автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.01, диссертация на тему:Разработка методов оценки и прогнозирования защитных свойств тканей для спецодежды от ударов

кандидата технических наук
Нехорошкина, Мария Сергеевна
город
Кострома
год
2015
специальность ВАК РФ
05.19.01
Автореферат по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности на тему «Разработка методов оценки и прогнозирования защитных свойств тканей для спецодежды от ударов»

Автореферат диссертации по теме "Разработка методов оценки и прогнозирования защитных свойств тканей для спецодежды от ударов"

На правах рукописи

НЕХОРОПЖИНА МАРИЯ СЕРГЕЕВНА

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ТКАНЕЙ ДЛЯ СПЕЦОДЕЖДЫ ОТ УДАРОВ

Специальность: 05.19.01 - «Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности»

АВТОРЕФЕРАТ

13 МАЯ 2015

диссертации на соискание ученой степени и 1

кандидата технических наук

Кострома 2015

005568717

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Костромской государственный технологический университет» (ФГБОУ ВПО «КГТУ») на кафедре дизайна, технологии, материаловедения и экспертизы потребительских товаров (ДТМ и ЭПТ).

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Рудовский Павел Николаевич

Коробов Николай Анатольевич

доктор технических наук, профессор заведующий кафедрой высшей и прикладной математики, статистики и информационных технологий ФГБОУ ВО «Ивановский государственный политехнический

университет»

Ведущая организация:

Голубчикова Анастасия Валентиновна

кандидат технических наук, доцент кафедры химических технологий и нетканых материалов ФГБОУ ВО «Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского (ПКУ)»

ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет дизайна и технологии (МГУДТ)»

Защита состоится 26 июня 2015 г. в 1200 часов на заседании диссертационного совета Д 212.093.01 в ФГБОУ ВПО «Костромском государственном технологическом университете», ауд. Б-106 Адрес: 156021, г.Кострома, ул. Дзержинского, 17

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «КГТУ» и на сайте ФГБОУ ВПО «КГТУ»: Ьпр:/Л\™л¥/кзШ.ес1и.ги/. Текст автореферата размещен на сайте ВАК РФ: http://vak2.ed.gov.ru, и на сайте ФГБОУ ВПО «КГТУ»: ЬПр://^\у/кзШ.ес1и.ги/.

Автореферат разослан «Л9 » апреля 2015 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.093.01 доктор технических наук, профессор

Г.К. Букалов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В нашей стране много промышленных предприятий, где существует риск получения травм работниками. Показатель травматичности по России высокий, даже при том, что обычно мелкие травмы не должны учитываться на предприятии и не фиксируются Росстатом. К мелким травмам, например, можно отнести удары и ушибы, полученные, в основном, при работе ручными инструментами. Предприятия пытаются снизить показатель травматичности на производстве различными способами, одним из них, самым простым способом, является обеспечение работников средствами индивидуальной защиты. Диссертационная работа направлена на изучение методов оценки защитной способности средств индивидуальной защиты в виде рукавиц и перчаток от ударов малой интенсивности (импульс силы менее 3 Н-с). приводящих только к поверхностным травмам. Анализ литературных источников, посвященных исследованию поведения тканей при ударных воздействиях показал, что вопрос об ударных воздействиях малой интенсивности не достаточно изучен. Поэтому разработка новых методов оценки защитной способности от ударов малой интенсивности для изделий защиты рук является актуальной задачей.

Диссертационная работа выполнялась в рамках договора № 4594 о сотрудничестве с ООО «Научно-исследовательский институт охраны труда в г. Иваново» (НИИОТ) от 15.07.2014 года.

Цель диссертационной работы — повышение эффективности средств защиты рук от ударных воздействий путем инструментальной оценки их качества.

Достижение поставленной цели предусматривает решение следующих научных и технических задач:

- определение требований к швейным изделиям защиты рук;

- анализ травматизма и выделение механических повреждений, от которых могут защитить изделия;

- оценка интенсивности механических воздействий в условиях производства;

- анализ современных швейных изделий защиты рук работающего отечественного и зарубежного производства от ударных воздействий;

- анализ научных исследований в направлении изучения защитных способностей тканей от ударов;

- теоретический анализ процесса поглощения энергии удара тканью, расположенной между соударяющимися телами и выделение основных факторов, влияющих на защитную способность тканей;

- разработка экспериментального метода оценки способности ткани и пакетов материалов поглощать энергию удара;

- исследование защитных способностей ряда изделий из имеющегося на рынке ассортимента изделий защиты рук;

<1

и

- анализ научных исследований в направлении изучения жесткости тканей и конструктивных элементов швейных изделий при изгибе;

- разработка экспериментального метода определения изгибной жесткости элементов конструкции средств защиты рук;

- исследование изгибной жесткости элементов конструкции средств защиты рук;

- создание комплексного показателя, характеризующего качество средств защиты рук от удара;

- оценка изделий защиты рук с помощью комплексного показателя. Общая характеристика методов исследования. Для решения

поставленных задач, в рамках работы применены общие положения теоретической механики, интегрального и дифференциального исчислений, численные методы решения задач дифференциальной геометрии, а также предложенные метод определения способности швейных изделий защищать от ударов и метод определения изгибной жесткости элементов конструкции средств защиты рук, методы математической статистики, корреляционно-регрессионного анализа результатов исследования. Использовались программные средства: MS Excel, Matlab, Lab VIEW.

Для проведения экспериментальных исследований использовались разработанные установки и многофункциональное устройство N19219 фирмы National Instrument.

Область исследования. Работа выполнена в соответствии с пунктами 2, 6 и 7 Паспорта специальности 05.19.01 - Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности (технические науки).

Научная новизна результатов работы заключается в разработке метода комплексной оценки эффективности швейных изделий, предназначенных для защиты рук работающего от ударных воздействий, при этом впервые:

- произведена оценка энергии ударов ручными инструментами в условиях производства;

- поглощенную тканью энергию предлагается разделить на две составляющие: первая связана с формоизменением ткани, а вторая - с деформацией нитей в местах перекрытия основы и утка;

- на основе теоретического анализа процесса поглощения энергии удара тканью, расположенной между соударяющимися телами, выявлены основные факторы, влияющие на защитную способность ткани;

- разработан экспериментальный метод оценки способности ткани и пакетов материалов поглощать энергию удара;

- предложен единичный показатель, выраженный долей поглощенной энергии удара, характеризующий способность тканей предохранять работающего от ударных воздействий;

- разработан экспериментальный метод определения изгибной жесткости элементов конструкции средств защиты рук (напатка), учитывающий специфическую форму конструкции;

предложены единичные показатели, характеризующие изгибную жесткость изделия, выраженные коэффициентами относительной жесткости и демпфирования;

- предложен комплексный показатель, характеризующий качество средств защиты рук от удара;

Практическая значимость результатов работы заключается в том,

что:

разработана и рекомендована для практического использования универсальная методика определения способности тканей и пакетов материалов защищать работающего от ударов;

разработана и рекомендована для практического использования универсальная методика определения изгибной жесткости конструкции изделий защиты рук;

- разработан многослойный пакет, позволяющий практически в два раза повысить способность изделий предохранять руки работающего от ударов. Новизна многослойного пакета подтверждена патентом РФ на полезную модель № 150440 от 02.09.2014;

Апробация результатов работы. Материалы диссертации докладывались и получили положительную оценку на:

международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (ПРОГРЕСС - 2012), Ивановский государственный политехнический университет, Текстильный институт (г. Иваново, 2012 г.);

международной научно-технической конференции «Дизайн, технологии и инновации в текстильной и легкой промышленности» (ИННОВАЦИИ-2014), Московский университет дизайна и технологии (г. Москва, 2014 г.);

международной научно-технической конференции «Инновационные технологии развития текстильной и легкой промышленности» Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского (г. Москва, 2014 г.);

международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы науки в развитии инновационных технологий» («ЛЕН-2014»), Костромской государственный технологический университет (г. Кострома, 2014 г.);

научном семинаре по ' теории механизмов и машин (Костромской филиал семинара по ТММ им. И.И. Артоболевского, РАН). (г.Кострома, 2013 г.);

научных семинарах КГТУ по материаловедению производств текстильной и легкой промышленности (г. Кострома, 2014-2015 г).

Публикации. По теме исследований опубликовано 12 печатных работ, в том числе 4 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Получен патент на полезную модель «Многослойный пакет» № 150440 от 02.09.2014.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 119 страницах и состоит из введения, 4 глав, выводов, 9 приложений и списка использованных источников, включающего 98 наименований. Содержит 48 рисунков, 18 таблиц.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследований, отмечены научная новизна, практическая значимость результатов работы и апробация работы.

В первой главе проведен анализ травматизма и выделены основные виды повреждений, получаемых рабочим на производстве. Выявлено, что самыми распространенными и зарегистрированными в Росстате травмами являются ушибы, поверхностные травмы без повреждения кожных покровов, которые составляют около 30% из всех видов повреждений. Но, как правило, на практике не регистрируются мелкие травмы, относящиеся к категории поверхностных травм, поэтому значение данного показателя может быть увеличено в разы. Любая крупная производственная компания заинтересована в снижении показателя травматизма на производстве, и для предотвращения несчастных случаев использует для своих сотрудников индивидуальные средства защиты в виде спецодежды и средств защиты рук.

Существующие стандарты на ткани и средства защиты рук не регламентируют защитные свойства от удара, несмотря на то, что такое воздействие является одним из самых распространенных на производстве. Очевидно, что ткань может защитить от воздействий только малой интенсивности, которые возникают, в основном, при работе ручным инструментом или его падением с небольшой высоты. Также следует отметить, что значительная доля производственного травматизма приходится на повреждение кистей и пальцев рук. Поэтому в качестве объекта исследования рассматриваем ткани, из которых изготавливают защитные рукавицы и перчатки, а также сами изделия.

Для оценки защитных способностей швейных изделий защиты рук был проведен анализ работ отечественных и зарубежных ученых. Свой вклад в изучение защитных способностей тканей и пакетов материалов внесли Ломов

C.B., Макаров А.Г, Князев К.В., Энхцацрал Т., Баженов С.Л., J. R. Vinson, J. A. Zukas, W. J. Taylor, F.Hemandez-Olivares, I. S. Chocron-Benloul,C. Navarro, L. S.Phoenix, P. К Porwal, P. M.Cimniff, V. P. W.Shim, B. Gu, Y. Duan,

D.Roylance, S. S. Wang, P. Vandeurzen, J. Ivens, I. Verpoest, R. Tan, L. Tong, G.R. Steven, S.'Z. Sheng, S. V. Hoa, A. Tabiei, I. Ivanov, G.Susich, L.M. Dogliotti, A.S.Wrigley, A. F. Wilde, J.M. Rogers и др. Разрабатываемые методы ориентированы, в основном, на синтетические волокна собственного производства Kevlar, и рассматривается баллистическое воздействие на пакеты тканей и материалов.

б

Изделия, защищая от механических воздействий, имея определенную жесткость, создают препятствия в работе, что приводит к увеличению силовых затрат, уменьшению ловкости рук, и как следствие, к быстрой утомляемости, снижению концентрации внимания работника, и, в конечном счете, к снижению производительности труда. Поэтому в диссертации рассматриваются динамические методы определения жесткости ткани при изгибе. Так как самым жестким местом в перчатках и рукавицах является напалок, то в методах было обращено внимание на вид испытуемой пробы, и на вид деформации. Во всех имеющихся методах применяется проба в виде плоской фигуры без швов, которая подвергается, в основном, одноосной деформации изгиба.

Поэтому актуальность в разработках методов оценки защитной способности тканей и пакетов материалов защищать от ударов и методов определения их жесткости при многоосном изгибе очевидна.

Вторая глава посвящена теоретическому анализу процесса поглощения энергии удара тканью, расположенной между соударяющимися телами. В случае расположения ткани или пакета тканей между двумя телами при ударе часть энергии удара поглощается тканью. Причиной поглощения энергии удара является трение между нитями ткани и волокнами, образующими эти нити. Кроме того, происходит поглощение энергии за счет внутреннего трения в материале тканей. Поглощение энергии в структуре ткани и нитей можно оценить теоретически. Эту часть энергии предлагается разделить на две части. Первая из них связана с формоизменением самой ткани, а вторая - с деформацией нитей в местах перекрытия основы и утка.

В роли внедряемого тела (индентора) рассматривали шар с приложенной к нему силой. Предложены алгоритмы для получения двух составляющих поглощенной энергии, на основании которых в среде МАТЬАВ были получены зависимости коэффициента поглощения, который в свою очередь определяется как отношение поглощенной энергии к энергии удара. Коэффициент поглощения первой составляющей, связанной с формоизменением ткани, при увеличении радиуса внедряемого шара уменьшается, и увеличивается при увеличении силы, действующей на тело, увеличении плотности ткани по основе и утку. Коэффициент поглощения второй составляющей, связанной с деформацией нитей в местах перекрытий, при увеличении следующих параметров: радиуса шара, линейной плотности волокна, плотности ткани по основе и утку уменьшается. При увеличении линейной плотности пряжи, крутки и силы, действующей на индентор, увеличивается и коэффициент поглощения.

Выявлено, что больший вклад в итоговый коэффициент поглощения энергии удара тканью дает коэффициент поглощения, связанный с деформацией нитей в местах перекрытия основы и утка.

На основании проведенного теоретического анализа были определенны основные факторы, влияющие на способность ткани защищать от удара, которые должны в дальнейшем изучаться экспериментально.

Третья глава посвящена разработке экспериментального метода оценки способности ткани и пакетов материалов поглощать энергию удара. При разработке экспериментальной установки была произведена оценка интенсивности воздействия при работе ручными инструментами в условиях производства и установлено, что энергия удара при работе ручным инструментом не превышает 5 Дж. Для выбора ударяющего тела (индентора) были рассмотрены предметы, которыми могут быть нанесены ударные воздействия по телу человека в ходе производственного процесса, затем рассмотрена классификация основных видов внедряющихся поверхностей, и показано, что шаровой индентор обеспечивает лучшую воспроизводимость результатов измерений за счет монотонного распределения напряжений по поверхности контакта. На основе литературных данных о величине травмирующего воздействия и свойствах материалов проведен выбор материала для ударяемого тела. Полученные данные позволили определить параметры установки для оценки доли энергии поглощаемой тканью при ударе.

Л

/

, ".....Е5зЁи.

1 - стойка;

2 - платформа;

3 - стальной брусок, массой 20 кг;

4 - металлический короб, наполненный пластилином;

5 - шарнир;

6 -стержень;

7 - металлический шаровой индентор, диаметром 50 мм;

8 - фиксатор;

А - плоскость пластилиновой пластины, поверх которой помещают пробу.

Рис.1 - Схема установки

Сущность метода состоит в определении энергии неупругого удара по контрольному телу, наносимого непосредственно и через испытуемый слой ткани или пакета материалов, с последующим сравнением полученных значений.

Пробы выкраивают из тыльной стороны изделия в ортогональных направлениях (основа, уток) в виде квадрата со стороной 90-100 мм.

Испытания проводятся при нормальных климатических условиях. Перед испытаниями проводится тарирование установки путем нанесения удара индентором по пластине с разных высот к, которые устанавливают с помощью подставок и фиксатора. После нанесения каждого удара, след, оставленный на контрольном теле сканируют, и определяют средний диаметр и площадь отпечатка по количеству пикселей на изображении зоны

деформации. Затем пластилиновую пластину расправляют шпателем, прокатывают металлической скалкой и выдерживают в течение 1-2 минут для остывания пластилина. С каждого значения высоты маятника наносят по три удара.

В качестве единичного показателя для оценки энергии удара выбрана площадь поверхности шарового сегмента (Б), как обеспечивающая линейность тарировочной функции.

Значение энергии удара (Е) рассчитывают по известной формуле: E=mgh, где т=0,5 кг приведенная масса подвижных частей установки. По значениям Е и 5 находится аппроксимированная функция Е (Б), или формула тарирования установки.

Для исследования защитной способности ткани или пакета материалов, пробу из данного материала закрепляют на поверхности пластилиновой пластины, после удара индентором с максимальной высоты падения (А=0,435 м) через пробу определяют площадь сферического сегмента отпечатка, и по тарировочной прямой определяют энергию удара Е2. За окончательный результат принимают долю энергии, поглощенной пробой Еп, которую рассчитывают по формуле: Еп=1-Е2/Е¡, где находится по тарировочной прямой для случая удара по поверхности без пробы с максимальной высоты.

Данная методика оформлена в виде официального документа и согласована с НИИОТ. Для ее апробации был проведен выбор ассортимента средств защиты рук. На основании теоретического анализа взаимодействия пакета материалов с индентором, проведенного в главе 2, предложен новый многослойный пакет, обладающий повышенными демпфирующими свойствами.

Предлагаемый пакет, (рис.2) состоит из наружного 1 и внутреннего 2 слоев, с размещенной между ними гофрированной прокладкой 3, выполненной в виде с гофр 2-образной формы, расположенных перпендикулярно наружному и внутреннему слоям, и связующих элементов 4. В полостях между гофрами расположен наполнитель, в виде сферических гранул вспененного полистирола 5.

Потеря энергии в многослойном пакете в основном происходит за счет интенсивного трения гранул друг по другу. Для обеспечения возможности

Рис.2. - многослойный пакет

\

перегруппировки гранул при ударе необходимо наличие свободного пространства в полости, заполненной гранулами, что достигается неполным заполнением этой полости на 90 %.

Для определения доли поглощенной энергии предлагаемого пакета, были созданы образцы пакета разной толщины Н: .5, 7,5 и 10 мм из материала - парусина брезентовая пл. 430 г/м2, прокладка - бязь пл. 120 г/м2. Результаты показали, что при увеличении толщины пакета, возрастает и его защитная способность. Но даже для самого тонкого пакета, толщиной 5 мм, она вдвое выше, чем у лучших изделий, имеющихся на рынке. Рассчитана стоимость пакета, размером 100*100 мм, толщиной 10 мм, а также стоимость рукавицы с применением пакета.

Четвертая глава посвящена разработке экспериментального метода определения изгибной жесткости элементов конструкции средств защиты рук. Предложен метод оценки изгибной жесткости и потерь энергии при изгибе, в котором работа пробы максимально приближена к условиям работы средств защиты рук. Наиболее чувствительной к изгибу частью рукавиц и перчаток является их напалок. В устройстве для испытаний по предлагаемому методу, палец руки моделируется шарниром, образуемым неподвижной 1 (рис.3 б) и подвижной 2 цилиндрической деталью, соединенных осью 3.

Рис 3. Схема нагружения пробы

Проба находится в сложном напряженно-деформированном состоянии. На участках А (рис.3,а), расположенных напротив оси 3, проба изгибается в плоскости ткани. На участке Б (рис.3,в) она испытывает растяжение с изгибом, а на участке В - сжатие с изгибом, при котором возможна потеря устойчивости (образование складок).

Сопротивление изгибу в рассматриваемом случае состоит из двух компонентов упругой и вязкой (диссипативной). Для их определения к подвижной части шарнира 2 (рис.3,6) крепится стержень, в результате чего полученная механическая система представляет собой физический маятник.

На схеме (рис.4) ^ характеризует диссипативные свойства шарнира, а с2 и г]2 упругие и диссипативные свойства пробы.

Имея экспериментально полученный закон движения маятника, можно определить параметры к и Ь, которые характеризуют упругие и диссипативные свойства механической системы. Для получения величин, характеризующих упругие и диссипативные свойства пробы, эксперимент необходимо провести дважды, один раз с испытуемой пробой, другой раз без нее.

В качестве единичного показателя, характеризующего жесткость пробы, используется коэффициент относительной жесткости с„р, а в качестве единичного показателя, характеризующего

диссипативные свойства пробы, используется коэффициент относительного демпфирования

Ппр

(К-К)

СЬг-Ъ,)

Рис. 4. Динамическая модель устройства

где кь Ь]

к\ "пр \ показатели системы без пробы, к2: Ь2-с пробой.

Разработанная экспериментальная установка приведена на рис.5.

1-платформа, 2-стойка, 3 - неподвижный цилиндрический стержень, 4 - подвижный цилиндрический стержень (маятник), 5 - устройство преобразования N1 9219, б - компьютер, 7 - проба.

Рис. 5 - Автоматизированное устройство для записи угловых перемещений маятника

В шарнире установлен резистор по схеме делителя напряжения, который используется в роли датчика угла поворота маятника.

Напряжение, пропорциональное углу поворота, подается на устройство сопряжения с персональным компьютером. Устройством сопряжения является многофункциональное

устройство N19219 фирмы National Instrument. Оно позволяет оцифровывать аналоговый сигнал, поступающий от датчика угла поворота и передавать его на дальнейшую обработку в среду LabVIEW. В этой среде разработан виртуальный прибор, который обеспечивает тарировку датчика угла поворота и измерения с частотой опроса 100 Гц.

Перед испытаниями проводится настройка нуля установки и ее тарирование через виртуальные прибор на ПК (рис.6).

Путем перекраивания напалка, пробу изготавливают шириной 60 мм, внутренним диаметром 21 мм и двумя швами по бокам.

При испытании пробу надевают на шарнирно соединенные стержни таким образом, чтобы шов был перпендикулярен движению маятника. Подвижный стержень отклоняют на угол 30 градусов, запускают на лицевой панели ВП расчет, отпускают маятник. По полученному графику изменения амплитуды маятника вычисляют коэффициенты Ъ2 кк2с учетом пробы, затем находят значения у\пр и спр, характеризующие диссипативные свойства и жесткость пробы.

Разработанная методика оформлена в виде официального документа и согласована с НИИОТ. По ней определили коэффициенты относительной жесткости и демпфирования выбранного раннее ассортимента изделий.

Объективно оценить качество изделия на основании единичных показателей невозможно, поэтому был разработан комплексный показатель. Для реализации экспертного оценивания была сформирована группа экспертов из 12 рабочих, которые в своей профессиональной деятельности используют средства индивидуальной защиты, в том числе в виде перчаток и рукавиц. Организация экспертного опроса и обработка его результатов регламентирована ГОСТом 23554.1-79 «Система управления качеством продукции». При проведении опроса экспертам были предложены 8 пар пронумерованных рукавиц и анкета. Изделия оценивали, используя 8-балльную шкалу, по трем показателям: способности изделия предохранять руки от ударов, их жесткости и демпфирующей способности. Коэффициент конкордации 0,92. Расчетное значение критерия Пирсона rfpac4 = 253 оказалось больше критического при числе степеней свободы v = 23 и уровне

значимости q = 95% (уДабл = 35,17), следовательно, гипотеза о

согласованности экспертов принимается.

При помощи встроенных функции MS Excel были получены линейные

уравнения зависимости бальной оценки от каждого единичного показателя.

Для вычисления коэффициента весомости каждого показателя,

эксперты выставляли оценки желательности. Комплексный показатель

качества изделий защиты рук имеет вид:

(0,93-Е -3.85) 0,108 „,„ 0,21

0 = 0 44 —---- - 0,375--+ 0,185-:-

~ ' 5,6 9,15-10,4-с 2,54-/7+0,44;

где Е„ - доля поглощенной энергии удара, си??- коэффициенты относительной жесткости и относительного демпфирования изделия.

Чем большее значение принимает показатель Q, тем выше качество средства защиты рук. Следует отметить, что значения критериев всегда больше нуля.

С помощью комплексного показателя оценили средства защиты рук, рассмотренные в настоящей работе. Анализ результатов показал, что лучшими средствами защиты рук для работы с ручными инструментами в производственных условиях являются рукавицы, предназначенные в основном для защиты не от механических воздействий, а от пониженных/повышенных температур. На основании этого можно сделать вывод о том, что при выборе средств защиты рук следует обращать внимание на жесткость изделий, структурные параметры тканей и их волокнистый состав.

Разработанные методики приняты в НИИОТ для разработки рекомендаций изделий высокого качества в условиях производства, о чем свидетельствует наличие акта о внедрении.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. На основании анализа литературы обоснована актуальность разработки методов оценки эффективности средств защиты рук от удара, выявлены требования к ним, обоснованы показатели и параметры испытаний;

2. Теоретический анализ процесса поглощения энергии удара тканью, расположенной между соударяющимися телами позволил разделить поглощаемую энергию на две составляющие: связанную с формоизменением ткани и деформацией ее в местах перекрытий основы и утка. Для каждой из них выделены основные факторы, влияющие на способность тканей и пакетов тканей поглощать энергию удара;

3. Разработан экспериментальный метод оценки способности ткани и пакетов тканей или материалов поглощать энергию удара, позволяющий объективно оценить эффективность применения средств защиты рук;

4. Исследованы защитные способности выбранного ассортимента изделий защиты рук с помощью предложенного метода, позволяющие обосновано подойти к их выбору из имеющегося на рынке ассортимента;

5. Создан многослойный пакет, обладающий эффективностью при защите от ударов более чем в 2 раза, превышающей эффективность изделий защиты рук существующего ассортимента (патент РФ на полезную модель № 150440);

6. Разработан экспериментальный метод определения изгибной жесткости и демпфирования элементов конструкции средств защиты рук, позволяющий оценить их влияние на способность выполнения рабочих приемов;

7. Разработан комплексный показатель, позволяющий объективно оценить эффективность существующего и вновь создаваемого ассортимента средств защиты рук.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в изданиях из перечня ВАК:

1. Нехорошкина М.С. Поглощение энергии при изменении формы ткани в процессе внедрения инородного тела/ М.С.Нехорошкина, П.Н.Рудовский// Известия ВУЗов Технология текстильной промышленности. 2013, №1, с. 165-167.

2. Нехорошкина М.С. Оценка интенсивности механических воздействий при работе ручным инструментом, приводящих к травматизму/ М.С. Нехорошкина// Известия ВУЗов Технология текстильной промышленности. 2013, №3, с. 146-149.

3. Нехорошкина М.С. Классификация предметов травмирующих при ударе по форме внедряющейся поверхности, направлению относительного движения и характерным размерам элементов индентора/ М.С.Нехорошкина, Е.В.Кривошеина, Г.К.Букалов// Известия ВУЗов Технология текстильной промышленности. 2014, №5(353), с. 18-22.

4. Нехорошкина М.С. Методика определения доли энергии удара поглощенной тканью или пакетом ткани/ М.С. Нехорошкина, П.Н. Рудовский/'/ Известия ВУЗов Технология текстильной промышленности. 2015, №1, с. 53-56.

Статьи в журналах и сборниках научных трудов

5. Нехорошкина М.С., Расчет деформации ткани как сети Чебышева, находящейся в контакте двух тел/ М.С. Нехорошкина, B.C. Дмитриев// Вестник КГТУ, 2012,.№¡1(28) - с.37-39.

6. Нехорошкина М.С. Анализ методов оценки демпфирования свойств ткани на основе моделирования ее структуры/ М.С. Нехорошкина// Вестник КГТУ, 2012 , №2(29) - с. 40-42.

7. Нехорошкина М.С. Методика экспериментального определения потери энергии в ткани, расположенной между взаимно ударяющимися телами/ М.С. Нехорошкина, A.C. Михайлов// Вестник КГТУ, 2013, №2(31) - с. 4648.

8. Нехорошкина М.С. Разработка метода оценки сопротивления изгибу конструктивных элементов рабочих рукавиц и перчаток/ М.С. Нехорошкина, П.Н. Рудовский/7 Вестник КГТУ, 2014, №2 (33) - с. 52-54.

9. Нехорошкина М.С. Поглощение энергии при изменении формы ткани в процессе внедрения инородного тела/ М.С. Нехорошкина, П.Н. Рудовский// Сборник материалов международной научно-технической конференции «современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (ПРОГРЕСС - 2012}-Иваново: ИГТА, 2012. -ч.1- с. 186-188

10.Нехорошкина М.С. Разработка экспериментальной установки для определения рассеянной энергии удара тканью и пакетами ткани/ М.С.Нехорошкина, П.Н.Рудовский// Сборник тезисов международной научно-технической конференции «Дизайн, технологии и инновации в текстильной и легкой промышленности» (ИННОВАЦИИ-2014) - Москва: МГУДТ, 2014- с.192-195.

11 .Нехорошкина М.С. Экспериментальный метод определения поглощенной энергии защитными тканями при ударных воздействиях/ М.С.Нехорошкина, П.Н.Рудовский.// Сборник тезисов международной научно-технической конференции «Инновационные технологии развития текстильной и легкой промышленности» - Москва: МГУТУ, 2014— с. 4950.

12.Нехорошкина М.С. Описание эксперимента на установке по определению энергии удара, поглощаемой защитными тканями/ М.С.Нехорошкина, П.Н.Рудовский// Сборник материалов международной научно-технической конференции: Актуальные проблемы науки в развитии инновационных технологий («ЛЕН-2014») - Кострома: КГТУ, 2014 - с. 104-105

Патенты:

13.Патент на полезную модель «Многослойный пакет» № 150440 / П.Н. Рудовский, М.С. Нехорошкина. Заявка № 2014130885 от 02.09.2014.

Нехорошкина Мария Сергеевна

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ТКАНЕЙ ДЛЯ СПЕЦОДЕЖДЫ ОТ УДАРОВ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать %]_. £4.2015 Формат бумаги 60x84 1/16. Печать трафаретная. Печ.л. 1,0. Заказ /У/. Тираж № . Костромской государственный технологический университет. Редакционно-издательский отдел. Кострома, ул. Дзержинского, 17.