автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.02, диссертация на тему:Разработка методов оценки взаимного распределения оптических эффектов на пряже и на текстильном полотне с целью улучшения его качества и повышения конкурентоспособности изделий

На правах рукописи

484В0ЬЭ

ВОЛКОВ ВАДИМ ИОСИФОВИЧ

Разработка методов оценки взаимного распределения оптических эффектов

ва пряже и на текстильном полотне с целью улучшения его качества н повышения конкурентоспособности изделий

05. 19. 02 - Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья

Автореферат на соискание ученой степени

кандидата технических наук / ,

! 1

2 6 МАЙ 2011

Москва-2011

4848065

На правах рукописи

ВОЛКОВ ВАДИМ ИОСИФОВИЧ

Разработка методов оценки взаимного распределения оптических эффектов

на пряже н на текстильном полотне с целью улучшения его качества и повышения конкурентоспособности изделий

05. 19. 02 - Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья

Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2011

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Российский заочный институт текстильной и легкой промышленности» на кафедре технологии прядения

Научный руководитель: доктор технических наук

Мовшович Павел Михайлович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Плеханов Алексей Федорович, кандидат технических наук Лукин Александр Сергеевич Ведущая организация: ОАО НПК "ЦНИИШЕРСТЬ"

Защита состоится "14" июня 2011 г. в 14 часов на заседании диссертационного Совета Д 212.210.01 в Российском заочном институте текстильной и легкой промышленности по адресу: 123298, г.Москва, ул. Народного ополчения, д. 3 8, кор. 2.

1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского заочного института текстильной и легкой промышленности и на сайте института www.roszitlp.com

Автореферат разослан Ц I " (М ^и/ 2011г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета: Тихонова Т.П., к.т.н,, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы

К готовым изделиям (ткани и трикотажу) предъявляются требования двух типов - технические и эстетические. Эстетические требования — это требования к внешнему виду и оформлению ткани, которые играют решающую роль при формировании спроса. Текстильные предприятия страны производят большие объемы тканей на внешний рынок, где сталкиваются с проблемой разных требований к качеству тканей у зарубежных заказчиков

Задача определения взаимосвязи между распределением пороков внешнего вида на нити и ткани аналогична задаче проектирования распределения прерывистых фасонных эффектов по ткани.

Фасонные нити разнообразны по своим свойствам и используются при производстве платьевых, костюмных, портьерных и других тканей. Одной из прочих, ограничивающих масштабы применения фасонных нитей, является неравномерное распределение эффектов по ткани. Неверно подобранный закон распределения фасонных эффектов на нити приводит к появлению брака на текстильном полотне, так называемого «муара)). Вопросам математического моделирования распределения фасонных эффектов по полотну было посвящено достаточное число работ. Большинство моделей распределения эффектов по ткани являются имитационными, а аналитические модели распределения эффектов по ткани в зависимости от закона чередования их на нити и параметров полотна созданы лишь для частных случаев. Общий случай взаимного отображения внешнего вида ниш и полотна практически не анализировался. Но именно такое полное взаимное соответствие (так называемые прямая и обратная задача) является наиболее привлекательным для исследователя и практика, поскольку именно оно позволяет исчерпывающе решать практические и теоретические вопросы, связанные с данной проблемой - повышения качества изделия и получение конкурентоспособного товара с точки зрения моды.

Таким образом, проблема улучшения качества полотна на основе использования методов прогнозирования и проектирования распределения фасонных эффектов и пороков внешнего вида на ткани - актуальна, как в научном, так и прикладном значении.

Цель и задачи исследований.

Целью диссертационной работы является улучшение качества и расширение ассортимента текстильных материалов за счет нанесения на их поверхность фасонных эффектов (далее, ФЭ) при использовании фасонных нитей в качестве уточных.

В соответствии с данной целью были поставлены и решены следующие задачи:

1. Создание аналитических моделей для описания всех возможных распределения ФЭ по полотну в зависимости от закона чередования их на нити.

2. Разработка классификации стандартных распределений ФЭ (при которых расстояние между центрами соседних ФЭ на нити постоянно) на поверхности полотна.

3. Разработка методики для создания библиотеки стандартных рисунков.

4. Определение параметров полотна для формирование на нем заданного распределения ФЭ.

5. Разработка алгоритмов проектирования фасонной нити для формирования на полотне наперед заданного рисунка.

На защиту выносится.

1. Математические модели взаимного отображения распределений фасонных элементов на нити и готовом полотне.

2. Система показателей, характеризующих вид стандартных распределений ФЭ на полотне.

3. Зависимость геометрической формы рисунка сформированного ФЭ на полотне от параметров стандартного распределения.

4. Алгоритм вычисления координат ФЭ на полотне.

5. Алгоритмы проектирования фасонной нити по заданных рисунков.

В диссертационной работе используются методы и аппарат теории чисел, алгебры, теории множеств,.

Экспериментальные исследования проводились в лаборатории ВЗИТЛП.

1. Впервые дано описание всех возможных рисунков, сформированных ФЭ на полотне при их стандартном распределении на нити, посредством двух параметров. Эти параметры представляют собой упорядоченную пару натуральных чисел (п;, г), из которых второе меньше первого г < щ.

2. Установлены закономерности формирования узоров на полотне, произведенном из стандартной фасонной нити с учетом растяжений рисунка по осям координат.

3. Впервые дано обоснование проектирования фасонной нити, которая обеспечивает реализацию на полотне заданного или модификацию стандартного рисунка.

Практическая ценность диссертационной работы состоит: в том, что полученные результаты дают возможность:

-значительно расширить ассортимент тканей за счет использования фасонных нитей в качестве утка;

- упростить выбор узора, который должен быть размещен на полотне;

- использовать малый объем памяти компьютера для хранения информации о возможных рисунках.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на международной научно-технической конференции «Инновационность научных исследований в текстильной и легкой промышленности» Москва 2010 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ: 4 статьи в журналах из списка ВАК, из них 1 без соавторов; 2 в форме докладов научной конференции.

Структура и объем .диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов и заключения, списка использованной литературы; изложена на 182 страницах машинописного текста, содержит 106 рисунков, 12 таблиц. Список литературы содержит 48 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, ее научная новизна и практическая ценность. Сформулированы цели и задачи исследования.

В первой главе дан обзор литературы, посвященной выявлению взаимозависимости между распределением ФЭ на фасонной нити и на полотне. Прогнозирование распределений ФЭ на полотне по их распределению на фасонной нити назовем прямой задачей. А проектирование фасонной нити для формирования на полотне заданного рисунка - обратной задачей. Данной проблемой занимались Авербух Д.И., Горская H.H., Землякова И.В., Минеев B.C., Моисеев Б.М., Попова Г.М., Простакишин А.Л., Сухова J1.B., Федоров Ю.В. Получены важные результаты. Показано, что основное влияние на вид рисунка оказывает расположение ФЭ на полотне, а не их форма. Само же расположение ФЭ определяется отношением ширины полотна к расстоянию мевду центрами соседних ФЭ на фасонной нити. Стандартное распределение ФЭ на полотне циклично.

При этом большинство авторов отдают предпочтение построению имитационных моделей производства полотна из фасонной нити. Отметим, что эти модели не позволяют получить строгую зависимость между параметрами исследуемого процесса. Отсутствие или недостаточная развитость аналитических моделей приводит к тому, что даже обнаруженные факты не находят объяснения.

Аналитические модели построены для частных случаев и применяются для решения прямой задачи. Наиболее полно исследована зависимость распределения ФЭ на полотне от их распределения на нити для случая производства ткани на станках типа СТБ с односторонней прокидкой при условии, что ширина ткани превосходит расстояние между центрами соседних ФЭ на нити, которое остается постоянным. Что же касается распределения ФЭ, отличных от стандартных, то и тут исследовались лишь частные случаи с целью получения узора не чувствительного к обрывам нити. Существующие аналитические модели жестко связывают рисунок, сформированный на полотне ФЭ с параметрами полотна и нити, выраженными в метрических единицах. При таком подходе обратная задача решае тся лишь с помощью имитационной модели, и только так и может быть решена. А классификация' возможных рисунков мало функциональна. Предлагаемые алгоритмы расчета координат ФЭ отличаются громоздкостью или малой информативностью, что делает их пригодными для имитационного моделирования, но затрудняет анализ.

При рассмотрении перспектив той или иной модели невозможно переоценить важность классификации рассматриваемых явлений. Однако уже упомянутая классификация распределений ФЭ на полотне, предложенная авторами исследований во-первых, не охватывает всех возможных видов распределений и, во-вторых, не отвечает на вопрос о том, как классифицировать другие виды, помимо перечисленных автором, если они будут обнаружены, как они связаны о видами, уже включенными в классификацию. Наконец, как объединить, если это возможно, в единую классификацию рисунки, полученные при одно- и двусторонней проквдках.

Из изложишого следует, что необходимо разработать общую математическую модель, которая связывает распределение ФЭ 1а полотне, и на фасонной тли,

Вторая глава посвящена построению аналитической модели, которая описывает взаимосвязь между стандартным распределением ФЭ на нити и на полотне. Данная модель универсальна и пригодна как для ткани, так и для трикотажного полотна. Соответственно, прокидка на ткацком станке является с этой точки зрения синонимом петельного рада в случае трикотажного производства. Больший изгиб нити при формировании петельного ряда при производстве трикотажного полотна по сравнению с тканным полотном приведет лишь к сжатию расстояний между ФЭ, которое может быть учтено при решении конкретных задач.

Для определения положения ФЭ на полотне вводится декартова система координат, ZY, связанная с этим полотном: ось 02 - параллельна нитям основы, соответственно, ось О У - параллельна уточным нитям.

Показано, что при стандартном распределении рисунок, сформированный на полотне ФЭ цикличен,, длина цикла - £ прокцдок. Показано, что может быть определена безразмерная система измерения длины, в которой все параметры циклического распределения ФЭ описываются рядом натуральных чисел. Такую систему единиц длины мы называем абсолютной и вводим ее для достижения общности результатов исследования, попутно осуществив таким образом дискретизацию задачи. Пусть расстояние между соседними ФЭ, лежащими на одной прокидке, выражается целым числом «1 в абсолютных единицах. Тогда, дгшна цикла 1. любого стандартного рисунка однозначно определяется числом И|. А все множество стандартных рисунков может быть разбито на непересекающиеся классы по признаку длины их циклов. Такие классы мы будем называть типом стандартных рисунков и характеризовать каждый тип числом «1. Очевидно, каждому типу щ соответствует некоторое множество различных видов рисунков. Показано, что это множество равно числу приведенных классов вычетов по модулю п[ъ

С другой стороны, каледой прокидке в цикле стандартного распределения может быть поставлен в соответствие некоторый класс вычетов по модулю я,. Назовем представителем класса вычетов наименьшее положительное число из этого класса. Пусть - представитель класса вычетов, соответствующего 1 -ой, а г - представитель класса вычетов, соответствующего первой в цикле прокидке. В работе доказано, что, если прокидки в цикле нумеровать, начиная с 1, то для односторонней прокидки:

г,= 1<21г, (1).

где ® - означает умножение по модулю и(; для двусторонней прокидки: для нитей с нечетным но-мером(=2р- 1(где/?=1, 2,...):

V =(2р-1)®г, (2)

для нитей с четными номерами,; = 2р'.

>■>? =", - V- (3)

Если, как обычно, под раппортом понимать одну законченную часть рисунка, при повторении которой обеспечивается его непрерывность в направлении основы и утка, то раппорт стандартного рисунка представляет собой прямоугольник с размерами Л х П;. В него войдут ФЭ, координаты которых попадают в интервал: 0<у<( п/ -1), 1< г < Ь. Таким образом, на каждой прокидке раппорта стандартного распределения лежит один и только один ФЭ. Причем ординаты этих ФЭ равны г, -представителю класса вычетов, соответствующего / -ой проквдке. И, так как, рисунок, сформиро-

ванный ФЭ на полотне, полностью определяется его раппортом, то, следовательно, при заданном виде прокидки он полностью определяется значениями л, и г.

Однако, раппортом определяется лишь рисунок, и на полотне шириной этот рисунок реализовать невозможно. Минимальный размер полотна, на котором может быть реализовано заданное распределение ФЭ, мы называем элементарным циклом или элементарным фрагментом данного распределения. В работе показано, что ширина, элементарного цикла равна: = г. Если необходимо получить на полотне рисунок в виде нескольких, например, к, продольных полос раппортов, то необходимо выбрать полотно шириной п2 = к- п,+ г. На полотне шириной пз < может быть реализован лишь фрагмент раппорта рисунка, соответствующего значениям щ и г = п2. При и2 = п( получим г = 0, и рисунок будет представлять собой две полосы, окантовывающие края полотна.

Таким образом, любое стандартное распределение ФЭ на полотне полностью определяется значениями двух натуральных взаимно простых чисел: И; и г (К п^ (при заданном виде прокидки). И обратно, любой упорядоченной паре взаимно простых натуральных чисел (»/,'■), из которых второе меньше первого, может быть поставлен в соответствие единственный стандартный рисунок на полотне. Этим взаимно-однозначное соответствием определяется классификация стандартных рисунков.

Число всех возможных распределений, V, ограниченных по числу типов некоторым значением N0 («1 < Л'о), равно:

>=!!>(»,), (4)

ч.2

где ч>{п\) - функция Эйлера. В дальнейшем мы полагаем N0 =70, однако это ограничение не принципиально, оно лишь ограничивает количество возможных вариантов стандартных рисунков и может быть увеличено или уменьшено. Используя известную оценку Мертенса для =70, получим: К-1,5-103.

Классификация не может считать полной до тех пор, пока не будет выявлен закон подобия между распределениями некоторых видов, соответствующих разным типам распределений ФЭ, либо пока не будет доказано, что такого рода закономерности не существует. В свете сказанного уточняется прямая задача, которая заключается: в выявлении некоторых подобных ввдов распределений, присущих каждому типу (или некоторому множеству типов) и в описании характерных ввдов рисунков таким образом, чтобы по заданным значениям л, и г любое стандартное распределение ФЭ могло быть отнесено к одному из них. Это позволит структурировать стандартные распределения ФЭ и, таким образом, сократил, количество V вариантов возможных рисунков, сформированных ФЭ на полотне.

С учетом ввда прокидки любое стандартное распределение ФЭ может быть однозначно описано (или закодировано) упорвдоченной тройкой: (п./, г, £), где с=1 соответствует одно- а £=2 - двусторонней прокидке.

Исследованы свойства стандартных распределений ФЭ на полотне. Доказано, что они зависят от четности щ и вида прокидки.

В третьей главе продолжено исследование видов стандартных рисунков, анализируются условия формирования подобных видов. Показано, что при и(-1 (или, что то же самое, г=0), а также при п/~2 на полотне, как для одно- , так и доя двусторонней прокидки, формируется система продольных полос. Обозначим Д расстояние от начала фасонной нити, заработанной в полотно, до первого ФЭ на ней. Тогда при Д = 0 расстояние между соседними полосами будет равно щ.

Для типа л;=1 была исследована зависимость распределения ФЭ на полотне от Д. Для односторонней прокидки картина распределения не зависит от Д: изменения последней приводит лишь к изменению расстояний между каждой из крайних полос и соответствующим краем полотна. То же справедливо и в случае двусторонней прокидки при Д = 0,5.

При двусторонней прокидке и Д = 0,25 количество полос на полотне возрастает вдвое по сравнению с вышеописанными распределениями (соответствующими Д = 0 и Д = 0,5), а интервал между соседними полосами становится равным 0,5Л| = 1/2. При прочих значениях Д из интервала: 0 < Д <0,5 полосы на полотне разобьются на пары - расстояние между осевыми соседних пар будет превосходить интервал между полосами, образующими пару. Общее количество полос на ткани будет таким же, как и при Д = 0,25.

Таким образом показано, что для случая Я[ =1 двусторонняя прокидка обеспечивает большее разнообразие и сложность распределений ФЭ на полотне по сравнению с односторонней. С другой стороны, односторонняя прокидка обеспечивает большую стабильность распределений ФЭ при обрыве нити, который можно моделировать с помощью параметра А. Обрыв нити в случае односторонней прокидки приведет к смещению системы полос в целом вдоль оси О У, а в случае двусторонней прокидки подобное смещение может сопровождаться еще и изменением характера распределения этих полос на полотне, в частности, изменением интервала между соседними полосами и, возможно, изменением количества полос на полотне.

«1 >2. На основании уравнений (1) - (3) построен простой и, следовательно, быстрый алгоритм для расчета координат ФЭ в раппорте распределения.

Показано, что при любых значениях (щ, г) на полотне могут формироваться рисунки в форме поперечных или продольных полос в случае, соответственно, щ <с1 или 2 > & Л| (где <1 - расстояние между соседними фасонными прокидками, выраженное в абсолютных единицах). Но эти случаи тривиальны, и мы не будем их рассматривать, всегда полагая, что указанные условия не выполняются.

В главе 2 показано, что свойства распределений ФЭ на полотне зависят от вида прокидки, поэтому прямая задача решалась по отдельности дня этих двух случаев: ¿=1 и ¿==2.

Двусторонняя прокидка. Стандартными видами распределений для этого случая являются: различные системы ромбов (рис. 1), зигзагов (рис.5.), а также циклические узоры, которые не могут быть описаны с помощью геометрических фигур. Такие виды будем называть, для определенности, -хаотическими (рис. 2).

Показано, что для формирования на полотне ромбического распределения ФЭ необходимо выполнение следующего уравнения:

где т - натуральное, Я - целое число, V - параметр, характеризующий количество ФЭ в одном ромбе. Показано, что для отбора решений (5) следует выбирать V, равным - 5. При выполнении (5) - (7) в раппорте формируется т ромбов в поперечном направлении, количество же ромбов, д, в продольном направлении зависит от четности и(: при четном «1: д= |Д|/2, а при нечетном - д= |А]. Таким образом, если решением (5) будет пара (т, А), то в раппорте этого распределения сформируется, например, при четном п, - у =\Х\!2 вертикальных рядов ромбов в продольном направлении; в каждом из которых будет содержаться т ромбов в поперечном направлении (см. рис. 1). -Заметим, что данное описание рисунка, сформированного ФЭ содержит некоторую условность, поскольку дополнение (в теоретико - множественном смысле) указанной системы ромбов в раппорте распределения представляет собой также систему ромбов или их фрагментов. Поэтому раппорт распределения оказывается разбитым не на т- д, а на 2 т- ц ромбов, половина из которых является дополнением «основных», описание которых мы даем, и смещена относительно этих «основных» на «1/2 относительно оси У. Тем не менее, для удобства описания рисунков, сформированных ФЭ на плоскости полотна, мы будем говорить только об этой «основной» системе ромбов, игнорируя дополнительные.

Если условиям (6), (7) удовлетворяет несколько решений (5), то из них следует выбрать то, для которого минимальна сумма р~- Аггг + А2, равная квадрату расстояния между соседними ФЭ из группы, образующей один и тот же ромб.

Форма рисунка, образованного ФЭ па полотне зависит также и от его растяжения по осям ординат. Для характеристики растяжений рисунка введен параметр у: При изменении у меняется расстояние между ФЭ в раппорте распределения данного вица, что и является причиной изменения формы рисунка. Это растяжение учитывается введением в уравнение для р параметра у. рг2 = (2т у-')2 + А . Из этого следует, что сжатие по оси Ъ, у>1, способствует формированию рисунка в ввде поперечных ромбов, тогда, как растяжение по оси Z, у< 1, благоприятствует проявлению рисунка в виде продольных ромбов или зигзага.

2 rm а Я (mod л,), при выполнении ограничивающих условий: т « л,. 1/Лиге л,,

(5)

(6) (7)

Рисунок 1,

Раппорт распределения: щ = 40; г = 9; т ~ 2, |А| = 4, двусторонняя прокидка.

Для классификации подобных видов распределений ФЭ необходимо определить имеются ли виды инвариантные, т.е. не изменяющие характерную форму, при растяжении, у. Показано, что единственным таким видом для всех рассматриваемых типов является тот, при котором на полотне формируется рисунок, представляющий собой один ромб на раппорт. Определены условия существования таких видов: / {г, Яу) ^СогШ. Был выявлен и проанализирован также ряд квазиинвариантных видов, которые сохраняют характер рисунка в достаточно широком диапазоне значений у и изменяются сходным образом с изменением растяжения. Анализ подобия видов позволяет уменьшить количество разновидностей рисунков, V, сформированных ФЭ на полотне, до значения V: V-519. Таким образом, наш анализ позволил снизить число различных видов распределений ФЭ почти в три раза.

Определены условия формирования рисунков представляющих собой зигзаги. Однако подобные вицы среди них не выделялись ввиду разнообразия форм этих зигзагов, свойственных разным типам. Приведены примеры распределений ФЭ, сохраняющие хаотический рисунок в широком диапазоне значений у (рис. 2). По понятным причинам среди этих распределений также не выделялись подобные.

Односторонняя прокидка предоставляет гораздо более скромные возможности в отношении разнообразия вариантов узоров, которые могут быть сформированы ФЭ на полотне при стандартном распределении: система наклонных параллельных прямых, угол наклона которых к оси Ъ положителен при г < П\12 и отрицателен при г > п\/2. Виды отличаются количеством линий в раппорте: г линий при г < п\/2 и («1 - г) линий при г > П]/2. И количество разновидностей рисунков К равно:

Рисунок 2.

Двусторонняя прокидка: П[ = 65; л- — 12, у ~ 0,25. Показано три раппорта в продольном и два - в поперечном направлении.

В четвертой глава решается обратная задача, заключающаяся в «построение» фасонной нити по заданному рисунку, т.е. в размещении ФЭ на фасонной нити таким образом, чтобы при производстве из этой нити полотна на нем был воспроизведен заданный рисунок. Задача сводится к определению функцию к(п) = /„ - распределения ФЭ на нити.

Обратная задача очевидным образом распадается на две подзадачи. Первая - это построение нити для одного из классифицированных выше стандартных рисунков, с возможной их модификацией. И вторая - определение И(п) для воспроизведения на полотне произвольного рисунка.

Решение прямой задачи позволяет создать библиотеку стандартных рисунков. Исследованные подобные распределения ФЭ структурированы по видам рисунков с указанием условий их реализации, что позволяет определить значения щ, г и у для выбранного рисунка. Далее приводится алгоритм для нахождения параметров полотна и фасонной нити в метрических едшшцах, которые обеспечивают воспроизведение этого рисунка на полотне. Следующей, естественно возникающей задачей является модификация стандартного узоров. Данная задача рассматривается, как частный случай основной подзадачи обратной задачи: нанесения на полотно произвольного рисунка.

. При решении последней считаем, что рисунок, который должен быть размещен на полотне, уже оцифрован, т.е. задан в дискретной форме. А именно, задана дискретная функция яркости СЦг, у) на сетке пикселей с разрешением, соответствующим технологическим возможностям производства полотна из фасонной нити. Далее, рассматривается воображаемый участок полотна, заполненный виртуальными ФЭ, которые расположены на фасонной нити через постоянный интервал настолько близко друг к другу, насколько это допускает существующая технология производства фасонных гатей. В отличие от предыдущих глав везде далее нити цикла отсчигываются от нуля: т.е. первая нить в цикле имеет номер 0.

Координаты этих виртуальных ФЭ на плоскости полотна определяются из условия, что полотно произведено только из фасонной (без гладких) нити. Может быть построено взаимно однозначное соответствие между координатами центров пикселей на плоскости рисунка и координатами центров виртуальных ФЭ следующим образом. Если (/, ]) дискретные координаты центра пикселя на плоскости рисунка, а (/>,?) координаты соответствующего ему виртуального ФЭ на плоскости воображаемого полотна, выраженные в абсолютных единицах, то ¡=р, л] = (¡.

Рассматриваются только одноцветные рисунки: черные точки на белом фоне. Однако предлагаемая процедура позволяет решить обратную задачу и для цветного рисунка.

Дискретная функция яркости исходного рисунка 6"(Ау) принимает значения 1 или 0 в зависимости от того является ли данная точка (г^) элементом рисунка или нет. Функцию С(г,у) можно рассматривать, как характеристическую функцию множества ФЭ, формирующих рисунок, определенную на множестве виртуальных ФЭ цикла, каждый из которых занумерован упорядоченной парой натуральных чисел (гу), являющихся дискретными координатами центра данного ФЭ в цикле. Те, из виртуальных ФЭ, для которых характеристическая функция равна 1, называем действующими ФЭ, - они формируют заданный рисунок на полотне. При комбинировании известных рисунков можно использовать принятую в теории множеств процедуру построения характеристической функции для составного рисунка по характеристическим функциям исходных рисунков.

Предложены два алгоритма построения фасонной нити, основанные на определении взаимно однозначного соответствия между точками фасонной нити и точками плоскости полотна, имеющими дискретные координаты:

г(п) =[«/»,], у{п) = и-(п-[пЦ.^,ч)}4 (8)

где п - это дискретная координата точек фасонной гагги, а квадратные скобки означают целую часть числа.

Приведены примеры расчета фасонной нити. Расчет произведен для двусторонней проквдки. Пример 1. Совмещение геометрических фигур со смещением и переносом на цикл большего размера одной из них. Заданы рисунки равностороннего треугольника (рис.3.а) и окружности (рис. 3. б). Необходимо задать распределение ФЭ на фасонной нити таким образом, чтобы на полотне, произведенном из этой нити методом двусторонней проквдки, сформировался рисунок в виде равностороннего треугольника с вписанной в него окружностью.

В Таблице 1 приведены значения координат (2, у) центров пикселей на плоскости рисунка, изображающего треугольник, для которых функция яркости вл (г, у) = 1. В Таблице 2 представлены координаты (г, у) центров действующих ФЭ, формирующих окружность на воображаемом полотне. В Таблице 3 приведены значения функции п — И (Л1), задающей координаты ФЭ иа фасонной нити, т.е. построена фасонная нить таким образом, чтобы на полотне, изготовленном из этой нити при двусторонней проквдке, ФЭ сформировали изображение в виде треугольника с вписанной в него окружностью. На рис. 4 показано это изображение, построенное на основании данных Таблицы 3.

В примере 2 рассмотрена модификация стандартного распределения ФЭ: П\ - 9, г= 1 (рис. 5.а). На рис.5, бив. показаны последовательные модификации этого стандартного зигзага Результаты расчетов фасонной нити для изготовления полотна методом двусторонней прокидки с улучшенными благодаря этим двум модификациям зигзагами приведены, соответственно, в Таблицах 4 и 5. Из соображений удобства ФЭ нумеруются, начиная с N = 0.

Координаты на фасонной нити ФЭ, не указанные в Таблице 4, определяются следующим образом: приЛГ<33: п=й9, а при №> 42: п = (И-1) 9. Что касается ординат и номеров на фасонной нити ФЭ, не указанных в Таблице 5, то они будут таковы: для N< 32: л = (Я -1)*9 и для N > 41: и = N *9. Заметим, что используя предложенный в настоящей главе метод проектирования фасонной ниш можно получить фасонную нить для формирования на полотне рассмотренных здесь рисунков и при односторонней прокидки Например, координаты ФЭ на фасонной нити для узора, показанного на рис.5, в, но для односторонней прокидки. приведены в Таблице 6.

80

У

о

О 80

2

Рисунок 3. а; Равносторонний треугольник: длина стороны равна 80; у = 1; б: окружность: диаметр равен 46; у = 1

Таблица 1

г У 1 У г У 2 У 1

- 0 ТО 10 22 48 44 10 72 66 34

2 13 24 10 51 46 69 66 34

4 10 17 26 55 48 10 65 68 10 31

6 20 28 10 58 50 62 70 27

8 10 24 30 62 52 10 58 72 10 24

10 27 32 10 65 54 55 74 20

12 10 31 34 69 56 10 51 76 10 17

14 34 36 10 72 58 48 78 13

16 10 38 38 76 60 10 44 80 10 10

18 41 40 10 79 62 41

20 10 45 42 76 64 10 38

Таблица 2

2 У I у : У 2 у

В' 23 53 10 ■■ 4" 41 VI 0 46 41 5 37'

1 16 30 13 2 44 30 1 45 43 12 34

3 12 34 16 1 45 33 2 44 45 16 30

5 9 37 19 0 46 36 4 42 46 23 23

8 6 40 23 0 46 38 6 40

Таблица 3

N п Л и N п Л п

I 7Ь 25 1445 49 ■■ ш 75 "1

2 227 26 1990 50 3270 74 4673

3 383 27 2016 51 3364 75 4701

4 390 28 2050 52 3528 76 4836

5 540 29 2105 53 3544 77 4836

6 696 30 2174 54 3590 78 4858

7 710 31 2212 55 3590 79 4870

8 853 32 2262 56 3691 80 4999

9 1009 33 2310 57 3771 81 5000

10 1030 34 2418 58 3815 82 5014

11 1166 35 2426 59 3855 83 5073

12 1322 36 2468 60 3910 84 5162

13 1350 37 2575 61 4018 85 5190

14 1393 38 2630 62 4026 86 5326

15 1479 39 2651 63 4068 87 5489

16 1480 40 2695 64 4182 88 5510

17 1494 41 2731 65 4230 89 5653

18 1635 42 2888 66 4254 90 5816

19 1636 43 2904 67 4292 91 5830

20 1658 44 2950 68 4345 92 5980

21 1670 45 2950 69 4416 93 6143

22 1792 46 3044 70 4450 94 6150

23 1793 47 3201 71 4509 95 6307

24 1821 48 3224 72 4550 96 6470

Таблица 4

-77- 11 -Я— п т- 11 п

0 1 33 334 71 ¿И"

1 10 34 305 39 343 72 638

2 19 35 314 40 352 73 647

3 28 36 323 41 361 74 656

4 37 37 332 42 370 75 665

Таблица 5

N п N п N 11 п

0 1 26 М8 бЗ 571

1 10 27 247 39 352 64 580

2 19 28 256 40 361 65 589

3 28 32 296 41 370 70 638

8 77 33 305 46 410 71 647

9 86 34 314 47 419 72 656

10 95 35 323 48 428 73 665

11 104 36 332 49 437

25 229 37 334 62 562

Рисунок 4

Равносторонний треугольник: длина стороны равна 80 и вписанная в него окружность; у = 1.

37 •. - Л - 37 .-

О -------- -

О 18 36 54 72

о--------.

О 18 36 54 72

г г

а. б.

3" .

о

0 18 36 54

г

Рисунок 5

Двусторонняя прокидка: ~ 9; г — 1; у ~ 1,35 а.; стандартное распределение ФЭ ; б.: модификация стандартного распределения; в.: повторная модификация.

Предложенные алгоритмы позволяют перенести на полотно любой рисунок, используя оборудование как с одно-, так и с двусторонней прокидкай. Таким образом, стирается разница между

узорами, полученными на полотне при односторонней и двусторонней прокидках. В частности, как показывает последний пример (Таблица 6), для любого из рисунков, рассмотренных в Главе 3 для двусторонней прокидки, может быть построена фасонная нить для его воспроизведения га оборудовании с односторонней прокидкай. В результате теряется непосредственная связь между стандартным рисунком (п.; г; £; у) и тем способом производства, по которому он изначально был классифицирован. Если этот рисунок будет воспроизводится на оборудовании с видом прокидки, соответствующим с то для этого должна быть использована стандартная фасонная нить. Но по координатам ФЭ, формирующих этот рисунок, может быть сконструирована фасонная нить с таким законом распределения ФЭ на ней, что этот лее рисунок будет воспроизведен на полотне, при изготовлении которого было использовано оборудование с другим типом прокидки. В библиотеке стандартных рисунков, таким образом, необходимо сохранять упорядоченные тройки натуральных чисел (п\ \ г, £) однозначно и полностью (с точностью до растяжения у) характеризующие любой из этих рисунков, а также крайне простые и не занимающие большого объема памяти компьютера программы на основе предложенных алгоритмов: расчета абсолютных координат ФЭ по заданным числам (и,; г; О и расчета фасонной нити по этим координатам.

Разработанная математическая модель и методика решения обратной задачи позволяют учесть неровноту пряжи по линейной плотности.

Таблица 6

N " п ■ N - п N п Я" и N и

6 1 15 145 5С> 585 45 465 ¿6 546

1 10 16 153 31 294 46 414 61 549

2 19 17 162 32 296 47 423 62 558

3 28 18 171 33 305 48 432 63 567

4 39 19 180 34 314 49 441 64 576

5 48 20 191 35 323 50 450 65 585

6 57 21 200 36 332 51 459 66 594

7 66 22 209 37 333 52 468 67 603

8 77 23 218 38 342 53 477 68 612

9 86 24 229 39 351 54 486 69 621

10 95 25 238 40 360 55 495 70 630

11 104 26 247 41 369 56 504 71 639

12 115 27 256 42 378 57 513 72 648

13 124 28 267 43 387 58 522 73 657

14 133 29 276 44 396 59 531

В пятой глава представлены результаты экспериментальной проверки адекватности аналитической модели взаимозависимости распределения ФЭ на полотне й на фасонной нити при решении прямой и обратной задач. В качестве экспериментальной базы использовалось трикотажное производство, но, поскольку в предложенной аналитической модели принимаются в расчет лишь геометрические свойства распределений ФЭ на нити и готовом полотне и способ производства, при котором нить зарабатывается в полотно в направлении поперечном относительно направления приращения полотна, то данный эксперимент является так же и модельным для ткани, изготовленной из фасонной нити, используемой в качестве уточной, методом двусторонней прокидки. В соответствии с заявленными целями был построен план экспериментальных исследований. Были выбраны три вида стандартных распределений ФЭ, подробно исследованных теоретически в предыдущих главах работы. Для экспериментальной проверки обратной задачи входными параметрами были: заданный вид распределения ФЭ на полотне, количество поперечных раппортов этого распределения, которые должны быть размещены на нем, поперечный размер самого экспериментального полотна. По этим параметрам теоретически рассчитывалась фасонная нить, а именно, длина шага а между ФЭ на ней. Вычислялись также длина абсолютной единицы 1ед. и длина, Ь, нити необходимая для формирования одного петельного ряда (одной прокидки). Вид распределение ФЭ на полотне, изготовленном из фасонной нити с интервалом между центрами соседних ФЭ, равном а, сравнивался с заданным не только качественно, но также измерялись относительные координаты центров ФЭ, формирующих на полученном полотне характерную для заданного распределения фигуру. Таким образом, вид распределения ФЭ на экспериментальном полотне и координаты ФЭ на нем были выходными параметрами эксперимента.

Что же касается экспериментального исследования решения прямой задачи, то оно проводились параллельно с экспериментальным исследованием обратной.

Непосредственно измерялись следующие параметры: расстояние, а, между соседними ФЭ на фасонной нити, ширина готового полотна, Ь', и расстояние « между ближайшими ФЭ, лежащими на полотне в одном петельном ряду. По этим данным вычисляются значение абсолютной единицы измерения длины и выраженные в этих единицах л2, л/ и г. Эти экспериментально найденные величины сравниваются с заданными значениями. С другой стороны, рассчитанный по этим данным вид распределения ФЭ сравнивается с распределением ФЭ на изготовленном отрезке полотна. Далее, на готовом полотне измерялись координаты ФЭ, формирующих характерную фигуру полученного распределения. Для экспериментальной проверки были выбраны следующие типы и виды распределения ФЭ на полотне: 1.продольные полосы из ФЭ: И; = 1, щ = 2, Л = 1/5; и два ромбических распределения: 2. П1 ~ 19, г — 5, п2 = 43; и 3. ^ - 13, п^ = 40. Эксперимент проводился в лаборатории ВЗИТЛП на плосковязальной ручной машине 7 класса. Вид переплетения: одинарная кулирная гладь.

1. Продольные полосы. Использовалась пряжа диаметром: <1~ 1,5 мм. Фасонные эффекты моделировались периодической окраской нити. Планировалось получить отрезок полотна шириной Ь' - 200 мм и длиной 200 - 250 мм. Таким образом, длина относительной единицы равна 1ед.= 100 мм. Длина нити, формирующей поперечный размер трикотажного полотна (т.е. один петельный ряд), равна Ь - 600 мм, пятна краски наносились на нить через постоянный интервал (между центрами окрашенных отрезков), равный: а = 300 мм. Длина окрашенного участка на нити равнялась 30 мм. Расстояние от начала нити до центра первого окрашенного участка равнялось 60 мм. Точность измерений всех размеров составляла + 1 мм. На изготовленном отрезке трикотажа измерялись координаты сформировавшихся на полотне 4 продольных полос, т.е. фактически измерялось расстояние от нижнего края трикотажного полотна до средних точек полос. Также были измерены значения И/, т.е. расстояния между центрами окрашенных участков на полученном изделии, которые соседствовали на исходной нити, и расстояние между центральными (внутренними) полосами, которое должно быть равно 2 Д.

Разность между значениями расчетных измеренных параметров не выходят за пределы погрешности измерений. Исключение составляют значения А и /I/. Это объясняется неравномерностью плотности трикотажного полотна в поперечном направлении: плотность вязки в средней части меньше, чем по краям. Но при этом разница между измеренным и расчетным значениями расстояния, равного (2/1 между центральными полосами составляет чуть более 1%.

2. Ромбическое распределение 1. Планировалось получить отрезок полотна шириной Ь ~ 200 мм (и длиной 300 - 400 мм). Использовалась нить с фасонными эффектами: сердечник- лен - 29 Текс, фасонный эффект - ровница вискозы. Для данной нити при гладком переплетении длина петельного ряда в 65 петель составит 215 мм, а длина нити, формирующей один такой ряд - 767 мм. Соответственно, для интервала между центрами ФЭ на нити следовало выбрать значение а = 339 мм. Длина относительной единицы составит при этом: 1ед = 5 мм. Длина фасонного эффекта ~ 60 мм (с точностью + 5 %). Непосредственным подсчетом ФЭ и числа петельных рядов (прокндок) в цикле были определены тип и вид полученного распределения. Они совпали с заданными параметрами. В значение погрешностей измеренных координат ромба в средней части экспериментального отрезка полотна основной вклад вносит точность осуществленных измерений, которая оказалась хуже

1мм. Столь малая точность измерений объясняется неоднородностью и перекосом петельной структуры в полученном материале. В результате, отклонения некоторых измеренных значений координат ФЭ от расчетных выходит за пределы доверительного интервала ошибок. Можно ожвдать, что при увеличении плотности вязки в трикотажном производстве, а также при производстве полотна на ткацком станке данные отклонения сократятся. Вместе с тем, если точность координат ФЭ не имеет большого значения, а важно лишь получение полотна с заданным типом геометрической фигуры, т.е. визуальный эффект, то математическая модель, предложенная е настоящей работе, очевидно, вполне удовлетворительно позволяет воспроизводить наперед заданный вид распределения ФЭ даже в трикотаже малой плотности.

3. Ромбическое распределение 2. Планировалось получить отрезок полотна шириной Ь ~ 200 мм и длиной 200-300 мм.. Выбранное распределение показано на рис. 6.5. Для получения экспериментального полотна была использована нить с фасонными эффектами: сердечник- хлопок - 29 Текс,

фасонный эффект - ровницд вискозы. Ожидаемая ширина полотна при длине петельного ряда в 65 петель составляет 202 мм, длина отрезка нити, формирующего один петельный ряд, составляет в этом случае 686 мм. Исходя га цели эксперимента, для интервала между центрами ФЭ на нити было выбрано значение а = 223 мм. Длина относительной единицы при заданных параметрах составит 1 ед = 5 мм. Расстояние между центрами ФЭ ~ 223 мм, длина фасонного эффекта - 35 мм (с точностью ~ 5 %). Подсчет ФЭ и числа петельных рядов в цикле показал, что получено распределение соответствующее заданному. Для измерений координат ФЭ, был выбран ромб в центральной части полотна.

Погрешность полученных результатов для малых значений ординат, главным образом, определяется точностью измерений, которая, как и в предыдущих экспериментах, оказалась хуже 1 мм. Относительно результатов этого эксперимента можно в точности повторить сказанное относительно результатов эксперимента № 2. Отличие заключается в том, что в данном эксперименте расхождение между расчетными и измеренными координатами ФЭ было меньше, чем во втором. Это можно объяснить меньшей площадью ромба, измеряемого в эксперименте № 3, а, следовательно, и меньшей неоднородностью участка полотна, покрываемого этим ромбом. Кроме того, в Главе 3 отмечалось, что распределение ФЭ, соответствующее эксперименту № 3: n¡» 1 и r= 1 - обладает большей устойчивостью в отношении сохранения визуального восприятия ромбов при изменении пропорций между единицами по вертикальной, Y, и горизонтальной, Z, осями.

Таким образом, экспериментально подтверждена адекватность математической модели распределения ФЭ для решения прямой и обратной задач при производстве трикотажного полотна. Визуально наперед заданный тип распределения ФЭ воспроизводится на полотне. Однако на трикотаже малой плотности возможно отклонение координат ФЭ от расчетных превышающее дисперсию результатов измерений, вызванное высокой неоднородности петельной структуры материала. Поэтому применимость предложенной математической модели для решения прямой и обратной задач в случае изготовления разреженного трикотажа ограничена относительно простыми узорами, представляющими собой периодическую структуру, в которой точность координат отдельных ФЭ на плоскости полотна на имеет большого значения.

Общие выводы по работе.

1.Разрабтана математическая модель взаимного отображения распределений ФЭ на нити и полотне, которая сохраняет силу для любых видов переплетений ткацкого и трикотажного полотна и для любой линейной плотности пряжи.

2. Разработаны классификация и способ кодирования стандартных и модифицированных распределений ФЭ на поверхности полотна.

3. Определены критерии формирования рисунков на полотне, характерных для стандартных распределений ФЭ.

4. Предложена методика и алгоритм определения параметров фасонной нити и полотна по коду рисунка, который должен быть размещен на данном полотне.

5. Предложены алгоритмы проектирования фасонной нити для произвольного, а также модифицированного стандартного рисунка.

6. Проведенные экспериментальные исследования подтвердили адекватность разработанной математической модели взаимозависимости распределений ФЭ на нити и полотне при решении прямой и обратной задач.

7. Выявленные закономерности формирования на полотне стандартных узоров упрощает проектирование оформления текстильных материалов.

8. Алгоритм модификации стандартных рисунков, включая их растяжение, позволяет значительно расширить ассортимент текстильных материалов, изготовленных из фасонной нити.

9. Разработанные способ кодирования рисунков и алгоритмы для их воспроизведения по этому коду позволяют использовать малый объем памяти компьютера для хранения всего объема информации о возможных рисунках и соответствующих им фасонных нитях.

Публикации'.

в журналах ВАК:

1. Б.Г. Абрамович. Тепловые режимы работы стеклоформующего автомата. I Б.Г. Абрамович, В.И. Волков.// Стекло и керамика. 1987, № 1. с. 10 - 12.

2. В.И. Волков. Аналитическое исследование влияния параметров узла формования стеклоформую-щих машин на нестационарное температурное поле стеклоформ. / В.И. Волков. // Стекло и керамика. 1998, №12. с. 11-15.

3. П.М. Мовшович. Взаимосвязь свойств пряжи и готового материала. Прямая задача. / П.М. Мовшо-вич. В.И. Волков. Н.В. Потемкина. // Швейная промышленность. 2010, №2. с,43 - 44.

4. П.М. Мовшович. Взаимосвязь свойств пряжи и готового материала. Обратная задача. / П.М. Мовшович. В.И. Волков. Н.В. Потемкина. // Швейная промышленность. 2010, №3. с.28 - 30.

в других изданиях:

5. В.И. Волков. Влияние параметров узла-формования на переменную составляющую температуры рабочей поверхности стеклоформы. / В.И. Волков. // Экспресс-обзор,- ВНИИЭСМ, 1998. Вып. 3-4. с. 5-11.

6. В.И. Волков. Влияние параметров циклограммы стеклоформующего автомата на переменную составляющую температуры рабочей поверхности стеклоформы. / В.И. Волков. // Экспресс-обзор.-ВНИИЭСМ, 1998. Вып. 3-4. с. 11-17.

7. П.М. Мовшович. Математическая модель взаимного отображения свойств пряжи и готового материала. / П.М. Мовшович. В.И. Волков. Н.В. Шатникова. // ОАО НПК «ЦНИИШерсть». Сборник научных трудов. М.,2009г. с. 253 - 258

8. В.И. Волков. Исследование распределения фасонных эффектов на полотне. /. В.И. Волков. Н.В. Потемкина. П.М. Мовшович //Сборник материалов международной научно-технической конференции «Инновационность научных исследований в текстильной и легкой промышленности. М.,2010. -с. 19-23.

9. Н.В. Потемкина. Исследование распределения фасонных эффектов на полотне. Эксперимент. /. Н.В. Потемкина, В.И. Волков, П.М. Мовшович // Сборник материалов международной научно-технической конференции «Инновационность научных исследований в текстильной и легкой промышленности. М.,2010. - с.50-52.

РосЗИТЛП Заказ ЧЯ

Тираж /<? экз.

Введение

Глава 1. Современное состояние проблемы методов оценки. взаимного распределения оптических эффектов на пряже и полотне .'.

1.1. Выводы и общая схема решения задачи проектирования распределений

Глава 2. Математическая модель взаимозависимости распределений фасонных элементов на пряже и полотне

2.1. Постановка задачи.} у

2.2. Свойства стандартных распределений ФЭ на полотне.

2.2.1. Двусторонняя прокидка.

2.2.1.1. Нечетные типы распределений /?/.

2.2.1.2. Четные типы распределений п\.

2.2.2. Односторонняя прокидка.

2.3. Поперечный цикл. Элементарный цикл и раппорт рисунка

2.4. Классификация распределений ФЭ на полотне.

2.5. Выводы.

Глава 3. Взаимозависимость распределений ФЭ на нити и полотне.

Прямая задача.

3.1. Типы распределений щ = 1; щ = 2.

3.1.1. Двусторонняя прокидка.

3.1.2. Односторонняя прокидка.

3.2. Типы распределений щ >2.

3.2.1. Двусторонняя прокидка.

3.2.1.1. Четные типы распределений щ.

3.2.1.2. Нечетные типы щ.

3.2.2. Односторонняя прокидка.

3.3. Выводы.¡

Глава 4. Взаимозависимость распределений ФЭ на нити и полотне.

Обратная задача

4.1. Воспроизведение на полотне классифицированных рисунков.

4.1.2. Модификация классифицированных распределений ФЭ.^

4.2. Нанесение на полотно произвольного рисунка.¡

4.3. Выводы.

Глава 5. Экспериментальная проверка адекватности математической модели взаимозависимости распределений ФЭ на пряже и полотне.

5.1. Описание эксперимента.

5.2. Выводы.¡

Актуальность темы

К готовым изделиям (ткани и трикотажу) предъявляются требования двух типов — технические и эстетические. Эстетические требования — это требования к внешнему виду и оформлению ткани, которые играют решающую роль при формировании спроса. Текстильные предприятия страны производят большие объемы тканей на внешний рынок, где сталкиваются с проблемой разных требований к качеству тканей у зарубежных заказчиков

Задача определения взаимосвязи между распределением пороков внешнего вида на нити и ткани аналогична задаче проектирования распределения прерывистых фасонных эффектов по ткани.

Фасонные нити разнообразны по своим свойствам и используются при производстве платьевых, костюмных, портьерных и других тканей. Одной из прочих, ограничивающих масштабы применения фасонных нитей, является неравномерное распределение эффектов по ткани. Неверно подобранный закон распределения фасонных эффектов на нити приводит к появлению брака на текстильном полотне, так называемого «муара». Вопросам математического моделирования распределения фасонных эффектов по полотну было посвящено достаточное число работ. Большинство моделей распределения эффектов по ткани являются имитационными, а аналитические модели распределения эффектов по ткани в зависимости от закона чередования их на нити и параметров полотна созданы лишь для частных случаев. Общий случай взаимного отображения внешнего вида нити и полотна практически не анализировался. Но именно такое полное взаимное соответствие (так называемые прямая и обратная задача) является наиболее привлекательным для исследователя и практика, поскольку именно оно позволяет исчерпывающе решать практические и теоретические вопросы, связанные с данной проблемой — повышения качества изделия и получение конкурентоспособного товара с точки зрения моды.

Таким образом, проблема улучшения качества полотна на основе использования методов прогнозирования и проектирования распределения фасонных эффектов и пороков внешнего вида на ткани — актуальна, как в научном, так и прикладном значении.

Цель и задачи исследований.

Целью диссертационной работы является улучшение качества и расширение ассортимента текстильных материалов за счет нанесения на их поверхность фасонных эффектов (далее, ФЭ) при использовании фасонных нитей в качестве уточных.

В соответствии с данной целью были поставлены и решены следующие задачи:

1. Создание аналитических моделей для описания всех возможных распределения ФЭ по полотну в зависимости от закона чередования их на нити.

2. Разработка классификации стандартных распределений ФЭ (при которых расстояние между центрами соседних ФЭ на нити постоянно) на поверхности полотна.

3. Разработка методики для создания библиотеки стандартных рисунков.

4. Определение параметров полотна для формирование на нем заданного распределения ФЭ.

5. Разработка алгоритмов проектирования фасонной нити для формирования на полотне наперед заданного рисунка.

На защиту выносится.

1. Математические модели взаимного отображения распределений фасонных элементов на нити и готовом полотне.

2. Система показателей, характеризующих вид стандартных распределений ФЭ на полотне.

3. Зависимость геометрической формы рисунка сформированного ФЭ на полотне от параметров стандартного распределения.

4. Алгоритм вычисления координат ФЭ на полотне.

5. Алгоритмы проектирования фасонной нити по заданных рисунков.

Методы исследования

В диссертационной работе используются методы и аппарат теории чисел, алгебры, теории множеств,.

Экспериментальные исследования проводились в лаборатории ВЗИТЛП.

Научная новизна полученных автором результатов.

1. Впервые дано описание всех возможных рисунков, сформированных ФЭ на полотне при их стандартном распределении на нити, посредством двух параметров. Эти параметры представляют собой упорядоченную пару натуральных чисел (и/, г), из которых второе меньше первого г <п}.

2. Установлены закономерности формирования узоров на полотне, произведенном из стандартной фасонной нити с учетом растяжений рисунка по осям координат.

3. Впервые дано обоснование проектирования фасонной нити, которая обеспечивает реализацию на полотне заданного или модификацию стандартного рисунка.

Практическая ценность диссертационной работы состоит: в том, что полученные результаты дают возможность:

-значительно расширить ассортимент тканей за счет использования фасонных нитей в качестве утка;

- упростить выбор узора, который должен быть размещен на полотне;

- использовать малый объем памяти компьютера для хранения информации о возможных рисунках.

Апробация работы.

Основные результаты работы доложены на международной научно-технической конференции «Инновационность научных исследований в текстильной и легкой промышленности» Москва 2010 г.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ: 4 статьи в журналах из списка ВАК, из них 1 без соавторов; 2 в форме докладов научной конференции.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

1. Разрабтана математическая модель взаимного отображения распределений ФЭ на нити и полотне, которая сохраняет силу для любых видов переплетений ткацкого и трикотажного полотна и для любой линейной плотности пряжи.

2. Разработаны классификация и способ кодирования стандартных и модифицированных распределений ФЭ на поверхности полотна.

3. Определены критерии формирования рисунков на полотне, характерных для стандартных распределений ФЭ.

4. Предложена методика и алгоритм определения параметров фасонной нити и полотна по коду рисунка, который должен быть размещен на данном полотне.

5. Предложены алгоритмы проектирования фасонной нити для произвольного, а также модифицированного стандартного рисунка.

6. Проведенные экспериментальные исследования подтвердили адекватность разработанной математической модели взаимозависимости распределений ФЭ на нити и полотне при решении прямой и обратной задач.

7. Выявленные закономерности формирования на полотне стандартных узоров упрощает проектирование оформления текстильных материалов.

8. Алгоритм модификации стандартных рисунков, включая их растяжение, позволяет значительно расширить ассортимент текстильных материалов, изготовленных из фасонной нити.

9. Разработанные способ кодирования рисунков и алгоритмы для их воспроизведения по этому коду позволяют использовать малый объем памяти компьютера для хранения всего объема информации о возможных рисунках и соответствующих им фасонных нитях.

1. Борухов Г.А. Трикотажные полотна из нитей фасонного кручения / Г.А. Борухов, Д.Н. Сабиров // Текст, пром-сть. 1988. - №6. - С. 50.

2. Додонкин Ю. В., Кирюхин С. М. Ассортимент, свойства и оценка качества тканей. М. : Легкая индустрия, 1979. - 192 с.

3. Кирюхин С. М., Соловьев А. Н. Контроль и управление качеством текстильных материа-лов. М. : Легкая индустрия, 1977. — 312 с.

4. Кукин Г. Н., Соловьев А. Н., Кобляков А. И Текстильное материаловедение (волокна и нити) : учеб. для вузов М. : Легпромбытиздат, 1989. - 352 с.

5. Кирюхин С. М., Соловьев А. Н. Оценка качества и стандартизация текстильных материалов . —М., 1974. — 248 с.

6. Корицкий К.И. Производство фасонной пряжи. М., Гизлегпром, 1955. - 170 с.

7. Рашкован И.Г. Производство фасонной пряжи / И.Г. Рашкован, А.Е. Старостина, Т.Н. Кудрявцева. М. : Легпромбытиздат, 1986. -104 с

8. Трыков П.П. и др. Производство армированных нитей. — М. : Легкая индустрия, 1970. 312 е.,

9. Шереметьев А.Н. Разработка и исследование технологии получения льняных фасонных нитей на машинах типа ПК : дис. . канд. техн. наук. -Кострома, КТИ, 1990.

10. Землякова И. В. Теоретические и прикладные аспекты прогнозирования распределений фасонных эффектоф и пороков внешнего вида нитей и ткани: дис. . док. техн. наук. — Кострома, 2006. — 280 с.

11. Авербух Д. И*. Формирование пряжи с фасонными эффектами на коль-цепрядильной машине для льна : дис. . канд. техн. наук. — М., 1974. — 106 с

12. Мурзина А.М. Разработка способа получения фасонной нити методом прерывного армирования и исследование свойств этих нитей : дис. канд. техн. наук. Кострома, КТИ, 1969., 99 с.

13. Федоров Ю.Б. Об устройстве и работе прядильно-армирующей (машины для производства фасонных нитей : дис. . канд. техн. наук. Кострома, КТИ, 1969.- 112 с.

14. Моисеев Б. М. Комплекс технологических средств для разработки рисунков тканей с фасонным эффектом : дис. . канд. техн. наук. — Кострома, 1996.- 134 с.

15. Простакишин А. Л. Разработка системы формирования полутоновых рисунков на текстильном полотне из двухкомпонентной фасонной нити с пе ременной круткой : дис. . канд. техн. наук. Кострома, 2001. - 137 с.

16. Минеев В. С., Федоров Ю. Б. О распределении эффектов уточной фасонной нити на поверхности ткани. Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1976. — №2. - С. 71-74.

17. Федоров Ю. Б, Минеев В. С. Исследование возможностей распределения эффектов уточной фасонной нити методом математического моделирования. Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. 1978. - №3. - С. 91-93.

18. Сухова Л. В. Метод проектирования тканей с теневыми переходами из фасонных уточных нитей : дис. . канд. техн. наук. Кострома, 1998.- 151 <

19. Моисеев Б.Н. Моделирование рисунка ткани по заданному распределе нию эффектов фасонной нити // Изв. вузов : ТТП, 1994. №3. - С. 29-32.

20. Горская Н. Н. Метод проектирования фасонных нитей для регулярных трикотажных изделий с рисунком : дис. . канд. техн. наук. Кострома, 2000.- 132 с.23*. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем искусство и наука. - М.: Мир, 1978.-420 с.

21. Волков В.И. Аналитическое исследование влияния параметров узла формования стеклоформующих машин на нестационарное температурное поле стеклоформ. / В.И. Волков. // Стекло и керамика. 1998, № 12. с. 11 — 15.

22. Волков В.И. Влияние параметров узла формования на переменную составляющую температуры рабочей поверхности стеклоформы. / В.И. Волков. // Экспресс-обзор.- ВНИИЭСМ, 1998. Вып. 3-4. с. 5 11.

23. Волков В.И. Влияние параметров циклограммы стеклоформующего автомата на переменную составляющую температуры рабочей поверхности стеклоформы. / В.И. Волков. // Экспресс-обзор.- ВНИИЭСМ, 1998. Вып. 3-4. с.11-17.

24. Д.Даджион, Р. Мерсеро. Цифровая обработка многомерных сигналов. М.: Мир, 1988. -488 е.,

25. У. Прэтт. Цифровая обработка изображений. М.: Мир, 1982. Кн.1 — 312 с, Кн.2-480 с.

26. Л.Рабинер, Б. Гоулд. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М.: Мир, 1978. 848 с.

27. Оппенгейм A.B., Шафер Р.В. Цифровая обработка сигналов. М.: Связь, 1979.-416 с.

28. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. М.: Техносфера, 2005. 1072 с.

29. П.М1 Мовшович, В.И. Волков, Н.В. Шатникова. Математическая модель взаимного отображения свойств пряжи и готового материала. // ОАО НПК «ЦНИИШерсть». Сборник научных трудов. М.,2009г. с. 253 258.

30. П.М. Мовшович. В.И. Волков. Н.В. Потемкина. Взаимосвязь свойств пряжи и готового материала. Прямая задача. // Швейная промышленность. 2010, №2. с.43-44.

31. П.М. Мовшович. В.И. Волков. Н.В. Потемкина. Взаимосвязь свойств пряжи и готового материала. Обратная задача. // Швейная промышленность. 2010, №3. с.28 30.

32. Б.Г. Абрамович, В.И. Волков. Тепловые режимы работы стеклофор-мующего автомата. // Стекло и керамика. 1987, № 1. с. 10 12.

33. Г. Биркгоф, Т. Барти. Современная прикладная алгебра. М.: Мир, 1976. 400 с.

34. Г.Вейль. Симметрия. М.: Наука, 1968. 192 с.

35. К. Айерлэнд, М. Роузен. Классическое введение в современную теорию чисел. М.: Мир, 1987. 416 с.

36. Б.Л. ванн дер Варден. Алгебра. М.; Наука, 1979. 624 с.

37. К. Чандрасекхаран. Введение в аналитическую теорию чисел. М.: Мир, 1974. 187 с.,

38. И.М. Виноградов. Основы теории чисел. М.: ГИТТЛ. 1952. 182 с.

39. Д.Г. Макклеллан, Ч.М. Рейдер. Применение теории чисел в цифровой обработке сигналов. М.: Радио и связь, 1983 264 с.

40. Бурбаки Н. Теория множеств. М.: Мир,1965. 456 с.

41. Дж. Гудмен. Введение в Фурье-оптику. М.: Мир, 1970. 364 с.

42. М. А. Айзерман. Теория автоматического регулирования. М.: Наука, 1966.-452 с.

43. Г. Деч. Руководство к практическому применению преобразования Лапласа и Ъ- преобразования. М.: Наука, 1971. 288 с.