автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.01, диссертация на тему:Разработка метода оценки и исследование показателей деформации изгиба льняных тканей

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЕФОРМАЦИИ ИЗГИБА ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

1.1. Основные свойства определяющие качество ткани.

1.2. Обзор органолептических методов оценки потребительских свойств ткани.

1.3. Аналитическое моделирование для описания деформационных процессов при изгибе.

1.4. Анализ существующих инструментальных методов определения жесткости на изгиб.

1.5. Факторы, оказывающие влияние на деформационную способность текстильных материалов при изгибе.

1.6. Выводы по главе и постановка задач исследований.

2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

2.1. Обоснование выбора и характеристика объектов исследования.

2.2. Методика оценки показателей деформации изгиба текстильных материалов.

2.3. Обработка результатов исследований.

2.4. Выводы по главе.

3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЕФОРМАЦИИ ИЗГИБА ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

3.1. Выявление операций метода.

3.2. Разработка структурной схемы измерительной системы.

3.3. Описание особенностей конструкций элементов измерительной системы.

3.4. Обработка результатов испытаний.

3.5. Построение алгоритмов и программного обеспечения измерительной системы.

3.6. Выводы по главе.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЕФОРМАЦИИ ИЗГИБА ЛЬНЯНЫХ ТКАНЕЙ.

4.1. Исследование живости льняных тканей и ее анизотропии.

4.2. Исследование остаточного угла после изгиба.

4.3. Исследование релаксационных характеристик изгиба.

4.4. Комплексная оценка деформации изгиба льняных тканей.

4.5. Выводы по главе.

5. ВЫЯВЛЕНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЕФОРМАЦИИ ИЗГИБА С ХАРАКТЕРИСТИКАМИ СТРОЕНИЯ ЛЬНЯНЫХ ТКАНЕЙ.

5.1. Выводы по главе.

6. АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ.

6.1. Апробация результатов исследования. 102.

6.2. Разработка рекомендаций по проектированию льняных тканей с заданными свойствами.

6.3. Разработка рекомендаций по учету способности льняных тканей к изгибу при проектировании одежды.

6.4. Выводы по главе.

Актуальность проблемы исследования деформационных свойств материалов при изгибе обусловлена рядом причин.

В процессе изготовления и эксплуатации одежды ткани подвергаются разнообразным механическим воздействиям, вызывающим различные виды деформации, одной из которых является изгиб. Для получения требуемой формы швейного изделия и ее дальнейшего сохранения в процессе эксплуатации требуется детальное исследование деформации изгиба, для обеспечения которого необходимы методы оценки, дающие достоверные и объективные результаты экспериментальных исследований.

Множество деталей швейных изделий получают путем изгиба (изготовление воротников, манжетов, драпировок и т.п.). При этом изготавливаемые швейные изделия должны быть не только удобными в эксплуатации, но и иметь привлекательный внешний вид, хорошо сидеть на фигуре человека. Поэтому для получения требуемой формы швейного изделия и ее дальнейшего сохранения в процессе эксплуатации необходимо детальное исследование деформации изгиба.

Большинство приборов, используемых в материаловедении швейного производства, имеют механический принцип действия, что приводит к появлению значительных погрешностей в результатах измерений. Современный инженерный подход предполагает поступление измерительной информации от приборов непосредственно в автоматические управляющие устройства. Такой подход дает возможность увеличить точность и скорость обработки измерительной информации, поступающей от датчиков. Использование средств вычислительной техники позволяет выполнять измерительно-информационные системы на основе единой конфигурации, включающей в себя датчики, аналого-цифровые преобразователи, компьютер.

О ряде технологических свойств материалов судят по органолептической оценке экспертов, например, грифе. Основным видом деформации, характеризующим гриф, является изгиб. Существующие в настоящее время методы оценки деформации изгиба реализуют, в основном, статический характер испытаний. В то время как в процессе изготовления и эксплуатации швейных изделий имеют место кратковременные динамические воздействия на материал, оценить которые количественно достаточно сложно. Представляется необходимым разработать новый динамический метод оценки характеристик ткани при изгибе, которые позволит получить количественную характеристику таких важнейших свойств, как гриф материала.

Актуальным является вопрос прогнозирования свойств материала на стадии проектирования швейных изделий. Отсутствие сведений по анизотропии динамических показателей деформации изгиба льняных тканей не позволяет максимально использовать весь набор их уникальных свойств, и тем самым научно обоснованно подходить к конфекционированию материалов в пакет одежды и оптимизации их раскроя.

Исходя из изложенного, тема данной работы актуальна, так как направлена на решение задач, связанных с повышением качества льняных тканей для одежды и конкурентоспособности швейных изделий из них.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с программой научно-исследовательских работ Грант-2000 Т.00-10.4-2469 "Совершенствование технического контроля качества швейных изделий за счет автоматизированных методов оценки технологичности материалов", Госкомвуза РФ № 2.3-БФ-02 "Разработка автоматизированных устройств контроля качества текстильных материалов",.

Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является разработка метода оценки и исследование показателей деформации изгиба текстильных материалов.

В соответствии с указанной целью в работе поставлены следующие задачи:

1. Разработать метод оценки показателей деформации изгиба льняных материалов.

2. Разработать автоматизированное измерительное устройство и программное обеспечение для реализации метода оценки показателей деформации изгиба.

3. Изучить анизотропию характеристик изгиба льняных материалов.

4. Изучить влияние структурных характеристик льняных материалов на их поведение при изгибе.

5. Разработать рекомендации по практическому использованию результатов диссертационной работы и апробировать технические решения в практике швейного производства.

Научная новизна работы состоит в следующих положениях, полученных впервые:

1. Разработан метод оценки комплекса характеристик, определяющих поведение материала при изгибе.

2. Выявлена и изучена анизотропия характеристик изгиба льняных тканей.

3. Установлена аналитическая зависимость между способностью материалов восстанавливать форму после изгиба и характеристиками строения льняных тканей.

4. Обоснованы и определены единичные и комплексный показатели деформации изгиба льняных тканей.

Практическая значимость работы состоит в следующем: Создано автоматизированное устройство, позволяющее получить количественную оценку упругих свойств материала при изгибе.

Получены данные по анизотропии показателей изгиба льняных тканей, позволяющие научно обоснованно выбирать метод конструирования одежды и далее проектировать необходимую форму изделий, сохраняемую при эксплуатации.

Составлена градация льняных тканей по способности восстанавливать форму после изгиба.

Разработаны рекомендации по проектированию льняных тканей с заданными технологическими свойствами.

Апробация результатов работы. Материалы диссертации были доложены и получили положительную оценку на Международных научно-технических конференциях «Актуальные проблемы науки, техники и экономики лёгкой промышленности» (Москва, 2000 г.), «Поиск - 2000» (Иваново, 2000 г.), "Лен-2000" (Кострома, 2000 г.), «Поиск - 2001» (Иваново, 2001 год.), «Поиск - 2002» (Иваново, 2002 г.), «Прогресс - 2002» ( Иваново, 2002 г.), на научных семинарах КГТУ и заседаниях кафедр технологии материаловедения швейного производства и автоматики КГТУ.

Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 9 печатных работах.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав и общих выводов. Работа содержит 136 страниц, из них 16 таблиц, 42 рисунка, список литературы, включающий 89 наименований, приложения.

Общие выводы по работе

1. Анализ литературных источников показал отсутствие методов оценки показателей деформации изгиба в динамических условиях.

2. Разработан метод оценки показателей деформации изгиба текстильных материалов. Показано, что метод позволяет получить качественно новую информацию, необходимую для исследования деформации изгиба - определить время полного восстановления первоначального положения пробы после снятия изгибающего усилия, оценить колебательные движения, совершаемые консольно-закрепленной пробой материала и зафиксировать остаточную деформацию.

3. Разработано автоматизированное измерительное устройство для оценки показателей деформации изгиба текстильных материалов.

4. Разработана методика оценки анизотропии показателей деформации изгиба текстильных материалов и изучена анизотропия льняных тканей.

5. На основании проведенных исследований составлены справочные сведения по показателям деформации изгиба льняных тканей. Сведения по анизотропии дают возможность, выбирая то или иное направление раскроя, целенаправленно задавать живость в деталях одежды.

6. Изучена взаимосвязь между показателями деформации изгиба льняных тканей и характеристиками их строения. Показано, что характер переплетения льняных тканей является одной из важнейших характеристик, оказывающих влияние на их поведение при изгибе. Установленные аналитические зависимости могут быть использованы для проектирования тканей с заданными свойствами на изгиб, и решать обратную задачу - прогнозирование поведения материалов при изгибе по характеристикам их строения.

7. Предложена градация льняных тканей по способности восстанавливать форму после изгиба, на основе которой разработаны рекомендации по проектированию одежды.

1. Кирюхин С.М., Додонкин Ю.В. Качество тканей.-М.: Легпромбытиздат, 1986.- 160 с.

2. ГОСТ 4.4-83 (СТ СЭВ 3442 81) Ткани и штучные изделия чистольняные, льняные и полульняные бытового назначения.

3. Эксплуатационные свойства материалов для одежды и методы оценки их качества: Справочник / Гущина К.Г., Беляева С.А., Командрикова Е.Я. и др. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 312с.

4. Дианич М.М. Потребительские свойства тканей и трикотажа из смесей льняных и химических волокон. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 112 с.

5. Сидорова Н.А. Использование льна в текстильной промышленности за рубежом.//Текстильная промышленность, 1989. N5. с.36 -38.

6. Бузов Б.А., Модестова Т.А., Алыменкова Н.Д. Материаловедение швейного производства. -М.: Легпромбытиздат, 1978. 476 с.

7. Сигэо Кобаяси. Зависимость грифа ткани и трикотажа от ощутительных факторов.// Технические новости, Научно-исследовательский институт высокомолекулярных текстильных материалов.

8. Сэйъити Ямаути. Гриф тканей в зависимости от типов исходных материалов и их структуры. // Технические Новости. Научно-исследовательская лаборатория ткачества и вязания "Камацу" фирмы Тейдзин.

9. Митикадзу Танака. Зависимость грифа тканей и трикотажа от их динамических свойств. // Технические Новости. Профессор университета "Нихон Джесидайгаку".

10. Ю.Склянников В.П. Строение и проектирование тканей. М.: Легкая и пищевая пром-сть. 1984.- 250 с.

11. Прогнозирование свойств одежды. Komatsu Kaori, Niwa Masako // J. Text. Mach. Soc. Jap, 1978, N11, c.42-49.

12. Испытания одежных материалов. Kobayashi Shoji, Noshi Hideo // J. Text. Mach. Soc. Jap, 1980, N 5, c.8-12.

13. Predicting the hand of nonwowen fabrics from simple laboratory measurements/ Barker Roger L.,Scheininger Manette M // Text. Res. J, c. 615-620.

14. Flexural rigidity of blankets in relation to fibre properties/ Singh By V.P., Kaushik R.C. D., Patni P.C. // Indian Text. J, 1984, N1, c.59-63.

15. Методы оценки качества текстильных изделий. Makishima Kunio // J. Soc. Fiber Sci and Technol, Jap, 1982, N2, c.1-12.

16. Объективная оценка туше ткани. // Ind. Text, 1986, N11, с. 964.

17. Стельмашенко В.И., Розаренова Т.В. Материалы для изготовления и ремонта одежды. М.: Высш.шк., 1997. - 282 с.

18. Метод определения туше тканей. // Ind.Text, 1983, N6, с.253-254.

19. Подоприхина И.Е. Разработка методов оценки туше текстильных материалов: Автореф. дисс. к.т.н. -М.: МУПК, 1994. 31 с.

20. Склянников В.П. Потребительские свойства текстильных товаров. М.: 1982.

21. Иванникова И.М., Силантьева Е.А., Белкина В.А. Инструментальное определение туше платьевых тканей шелкового ассортимента // XII Всесоюзная научная конференция по текст, материаловедению: Тез. докл., т.2-Киев, 1988.

22. Азгальдов Г.Г., Повилейко Р.П. О возможности оценки красоты в технике. М., 1977.

23. А new measurement proposal for fabric hand evalution pattern recognition method. Pan Ning, Yan Haojing // J. China Text. Univ., 1987, N2, c.1-14.

24. Устройство для определения свойств материалов для одежды. Е.Н. Бершев, П.М., Панкратов, Г.М. Шевчук, М.В. Калашников.; Ленинградский институт текстильной и легкой промышленности им. С.М Кирова., А.с. N 1176215, СССР, G 01 N 19/22, 1983.

25. Способ определения качества материалов для одежды. Е.Н. Бершев, П.М., Панкратов, Г.М. Шевчук, М.В. Калашников.: Ленинградский институт текстильной и легкой промышленности им. С.М Кирова., А.с. N 1442915, СССР, G 01 N 33/36, 1987.

26. Экспертные системы для прогнозирования свойств тканей. Fan J., Yunter L. // Text. Res. J, 1988, N10, c.763-771.

27. Исследование изгибной жесткости полотен. Noguchi Hiroshi, Noshi Hideo. // J. Jap. Res, 1973, N6, c.213-218.

28. Objective Griffbeurteilung nach dem KES-F System. Finnimore E. // Chemiefas.-Textilind, 1982, 32/84, N11, c.826-828.

29. The development of the objective measurement of fabric handle. Kawabata Sueo. // J. Ind. Fabrics, 1984, N4, c.4-31.31 .Fabric stiffness. Elder H.M. // J. Text. Inst, 1984, N4, c.307-310.

30. The effect of softness on fabric handle. // Afr. Text/, 1986, N Dec-Jap, c.58-60.

31. Кукин Г.Н., Соловьев A.H. Текстильное материаловедение. Часть III. -М.: Легкая индустрия, 1967. 301 с.

32. Peirce F. "Journal Textile Industrial", 1930, № 21.

33. Эксплуатационные свойства тканей и современные методы их оценки. / Под ред. Колесникова П.А. М.: Издательство научно-технической литературы РСФСР, 1960.

34. Соловьев А.Н., Юха Р.С. Оценка жесткости текстильных материалов при изгибе. М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1970.

35. A wrinkled membrane model for cloth draping with multigrid acceleration. Chen M.X., Sun Q.P., Wu Z., Yuen M.F. // Trans. ASME. J. Manuf. Sci. and Eng, 1999, N4, c.695-700.

36. Simulating the drape behavior of fabrics. Fischer P., Krzywinski S., Rodel H., Schenk A., Ulbricht V. // Text. Res. J., 1999, N5, c.331-334.

37. ГОСТ 10550-93. Материалы текстильные. Полотна. Методы определения жесткости при изгибе.

38. ГОСТ 8977-74. Кожа искусственная и пленочные материалы. Методы определения жесткости и упругости.

39. ГОСТ 9187-74. Обувной картон. Метод определения жесткости и изгибостойкости.

40. ГОСТ 12.4.090-86. Средства индивидуальной защиты. Метод определения жесткости при изгибе.

41. Киселева А.Д., Буфетов В.А. Установка для определения жесткости на изгиб технических тканей. Текстильная промышленность, 1982, № 10, с. 62-63.

42. Szmelter W. "Zeszyty Naukowe № 126, Wtokiennicmwo". Lodz, 1969.

43. Бузов Б.А., Иванова E.A., Соколов Н.В. Формоустойчивость клеевых соединений. Швейная промышленность, 1997, № 6, с. 27-29.

44. Mauer D. "Textil Praxis", 1968, №№ 5, 7, 11, 12; 1969, № 3.

45. Лазаренко В.М. Определение жесткости текстильных материалов на изгиб.- Известия ВУЗов. Технология легкой промышленности, 1963, №6.

46. Пантелеев В.Н., Бузов Б.А. Определение жесткости текстильных материалов на изгиб. Известия ВУЗов. Технология легкой промышленности, 1969, № 2.

47. Казлаускене А.Б., Милаппос В.М. Влияние структурных параметров по утку на обратную релаксацию усилий в вискозных тканях. // Известия ВУЗов. Технология текстильной пром-сти, 1971, №4. с. 36-39.

48. Казлаускене А.Б. Исследование влияния строения тканей из химических нитей на обратную релаксацию напряжения. Автореф. дисс. к.т.н. Каунас, 1973. - 27 с.

49. Семак З.Н., Склянников В.П. Одноцикловые характеристики тканей с применением нитей бэлан. // Текстильная пром-сть, 1976, №7. -с.77-78.

50. Клименко А.Я., Герасимов А.Н., Павлов В.И., Попов И.А. Исследование релаксационных свойств тканей некоторых структур. // Известия ВУЗов. Технология текстильной пром-ти, 1977, №6. с. 34-40.

51. Дианич М.М. Исследование потребительских свойств штапельных тканей костюмно-платьевого назначения. Автореф. дисс. к.т.н. -Л., 1962.-24 с.

52. Галык И.С., Семюк Б.Д., Аронова Е.И. Одноцикловые характеристики различных хлопкоплащевых тканей. // Текстильная пром-сть, 1973, №6. с. 69-72.

53. Исследование сил, действующих в ткани при плоском растяжении ее по диагонали. Орлова С.И., "Изв. вузов техн. легк. пр-ти", 1979, N1, с. 119124.

54. Исследование зависимости "усилие-деформация" для ткани при ее двухосном растяжении. Бузов Б.А., Румянцева Г.П., "Текстильное материаловедение", 1980, с.72-80.

55. Анизотропия жесткости ткани при изгибе и возможность ее прогнозирования. Алыменкова Н.Д. // Тез. докл. Межд. науч.-техн. конф. "Актуальные проб, науки, техники и экономики легк. пр-ти", Москва, 19-21 апреля, 2000, с.237.

56. Исследование изменения геометрии ткани при двухосном растяжении в различных направлениях. Румянцева Т.П., Алыменкова Н.Д. "Новые методы исследования строения свойств и оценки качества текстильных материалов", Минск, 1977, с. 119-123.

57. Мальцева Е.А. Разработка методов оценки и исследование формовочной способности льняных тканей. Автореф. дисс. к.т.н. -Кострома, 2001. 18 с.

58. Ашкенази Е.К. Анизотропия древесины и древесных материалов. -М.: Лесная пром-сть, 1978. 224 с.

59. Най Дж. Физические свойства кристаллов. -М., 1960. 385 с.

60. Живетин В.В. и др. Лён вчера, сегодня, завтра. М.: ИПО "Полигран", 1995.- 120с.

61. Иванова Н.В., Кашина В.Л. и др. Новое в ассортименте льняных и льносодержащих тканей. // Текстильная промышленность. 1992. - №2. -с. 15-16.

62. Вадковская Ю.В. и др. Гигиенические свойства одежды из льняных тканей.//Текстильная промышленность, 1982, N1, с.24-27.

63. ГОСТ 10681 75 Материалы текстильные. Климатические условия испытаний.

64. ГОСТ 8.010 72 ГСИ. Общие требования к стандартизации и аттестации методик выполнения измерений.

65. ГОСТ Р 8.563 96 ГСИ. Методики выполнения измерений.

66. РМГ 22 99. Рекомендации по межгосударственной стандартизации. ГСИ. Метрология. Основные термины и определения.

67. МИ 187 86, МИ 188 - 86 Достоверность и требования к методикам поверки средства измерений.

68. ГОСТ Р 8.568 97 ГСИ. Аттестация испытательного оборудования. Основные понятия.

69. Виноградов Ю.С. Математическая статистика и ее применение к исследованиям в текстильной промышленности. М.: Легкая индустрия, 1964. - 320 с.

70. Келин Ю. М. Электромеханические и магнитные элементы систем автоматики: Учебник для средних специальных учебных заведений. -М.: Высшая школа, 1991 304 с.

71. Кремниевые фотодиоды. // Радио. -1998. -№2.

72. Шепс Г. Я. Электронная техника в текстильном материаловедении. -М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. 168 с.

73. Пароль Н. В., Кайдалов С. А. Фоточувствительные приборы и их применение: Справочник. М.: Радио и связь, 1991. - 112 с.

74. Гордеев В.А. Динамика механизмов отпуска и натяжения основы ткацких станков. М.: Легкая индустрия, 1965. - с.227.77. "Analisys Textile 1.0." //Руководство пользователя, Кострома, 2001.

75. Карпова Е.Е., Перепелкин К.Е., Смирнова Н.А., Оценка упруго-релаксационных свойств льносодержащих тканей // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1995. - №3. -с. 5.

76. Милашюс В.М. Исследование релаксационных свойств тканей.

77. Автореф. дисс. к.т.н. Каунас, 1974.

78. Сталевич A.M. Связь между процессами ползучести и релаксацииусилия у текстильных материалов. // Известия ВУЗов. Технология легкой пром-сти, 1978, №6. с. 25-30.

79. Лобья Л.И., Романов В.Е., Сталевич A.M. Ползучесть и релаксация напряжения тканей. // Известия ВУЗов. Технология легкой пром-сти, 1990, №5. -с. 33-35.

80. Бузов Б.А., Петропавловский Д.Г. Упрощенная методика расчетовпараметров модели, описывающих релаксацию деформации ткани. // Известия ВУЗов. Технология легкой пром-сти, 1982, №3. с. 25-28.

81. Бузов Б.А., Петропавловский Д.Г. Применение модельного метода и ЭВМ для описания релаксации деформации ткани при ее нагружении. // Известия ВУЗов. Технология легкой пром-сти, 1981, №2. с. 25-29.

82. Клименко А.Я., Герасимова А.Н., Павлов В.И. Исследованиерелаксационных свойств тканей некоторых структур. // Известия ВУЗов. Технология легкой пром-сти, 1977, №5. с. 51-55.

83. Чайковская А.Е., Полищук Л.В., Галык И.С., Семак Б.Д. Комплексная оценка качества текстильных материалов. К.: Техника, 1989. - 254 с.

84. Карпова Е.Е. Оценка основных показателей формоустойчивости льносодержащих тканей. Автореф. дисс. к.т.н. Санкт-Петербург, 1999.-19 с.

85. Мякина А.Б. Задачник по математической статистике в применении к текстильным исследованиям, Ростехиздат, 1961.

86. Методические указания по совершенствованиюорганизации проведения опытной носки. Утверждено 27.09.85. М.: ЦНИИТЭИлегпром. 1986. -29 с.

87. Инструкция. Изделия швейные бытового назначения. Одежда верхняя пальтово-костюмного ассортимента. Допускаемые отклонения в деталях. ЦНИИ ТЭИ. Легпром. М., 1990.