой отрасли в доходной части бюджета нашей страны, так и регионов, невелика.

Для выхода из сложившейся ситуации необходимы следующие научно-технические решения по созданию перспективных наукоемких технологических процессов производства и переработки всего ресурса отечественного льна с учетом открытых его новых свойств в конкурентоспособную продукцию в соответствии с требованиями XXI века, а именно: разработку нового конкурентоспособного ассортимента продукции мирового уровня: пряжи, тканей, швейных и трикотажных изделий, продукции медицинского и стратегического назначения, нетканых и композиционных материалов; создание современной технологической базы, позволяющей обеспечить перевод легкой промышленности- в стадию стабильного инновационного развития, увеличить выпуск продукции до объемов, удовлетворяющих И платежеспособный спрос населения и потребность других отраслей-экономики; снизить критическую зависимость государства от импорта (сырья, одежды, продукции спецназначения и др. видов); необходимость создания механизмов внедрения законченных научно-исследовательских опытно-конструкторских работ в производство, эффективными собственниками могло бы позволить значительно улучшить финансовые показатели льняного комплекса. [4]

Проводимая работа по внедрению новых технологий и расширению ассортимента позволила улучшить качество выпускаемой продукции, довести удельных вес тканей, поставляемых на экспорт, до 50% на ЗАО "БКЛМ" и до 85% - на ООО "Костромской льнокомбинат им. И. Д. Зворыкина".

Разработан проект программы союзного государства «Развитие льняных комплексов Российской Федерации и Республики Беларусь на 20052009 годы», нацеленной на инновационное развитие льняного производства, повышение эффективности его научно-технического обеспечения и создание условий для экономического роста хозяйствующих субъектов, экспортного потенциала отрасли. [5]

Отечественная текстильная- промышленность находится в сложном состоянии. Для обеспечения конкурентоспособности текстильные предприятия должны выходить на рынок с оригинальными видами продукции, для производства которых необходимо освоение современных технологических процессов. Конкурентоспособными могут быть предприятия, умеющие производить в короткие сроки сравнительно небольшие партии продукции, отвечающие текущим требованиям рынка по^ качеству и дизайну.

Меняются и требования к текстильным материалам и изделиям. Современное развитие окружающей среды, увеличение количества техногенных ситуаций, экологических, биологических катастроф, рост аллергических заболеваний населения вызывают необходимость создания нового поколения текстильной продукции, обладающей комплексом функциональных свойств. Одежда человека из чисто утилитарного предмета постепенно' превращается в. некую интеллектуально-защитную субстанцию, «вторую кожу», защищающую его. от вредных воздействий окружающей среды, осуществляющую коррекцию- физиологических и иммунозащитных функций организма, гарантирующуюь человеку комфортные условия. Этим объясняется также и повышенное внимание к проблеме адекватности одежды условиям-ее эксплуатации в системе «человек-одежда-среда». [6]

Создание конкурентоспособной продукции является актуальной проблемой на сегодняшний день для льняной промышленности.

Получение качественной пряжи зависит прежде всего от технологических процессов', ее переработки, и от качества> исходного сырья. Одними из основных процессов* обработки льна является- дробление комплексов на более тонкие и короткие, из которых затем формируется пряжа. Следует отметить высокую сложность данного процесса, который зависит от множества факторов, взаимосвязанных между собой.

Многие исследователи, занимающиеся проблемами разрушения нитей и тканей, дроблением комплексов льняных волокон отмечают сложность моделирования реальных технологических процессов с учетом реального строения нити и вероятностными физико-механическими и геометрическими ее свойствами, что привело к созданию ряда упрощающих допущений при моделировании нитей и тканей, которые на сегодняшний день широко известны. [7].

Для исследования поведения данных сложных систем и процессов хорошие результаты дает применение математического моделирования, которое позволяет исследовать влияние различных факторов независимо друг от друга. Наиболее перспективным направлением в современной науке по данному вопросу является проблема прогнозирования механических свойств нити и ткани, что в свою очередь невозможно без применения математического моделирования. С широким внедрением вычислительной техники появляется возможность эффективного применения численных методов математического анализа и визуализации процессов на экране ПЭВМ. В связи с этим) в последнее время отмечено появление нового направления в науке "Компьютерное материаловедение". Данная работа выполнена по указанному направлению.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью диссертационной работы является разработка методики проектирования структуры комплекса льняных волокон и прогнозирование процесса дробления льняного комплекса методами математического моделирования с учетом вероятностных физико-механических и геометрических свойств моделируемого объекта и реального строения объекта исследования.

Для достижения поставленной цели были поставлены и решены следующие задачи: построена математическая модель разрушения элементарного льняного волокна с учетом его реального строения; построена математическая модель разрушения двух элементарных волокон при деформации «сдвига» и «раздира»; разработана методика определения координат центров тяжести сечений элементарных волокон в поперечных срезах льняного комплекса; построена математическая модель дробления комплекса льняных волокон, учитывающая вероятностные характеристики исследуемого объекта; разработаны интегрированные характеристики процесса дробления льняного комплекса.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ. Для решения поставленных задач использовались различные методы математического* моделирования и компьютерной обработки объектов' моделирования. В частности при математическом моделировании комплекса льняных волокон и его составляющих использовались численный метод конечных элементов в объемной постановке. Для решения задач предельного анализа использовался метод последовательных нагружений с учетом геометрической* нелинейности поведения моделируемого объекта (метод Нъютона-Рафсона). При определении статистических характеристик поперечных- сечений комплекса использовались алгоритмы распознавания графических образов, векторизация растровых изображений, поиска центров тяжести тел с произвольной, формой. При выполнении экспериментальной части использовались натурные эксперименты на приборе Ф-01. При статистической обработке результатов экспериментов, в том числе вычислительных, применялись корреляционный, дисперсионный анализы и другие статистические методы: Использованные методы, исследования реализовались с применением- ПЭВМ в ППП ANSYS 10Ю, Компас, Photoshop, Corel Draw, Statistical Delphi 7.0, MS Excel" и оригинальное программное обеспечение.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА: 1. Впервые разработана объемная конечно-элементная модель элементарного волокна с учетом его реального строения и вероятностных геометрических и физико-механических характеристик.

2. Впервые разработана объемная конечно-элементная модель дробления двух элементарных волокон при деформациях «раздира» и «сдвига».

3. Определено значение модуля упругости 1 рода клеящего комплекса с учетом его неоднородности и дефектов строения.

4. Разработана методика исследования определения координат центров тяжести сечений элементарных волокон в поперечных срезах льняного комплекса.

5. Льняной' комплекс, при построении его 3D модели и модели дробления, рассматривался как композит с определенным строением, отвечающий полученным экспериментальным данным.

6. Впервые разработана объемная, вероятностная конечно-элементная модель дробления комплекса льняных волокон.

7. На основе конечно-элементного анализа комплекса льняных волокон предложены интегрированные критерии процесса его дробления.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Использование математической модели комплекса на уровне элементарного волокна позволяет предоставить исследователю, занимающемуся проблемами прочности наиболее детальную информацию на сегодняшний день для проектирования узлов и механизмов, участвующих в технологическом процессе обработки льняного сырья и выбрать их оптимальные конструктивные параметры. Использование данной модели позволяет исследовать характер разрушения льняного комплекса в зависимости от большого количества факторов и изучить влияние каждого фактора в отдельности на изучаемый процесс, что* невозможно в натурном эксперименте в силу одновременного изменения всех факторов, и возможно при математическом моделировании.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Результаты работы внедрены на ООО «Агролен-Инвест» (Костромская область, пос. Островское) основной задачей которого' является повышение конкурентоспособности выпускаемой продукции, выпуск наиболее тонкой, высококачественной пряжи и развитие направления селекции для получения исходного сырья с заранее благоприятными для последующей обработки свойствами.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на технических советах льнокомбинатов: ОАО льнокомбинат им. И.Д. Зворыкина (г. Кострома), ОАО «БКЛМ» (г. Кострома), ООО «Агролен-Инвест»; на международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона ЛЕН — 2006» (Кострома 2006); на общероссийском научном семинаре «Технология текстильных материалов АИН РФ им. A.M. Прохорова» (Кострома 2008); на заседания кафедры №12 «Специальных конструкционных материалов и противокоррозионной защиты» ВА РХБЗ им. Маршала Советского союза С.К. Тимошенко; на расширенном заседании кафедры МТВМ КГТУ (Кострома 2008);

ПУБЛИКАЦИИ. По результатам проведенных исследований опубликовано 8 печатных работ, из которых 5 статей входят в «Перечень.»

ВАК и 3 материала научно-технических конференций.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и общих выводов. Работа содержит 183 страницы, из них 10 таблиц, 52 рисунка.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Дробление льняного комплекса на элементарные волокна является сложным процессом, на который влияют большое количество разнообразных факторов. Процессы дробления льняного волокна в технологической цепочке его переработки в значительной мере определяют качество будущей пряжи и нити. Отсутствуют прототипы модели разрушения комплексов льняного волокна вплоть до структуры элементарных волокон на стадиях обработки предшествующих получению нити.

2. В связи со сложным строением комплекса льняных волокон с большим разбросом физико-механических и геометрических свойств для максимального приближения к его реальной структуре предложено при математическом моделировании комплекса льняных волокон представлять его в виде сложного объемного композита с заданной вероятностной структурой. ' • }

3. К дроблению льняных волокон следует подходить с точки зрения механизма разрушения композитов, и, в частности, с учетом теорий разрушения полимеров. Для исследования разрушения математической модели комплекса льняных волокон была выбрана теория «пучка». Для решения задач предельного анализа выбран метод последовательных приращений.

4. Разработано программное обеспечение, позволяющее создавать вероятностную геометрическую модель элементарного льняного волокна с учетом его реального строения. Построена математическая модель прочности элементарного льняного волокна, позволяющая прогнозировать данную величину в зависимости от его строения и физико-механических свойств. Сравнение теоретических и экспериментальных данных позволяет говорить об адекватности разработанной модели.

5. Разработано программное обеспечение, создающее модель разрушения двух элементарных волокон с учетом вероятностных свойств элементарных волокон и клеящего комплекса. Исследованы процессы разрушения двух элементарных волокон методом «сдвига» и «раздира». Проверена адекватность модели на основе сравнения экспериментальных и теоретических данных.

6. Разработана компьютерная методика определения закона распределения координат центров элементарных льняных волокон в комплексах на различных стадиях технологического процесса, позволяющая определить законы распределения элементарных волокон в поперечном сечении комплекса. Установлено, что в подавляющем большинстве, закон распределения центров элементарных льняных волокон в комплексах является нормальным. Данный вывод позволит сделать еще один шаг для уменьшения неопределенности в постановке задачи о построении геометрической модели комплекса' льняных волокон с учетом большого рассеяния его геометрических свойств.

7. Разработано программное обеспечение, создающее математическую модель комплекса льняных волокон, отражающую реальное строение структуры природного комплекса и учитывающую вероятностные характеристики исследуемого объекта.

8. Разработанная модель комплекса льняных волокон позволяет прогнозировать его разрушение в зависимости от факторов его строения и физико-механических и геометрических свойств, составляющих его компонентов. Кроме того, возможно применение данного подхода для моделирования аналогичных структур других не льняных материалов, имеющих сложное строение.

1. Состояние, проблемы и перспективы развития льняной промышленности в России// Журнал-справочник российской моды "МОЯ МОДА", http://www.moyamoda.ru/ . 2004.

2. JI. Н. Фомченкова, И. А. Шамис, Основные тенденции развития текстильной и легкой промышленности// Директор. —2004 — №1 (73)

3. О прошедшей отраслевой выставке в Вологде// Интернет-проект "Текстильный клуб", http://www.textileclub.ru/ 2004.

4. Живетин В.В., Гинзбург Л.Н., Рыжов А.И. Лен вчера, сегодня, всегда. М.: ИПО «Полигран», 1995. - 117 с.

5. Мигушев И.И. Механика текстильной нити и ткани / И.И Мигушев. — М.: Легкая индустрия, 1980. — 160 с.

6. Щербаков В.П. Прикладная механика нити. Учебное пособие.-М.:РИО МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2001. 301с.

7. Севостьянов А. Г., Севостьянов П. А. Моделирование технологических процессов (в. текстильной промышленности): Учебник для вузов.—М.: Легкая и пищевая лром-сть. 1984.— 344 с.

8. Тихвинский С.Ф. Улучшение качества прядильного льна. — Л.: Колос, 1978.

9. Эринып П.Л., Гравитис Я.А., Якобсон М.К., Лиепиныи М.Г. Строение древесинного вещества // Изв. АН Латв, СССР; 1979, № 10, С. 100110.

10. Ордина Ы.А. Структура лубоволокнистых растений и ее изменение в процессе переработки,- М.: Легкая индустрия, 1978.

11. Иванов A.M., Чернова Н.Н., Гурусова А.А., Ремизова 'Г.В. Исследование химического^ состава волокон льна различных; селекционных сортов // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности; -1986, * I; С. 19-21.

12. Бояркин А.Н. Определение одревеснения растительных оболочек. Труды института нового лубяного сырья. Т. 8. Вып. L М., Новлубинститут ВАСХНИЛ; 1934.

13. Иванов А.Н;, Гурусова А.А. Исследование структуры, волокон льна различных селекционных сортов // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности,-1986, Л1» 2, С. 29-317.

14. Второй А.В. Изменение строения и свойств льняного технического волокна и переходам его обработки. Автореферат, дисс., к.т.н. М.: МТИ; 1953.- 13 с.

15. Захарова Л.П. Сравнительная оценка волокна новых селекционных сортов льна-// Изв. ВУЗов. Технология текстильной промышленности. -1975; № 2.-С 18-21.

16. В. Е. Зотиков и П. А. Финягин, Общая механическая технология волокнистых материалов, Ч; I; Прядение хлопка прядение льна М.: Государственное издательство легкой промышленности, 1943.

17. Л. Н. Гинзбург,. С.И. Сальман, С. Е. Лазарева, С.В. Тарасов И.Я.

18. Лифшиц, Справочник по прядению льна, JL: Гизлегпром, 1957 г

19. Архангельский А.Г. Учение о волокнах. -М.: Гизлегпром, 1938. — 480 с.

20. Брауне Ф.Э., Брауне Д.А. Химия лигнина.- М.: Лесная промышленность, 1964, С. 45-80.

21. Иванов А.Н., Исмайлова И.А., Осипова М.В. К вопросу о количественном методе анализа лигнина льна // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности.- 1982, № I, С. 23-26.

22. Пистовская Е.А. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. Кострома, 2007

23. Борухсон Б.В, Городов В.В., Скворцов А.Г. Товароведение лубяных волокон. М: Легкая индустрия, 1975. — 257 с.

24. Вейнберг З.А. Исследование влияния лигнина в процессе беления на свойства целлюлозы льняного волокна. // Науч. исслед. тр./ КТИ. -1949.-вып. 8.-С. 53-61.

25. Борщева Е.П. Приборы для определения качества лубяного сырья М.: ЦНИИТЭИ легкой пром-ти, 1967. - 88 с.

26. G. Satlow , S. Zaremba , В. Wulfhors. Flachs sowie andere Bast und Hartfasern. // Chemiefasern/ Textilindustrie - 1994/ - v. 44/96.- Jargang, November / Dezember. - p. 765 — 785.

27. Эсау К. Анатомия растений (пер. с англ.). М., «Мир»,1969., 564 с.

28. Берестнев В.А., Флексер Л.А., Лукьянова Л.М. Макроструктура волокон и элементарных нитей и особенности их разрушения. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 246 с.

29. Щербухина Н.К. Состав и архитектура углеводно-белкового каркаса первичной стенки растительной клетки // Рост растений. Первичные механизмы/Под ред. В.Й.Кефели.-М., 1978, С. 13-37.

30. Ковалев В.Б. Метод оценки качества льноволокна в одиночных стеблях и микрообразцах соломы. М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1969. - 14с.131.. '

31. Кирюхин С.М., Соловьев А.Н. Контроль и управление качеством текстильных материалов; М.: Легкая индустрия, 1977. — 310 с.

32. Либовиц Разрушение.:М. Мир 1976.

33. Иванов А.Н. Физико-химические основы: технологии-приготовления льнотресты: Диссертация на соискание учёной; степени' доктора технических наук. Кострома, 1989. 535с.

34. Карташов ЭМ., Цой В., Шевелев В;В1 Структурно-статистическая кинетика разрушения полимеров :М;: Химия 2003.

35. Гуль Структура и прочность полимеров.:М1: Химия: 1971.

36. Екобори Т. Научные основы прочности и разрушения материалов: Токио: Гиходо. 1955.

37. Екобори Т. Научные основы прочности и разрушения материалов; 1-е изд. Токио: Иванами сётэн. 1964.

38. Екобори Т. Научные основы прочности и разрушения материалов. Киев: Наукова Думка. 1978.

39. Bucknall С. B. Fracture and Failure of Multiphase Polymers and Polymer Compostites. Advances in Polymer Science 27; Failure in Polymers. Sprm-ger-Verlag, 1978.

40. Coleman B.D.//Trans/Soc/Rheol. 1953. V.I.P:153.

41. Нарисава И: Прочность полимерных материалов :М.: Химия 1987.48: Фудзии Т., Дзако М; Исследование механического поведения композиционных материалов.49; Ф. Мэтьюз, Р: Ролингс. Композиционные материалы. Механика и технология.-М.:Техносфера, 2004: 408 с.

42. Андреева А.В. Основы физикохимнн и технологии композитов: Учеб. Пособие для вузов. -М.: ИПРЖР,2001. 192 с.

43. Справочник по композиционным материалам / Под ред. Дж. Любина. — М.Машиностроение, 1988. 580 с.

44. Оуэн М Дж. Гл. 7 — В кн.: Композиционные материальт./Под ред. Л Браутмана и Р. Крока. Пер. с англ. Т. 5. — М.: Мир, 1978, 484 с.

45. Hermans Р.Н. Physics and Chtmistry of Cellulose Fibers Amsterdam: Elsevier Publ. Co., 1949. - 543 p.

46. Hailwood A.J., Horrobin S. Trans. Faraday Soc. 1946. - v. 42B. - p. 84-92.

47. Александров A.B., Потапов В.Д. Основы теории упругости и пластичности М.: Высшая школа, 1990. — 398 с.

48. Аркулис Г.Э., Дорогобид В.Г. Теория пластичности. М.: Металлургия, 1987. - 352 с.

49. Бреббия К., Телес Ж., Вроубел Л. Методы граничных элементов: Пер. с англ. М.: Мир, 1987. - 520 с.

50. Галлагер Р. Метод конечных элементов. — М.: Мир, 1984. 428 с.

51. Джордж А., Лю Дж. Численное решение больших разреженных систем уравнений. М.: Мир, 1984. - 333 с.

52. Дэннис Дж., Шнабель Р. Численные методы безусловной оптимизации и решения нелинейных уравнений. — М.: Мир, 1988 — 434 с.

53. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимации. -М.: Мир, 1986.-318 с.

54. Крауч С., Старфилд А. Методы граничных элементов в механике твердого тела: Пер. с англ. — М.: Мир, 1987. 328 с.

55. Морозов Е.М., Никишков Г.П. Метод конечных элементов в механике разрушения. — М.: Наука, 1980. 256 с.

56. Мяченков В.И., Петров В.Б., Тарабосов А.Н. Напряженно-деформированное состояние плоских упруго-пластичных систем: Метод, пособие. М.: - Мосстанкин. - 1981. - 40 с.

57. Писаренко Г.С., Можаровский Н.С. Уравнения и краевые задачи пластичности и ползучести. -Киев.: Наук, думка 1986. - 496 с.

58. Писсанецки С. Технология разреженных матриц. Пер. с англ. Под ред. Икрамова Х.Д. М.: Мир. - 1988. - 406 с.

59. RAO SS. The finite elements in engenearing. — Pergamon Press, 1984. -670 p.

60. Работнов Ю.Н. Введение в механику разрушения. М.: Наука, 1987.-80 с.

61. Сегерлинд JI. Применение метода конечных элементов. — М.: Мир.- 1979.-318 с.

62. Теребушко О.И. Основы упругости и пластичности. — М.: Наука, 1984.-320с.

63. Хейгеман JL, Янг. Д. Прикладные итерационные методы. М.: Мир, 1986.-446 с.

64. Хеллан К. Введение в механику разрушения: Пер. с англ. — М.: Мир, 1988.-364 с.

65. Моделирование гибкости и прочности льняного волокна для прогнозирования его прядильной способности. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. технических наук. Киселева М.В. 2002г. 267 с.

66. Метод конечных элементов в механике твердых тел / Под общ. ред. А. С. Сахарова и И. Альтенбаха. — Киев: Высш. шк. Головное изд-во, 1982.-480 с. ил.

67. Безухов Н. И. Основы теории упругости пластичности и ползучести: Учеб. пособие для вузов — 2-е изд. перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1968. - 512 с. ил.

68. Д. Норри, Ж. де Фриз Введение в метод конечных элементов -пер. с англ. - М.: Мир, 1981. - 152 с.

69. Л. Сегерлинд — Применение метода конечных элементов — пер. с англ. М.: Мир, 1979. - 195 с.

70. Аргирис Дж. Современные достижения в методах расчетаконструкций с применением матриц. — М.: Стройиздат, 1968. — 340 с.

71. Горбачев К.П. Метод конечных элементов в расчетах прочности. — Л.: Судостроение, 1985. 156 с.

72. Пономарев К.К. Расчет элементов конструкций с применением электронных цифровых вычислительных машин. — М.: Машиностроение, 1972-424 с.

73. Кукин Г.Н., Соловьев А.Н. Кобляков А.И. Текстильное материаловедение: 2-е издание перераб. и доп. — М.: Легпромбытиздат, 1989.-352 с.

74. Шаповалов Л.А. Моделирование в задачах механики элементов конструкций. -М.: Машиностроение, 1990. —288 с.

75. Щербаков В.П. Прикладная механика нити. Учебное пособие.-М.:РИО МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2001. 301с.

76. Лабораторная оценка физико-механических и технологических свойств льносырья урожая 1991 г. ВНИИЛП, 1991, 95с.

77. Ломов С.В. Прогнозирование строения и механических свойствтканей технического назначения методами математического моделирования. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, СПб: СПбГУТД, 1995.

78. Лабораторная оценка физико-механических и технологических свойств льносырья урожая 1991 г. ВНИИЛП, 1991, 95с.