автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.02, диссертация на тему:Разработка структур и методов проектирования трикотажных полотен жаккардовых переплетений комбинированных с главными

О. ь »1>ци ,

На правах рукописи

а

и

ТТШМЯКИНА Людмила Михайловна

РАЗРАБОТКА СТРУКТУР И МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТРИКОТАЖНЫХ ПОЛОТЕН ЖАККАРДОВЫХ ПЕРЕПЛЕТЕНИЙ КОМБИНИРОВАННЫХ С ГЛАВНЫМИ

Специальность: 05.19.02 Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2003

Работа выполнена на кафедре технологии трикотажного производства в Московском государственном текстильном университете им. А.Н. Косыгина

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор кандидат технических наук, доцент

Ведущая организация

Цитович Ипполит Георгиевич

Щербаков Виктор Петрович Остапенко Нина Дмитриевна

Российский заочный институт текстильной и легкой промышленности

Защита состоится «_»_2003 г. в_часов на заседании

диссертационного совета К212.139.01 в Московском государственном текстильном университете им. А.Н. Косыгина по адресу: 119991, Москва, Малая Калужская ул., д.1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного текстильного университета им. А.Н. Косыгина

Автореферат разослан «_

2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета:

доктор технических наук, доцент

Шустов Ю.С.

АННОТАЦИЯ

7Г*

го

В диссертационной работе изложены результаты теоретических и экспериментальных исследований, относящихся к анализу и проектированию жаккардовых комбинированных переплетений, обеспечивающих получение новых структурно-цветовых эффектов полотен и изделий, Снижение материалоемкости продукции и повышение производительности вязального оборудования.

Рассмотрены основные методы оценки характеристик цвета применительно к одноцветным трикотажным полотнам, а также к трикотажным полотнам, выработанных из цветных нитей, с имитацией эффекта оптического смешения цветов. Показано, что для оценки структурно-цветовых эффектов комбинированных жаккардовых переплетений могут быть использованы количественные меры оценки в виде цветового различия образцов. Рассмотрена методика экспериментального определения цветовых характеристик.

На основе теории множеств разработан метод и алгоритм формирования массива художественно-технологических решений и получения новых узорных эффектов.

Разработан метод матричного анализа структур жаккардовых и комбинированных переплетений и определены условия решения матриц.

На основании регрессионного анализа получено уравнение зависимости линейной плотности нити от класса вязального оборудования. Для таких условий разработаны статистические модели проектирования полотен жаккардовых, комбинированных переплетений для оптимальных заправочных данных оборудования.

Приведены экспериментальные данные по основным физико-механическим свойствам разработанных полотен. На основании комплексной , оценки качества трикотажных полотен комбинированных жаккардовых переплетений показано, что по комплексу основных показателей разработанные полотна превышают показатели качества полотен базовых жаккардовых переплетений.

- способ комбинирования структур жаккардовых и главных переплетений (патент №2178026 (Щ));

- методологию инженерных расчетов поверхностной плотности кулирных главных и рисунчатых переплетений из пряжи линейной плотности Т, приведенных к виду р = К^Т и обоснование на этой основе способа комбинирования переплетений;

- экспериментальные результаты оценки характеристик цвета по спектрам отражения образцов трикотажных полотен. Обоснование способа комбинирования жаккардовых и главных переплетений как новой области цветовых эффектов с определенной мерой цветового различия;

- методологию проектирования структурных и цветовых эффектов на основе дискретных структур (множеств);

АВТОР ЗАЩИЩАЕТ:

- разработанный метод анализа полотен жаккардовых переплетений на основе решения матриц, относящихся к структуре петельных рядов и расходу нити на образование элементов структуры; 1

- статистическую регрессионную модель зависимости линейной, плотности нити от класса вязального оборудования;

- статистические оценки параметров петельной структуры жаккардовых переплетений как основы для создания БД и воспроизводимости показателей качества;

- метод проектирования трикотажа жаккардовых и комбинированных переплетений;

- экспериментальные результаты оценки основных физико-механических свойств разработанных полотен жаккардовых и комбинированных переплетений и результаты комплексной оценки качества.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ обусловлена решением задач, направленных на разработку нового высококачественного ассортимента трикотажных полотен, экономию ресурсов, развитие методов анализа и проектирования трикотажных полотен, повышение точности и воспроизводимости технологии, а также формирование новых структурно-цветовых-.эффектов для расширения художественно-колористического оформления изделий.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ - разработка новых способов формирования структурно-цветовых (узорных) эффектов, в частности на основе комбинирования жаккардовых переплетений с главными; расширение ассортимента трикотажных изделий и повышение эффективности существующей технологии производства (снижение материалоемкости и 'повышение производительности вязального оборудования); развитие теории анализа и проектирования (синтеза) трикотажных полотен сложных структур.

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Для достижения поставленной цели в работе поставлены следующие задачи:

- разработка способа комбинирования жаккардовых и главных переплетений и получение новых структур полотен;

- теоретическое и экспериментальное обоснование эффективности технологии выработки трикотажных полотен жаккардовых комбинированных переплетений, включая экспериментальную оценку художественно-колористических решений;

- разработка метода синтеза новых структурно-цветовых решений;

- уточнение метода анализа и проектирования полотен жаккардовых комбинированных переплетений и получение статистических оценок заправочных данных и структурных параметров, необходимых для изготовления новых полотен;

- определение основных физико-механических свойств трикотажных полотен комбинированных жаккардовых переплетений и проведение сравнительной

оценки свойств с базовыми- жаккардовыми переплетениями, включая комплексную оценку качества.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ. Выполненная работа базировалась на использовании теоретических и экспериментальных методов исследования, математической статистике, теории вероятностей, регрессионном анализе, теории множеств, основных положениях относящихся к анализу и синтезу (проектированию) трикотажных полотен, теории вязания и строения трикотажа, зарубежной научной информации. Разработанные алгоритмы реализованы на ЭВМ, в частности с использованием новых и стандартных вычислительных программ (в среде Ммксай).

Экспериментальные исследования проводились в технологических лабораториях на кафедре технологии трикотажного производства, на кафедре физики и на кафедре текстильного материаловедения Московского государственного текстильного университета им. А.Н. Косыгина и в сертификационном центре ЦНИИТП с учетом существующих методик и нормативно-технической документации (ГОСТ, ОСТ и ТУ).

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. При проведении теоретических и экспериментальных исследований автором впервые получены следующие результаты:

- аналитически установлено, что существующие методы расчета поверхностной плотности кулирных переплетений, основанные на геометрических и экспериментальных моделях строения трикотажа, могут быть приведены к виду р - к4Т (где К - коэффициент; Т— линейная плотность пряжи), что позволяет производить оперативную оценку и инженерные расчеты материалоемкости полотен при их выборе и производстве;

- разработан метод и алгоритм синтеза структурно-цветовых решений на заданном множестве цветов и структур полотна (при заданных технологических ограничениях);

- получена уточненная регрессионная модель зависимости линейной плотности нити от класса вязального оборудования и доверительные интервалы такой оценки;

- разработан метод анализа образцов и расчета на ЭВМ основных структурных элементов жаккардовых переплетений, что позволяет проверять адекватность существующих моделей и их погрешности;

- разработана экспериментальная модель проектирования трикотажа жаккардовых комбинированных переплетений и разработан алгоритм проектирования для типовых заправок плосковязальных автоматов;

- на основании исследования основных физико-механические свойств полотен комбинированных жшскйрдовых переплетения получены комплексные оценки качества трикотажных полотен, включая графическую интерпретацию результатов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. В результате проведенных исследований и разработок получены новые структуры комбинированных жаккардовых переплетений, использование которых в производстве обеспечивает снижение материалоемкости в зависимости от структур переплетений от 4 до 30 %, повышение производительности оборудования до 30 % и формирование новых

б

структурно-цветовых (узорных) эффектов. Предложен алгоритм поиска в установленном объеме массива возможных структурно-цветовых эффектов полотен при заданных технологических ограничениях. Уточнены статистические оценки зависимости линейной плотности перерабатываемой пряжи от класса плос-кбвязальных автоматов. Разработаны статистические оценки зависимости длин структурных элементов от линейной плотности нити, а также структурных параметров жаккардовых комбинированных переплетений от длины петель лицевой и изнаночной сторон трикотажа, что позволяет формировать базу данных для проектирования. Предложен алгоритм проектирования жаккардовых комбинированных переплетений для плосковязальных автоматов 7-8 и 10-12 классов и оптимальных в статистическом смысле заправок оборудования. Получены экспериментальные данные по основным физико-механическим свойствам трикотажных полотен разработанных комбинированных переплетений. Показана практическая целесообразность проведения комплексной оценки качества трикотажных полотен.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ проводилась в процессе выполнения экспериментальных работ в УПМ МГТУ им. А.Н. Косыгина. -

Изделия из полотна, выработанного на кругловязальном оборудовании комбинированными жаккардовыми переплетениями, выставлялись на фестивале Научно-технического творчества молодежи Москвы и Московской области, Москва, ВВЦ, 24-27 мая 2001 г.

Основные положения диссертационной работы обсуждались на заседаниях кафедры технологии трикотажного производства в 1999-2003 г., а так же:

1. На международной научно-технической конференции «Новые технологии в одежде из тканей и трикотажа» - М.: Московский государственный университет сервиса, 25-26 мая 2001 г.

2. На фестивале Научно-технического творчества молодежи Москвы и Московской области, Москва, ВВЦ, 24-27 мая 2001 г.

3. На расширенном заседании кафедры технологии трикотажного производства МГТУ им. А.Н. Косыгина 2003 г.

ПУБЛИКАЦИИ. По материалам работы получено 1 патент РФ, опубликованы 3 статьи, тезисы 1-го доклада, I отчет по гранту.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав с выводами, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа содержит 319 страниц машинописного текста, имеет 83 рисунка, 4 схемы, 40 таблиц, 4 Приложения. Список литературы включает 101 наименование.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследования, отражена научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе проведен анализ литературы по предметной области исследования, рассмотрено состояние вопроса в области технологии и теории

создания нового ассортимента трикотажных изделий. В результате критического анализа установлено, что развитие технологии и теории трикотажного производства базируется на создании нового ассортимента и развития методов автоматизированного проектирования трикотажных полотен. Использование информационных технологий и современных баз данных позволяет, в свою очередь, принимать оперативные решения и реализовать гибкую стратегию поведения на рынке. При этом вопросы проектирования продукции, оценки ее зкс-плутационных свойств, а также Потребности в сырьевых и трудовых ресурсах, являются основными для успешной реализации той или иной технологии и выбора конструкции изделий.

Установлено, что в формировании многообразия ассортимента верхнетрикотажных изделий болыпую роль играют жаккардовые полотна, обеспечивающие создание различных узорных и цветовых эффектов. Вместе с тем, полотна жаккардовых переплетений имеют практически самую высокую материалоемкость, низкую производительность и ограниченные рисунчатые эффекты, как правило, в пределах контрастных цветовых композиций.

При анализе литературных источников установлено, что в настоящее время отсутствуют методы анализа трикотажных полотен жаккардовых переплетений, что не позволяет проверять адекватность расчетных формул, а также осуществлять контроль и целенаправленное регулирование трикотажных машин для изменения структурных параметров и свойств трикотажа.

Показано, что в теории и технологии трикотажного производства основным инструментом обновления ассортимента является комбинирование структур трикотажных переплетений. При этом установлено, что основной структурной характеристикой определяющей физико-механические свойства комбинированных переплетений является длина нити в структурной единице трикотажа.

Вторая глава посвящена теоретическому обоснованию предложенного способа комбинирования переплетений обеспечивающего расширение ассортимента и повышение эффективности производства.

При анализе геометрических и экспериментальных моделей строения трикотажа рассмотрены методы расчета поверхностной плотности трикотажных переплетений, которые традиционно используются при проектировании. Показано, что метод расчета поверхностной плотности трикотажных переплетений можно привести к виду р, = где К, - определенная константа, относящаяся к виду переплетения; Т, - линейная плотность нити). Использование таких формул позволяет производить оперативные расчеты поверхностной плотности полотна при формировании программ и баз данных, необходимых при принятии решений в производственной деятельности.

Для комбинированных переплетений это позволяет найти оценку измене-

к -Уг +к у/т

ния поверхностной плотности и привести ее к виду р = —--—-—, что обосновывает возможность снижения материалоемкости трикотажа при комбинировании переплетений.

Основываясь на таком подходе, предложены способы комбинирования жаккардовых и главных переплетений включая использование нитей различных видов и цветов на основе двойных (рис.1, а) и одинарных (рис. 1, б) переплетений.

Рис. 1. Структура комбинированных жаккардовых переплетений

В третьей главе раскрыты возможности значительного расшкрения ассортимента трикотажных полотен на основе комбинирования структур и цветов нитей. j

При анализе структур жаккардовых полотен установлено, что композиция художественного решения таких переплетений, как правило, включает содержательный образ рисунка и определяющий его фон. Цветовые отображения жаккардовых полотен в основном контрастные для двух- или трехцветных решений. Количество таких решений ограничено множеством цветов и структур переплетений.

При рассмотрении характеристик цвета установлено, что для задач восприятия цвета и отображения (воспроизведения) цвета (сканер, монитор компьютера, образец полотна) - существуют различные системы измерения: RGB, HSB, CMYK, CIELab, XYZ. Поэтому количественная оценка цвета и задачи колори-метрирования и воспроизведения цвета образцов полотен требуют решения задачи преобразования цветовых координат.

На основании проведения экспериментальных исследований характеристик цвета показано, что при комбинировании цветов нитей в рядах комбинированного жаккардового переплетения возникает эффект оптического смешения цветов. При этом пространство координат цвета существенно расширяется, что отражает новые возможности получения структурно-цветовых эффектов для предложенного способа комбинирования переплетений.

Экспериментально показано, что в отличие от субъективного восприятия цвета наблюдателем при сгандартизации или при передаче информации о цвете необходимо использовать количественные характеристики цвета. Для определения количественных характеристик цвета рассмотрена методика их определения для образцов трикотажных полотен с использованием спектрофотометра MINOLTA Spectrophotometr CM - 3600d (Италия) и программного обеспечения

МаИгсси!. Для разработанных образцов трикотажных полотен получены объективные оценки цветовых характеристик в виде координат цвета и цветового различия.

На основе теории и алгебры дискретных множеств показано, что структурно-цветовые эффекты могут быть представлены в виде множеств с элементами матриц структур и цветов нитей. При этом максимально возможное количество вариантов определяется декартовым произведением множеств. Например, для двух множеств структур (рис.2, а) Ма и Мь и п цветов нитей векторное произведение будет выглядеть так

в,г>, а,Ъ2 . • <*,Ь„

аф, а2Ь2 . ■ аА„

М=МахМк = аА а,Ь2 . ■ аА

"А аА • ■ аА

Таким образом, если задано п цветов мы можем получить множество отношений цветов для рисунка и фона в виде пар а1Ь] с мощностью В = п2.

Ма={а1/1=1,2,3,...,п} Мь = {Ъ)/]-1,2,3,...,п}

Ма={а,/1=1,2,3,...,п} Мс = {с^/к =1,2,3,.. ,п}

а б

Рис. 2. Рисунок (узор) на трикотажном полотне

Г1 ' )

Это множество можно разбить на новые классы (подмножества): М, = М\_]МЬ когда г т.е. рисунок и фон отличаются цветом; Мг = М0р|Л/„ когда г = _/, т.е. цвета рисунка и фона совпадают. Для комбинированных 2*-цветных жаккардовых переплетений получаем следующее векторное произведение, которое определяет максимальное количество вариантов

И "А аА аА • ■ аЛ с,

! агЬг а2Ь, . • аА» С2

1 Мк = Ма х Мн х Мс = <*А «А. <*А ■ ■ аА» X С3

а„Ь, аМ • аА» е„

Мощность такого множества Вг= п3 вариантов. В общем виде - пт вариантов. Здесь можно выделить новые классы (композиции) подмножеств со специфическими отношениями:

М, = М\^МЬ\}МС, когда г * к, т.е. цвета всех образующих элементов различны (рис. 2,6)

М2 = М0р)Млр)Л/с, когда /=/=£, т.е. отношения, которые дают одноцветные полотна. Количество вариантов таких отношений Ви = п •

Другие интересные отношения (композиции), которые порождают новые цветовые эффекты:

М3 = Ми{~\М\_]Мс, когда т.е. цвета областей фона и рисунка совпа-

дают, и в результате мы имеем жаккардовое поперечно полосатое переплетение. Количество таких вариантов В3 = п(п - 1).

Л/, = Ма\}Мь[\Мс, когда г = к. В этом случае совпадают цвета рисунка и комбинированного с ним главного переплетения.

Новую композицию (класс) дает подмножество Л/, =Ма\^Мь^]Мс, когда i

и г = к. Количество таких новых вариантов В, = п{п -1).

Для автоматизированного формирования векторного произведения и ана- .

лиза возможных вариантов разработан алгоритм, который позволяет обеспе- ■

чить отображение результатов в виде элементов матрицы декартового произведения. Фрагмент таких композиций (структура, цвет) для полотен разработан- 4 ных комбинированных переплетений иллюстрируется реально в виде цветного изображения.

Добавление в программу блока визуализации структуры позволяет оценивать не только цвет, но и структурный эффект, без необходимой выработки образца переплетения.

С учетом всех новых подмножеств, т.е. классов узорных эффектов (полученных на основе декомпозиции декартова произведения) можно построить избыточную структуру художественно-технологических решений, как пример оформления в виде одного изделия со всеми возможными вариантами решений. Эти решения могут подвергаться художественной модификации и различной композиции, но все это возможно только в пределах полученных классов узорных эффектов.

В работе показано, что способ комбинирования, в частности жаккардовых и главных переплетений, позволяет значительно увеличить ассортиментные возможности новых технологий, например, для 3х цветных жаккардовых переплетений при использовании 4 цветов количество вариантов составляет 64. В тоже время для комбинированных жаккардовых переплетений при использовании 4 цветов количество вариантов - 256.

Четвертая глава посвящена вопросам разработки методологии анализа ]

образцов трикотажных полотен сложных структур. В частности установлено, что существуют два способа описания жаккардовых переплетений, структурными элементами которых являются: для первого способа - остовы и протяжки различного вида; для второго - петли и протяжки. При этом раппорт переплетения может быть представлен в виде матриц различной размерности. С этой ' целью сформулирован матричный подход к анализу образцов сложных структур (в том числе жаккардовых переплетений), как решение системы линейных уравнений А хБ = Ь с квадратной матрицей А, где размер матрицы определяется количеством структурных элементов.

"1 и

Если известна структура жаккардового переплетения, то она может быть описана и представлена в виде структурной матрицы вида:

а„ а, 1

а„ а„

■ длина каждого струк-

V

¿2

X

.V .V

"М 2 •••

где аМу - количество структурных элементов в ряду; 5М -турного элемента; Ьм- длина ряда.

Необходимым условием решения такой системы является составление квадратной матрицы А, при этом если количество структурных элементов не превышает пяти, а размер раппорта существенно больше, то всегда произвольно можно выбрать количество петельных рядов равное (для анализа образцов) числу структурных элементов, что позволяет использовать для поиска экспериментальных данных решение в виде - (5)= (л)"1 х(£).

При анализе образцов трикотажа и расчете длин структурных элементов необходимо учитывать условия, когда матрицы не имеют решений, например матрицы коэффициентов системы могут быть «Хорошо обусловленными» и «плохо обусловленными». При этом, чем хуже обусловленной оказывается матрица, тем хуже обстоят дела с разрешимостью Системы уравнений и устойчивостью вычисляемых решений. V

Числом обусловленности невырожденной квадратной матрицы А называется величина

Если матрица А вырождена, то полагают м(-4)~ <*>. Параметр /.¡(а) является безразмерной характеристикой матрицы А. Из тождества АА'1 = 1 выводится неравенство /и(л) > 1. Параметр ^(л) часто называют также числом обусловленности системы Ах = /. Таким образом, для плохо обусловленной матрицы А (т.е. матрицы с большим параметром /'(а)) ничтожное возмущение элементов А может вызвать большое изменение значения определителя (А). у

В работе определены вычислительные проблемы решения матриц и проведена реализация предложенной методики анализа трикотажа сложных структур в программе МаОпсад.. В частности показано, что при введении в качестве структурных элементов остовов петель и протяжек нити - матрица А является вырожденной. При введении в качестве элементов структуры ластичных петель и протяжек различного вида размерность матрицы уменьшается, а решение определяется числом обусловленности матрицы (1).

На основании разработанною мешда матричного анализа образцов трикотажных полотен выполнена статистическая оценка длин элементов структуры жаккардовых переплетений, необходимых для решения задачи проектирования.

В пятой главе рассмотрены методы проектирования основных структурных параметров трикотажных полотен жаккардовых переплетений основанных на матричном кодировании элементов структуры переплетений и их геометрических моделях, реализованных в рамках программы САПР. .

При экспериментальном сравнении параметров готового полотна и расчетных данных по существующей методологии, основанной на использовании в качестве элементов структуры остовов и протяжек нити, установлено наличие значительных отклонений фактических и расчетных данных. Причем для такого метода проверить адекватность модели из-за отсутствия решения не представляется возможным. '

В качестве основной предпосылки решения задачи проектирования в работе исходили из наличия как оптимальных - статистических средних заправок технологического оборудования данного класса по линейной плотности нити. На основе проведения регрессионного анализа с доверительной вероятностью 0,95 получена зависимость для различных классов вязального оборудования в виде

юоо (2)

1,24-Л"-0,71

где Т— линейная плотность нити; К— класс вязального оборудования.

Это позволяет при выборе отношений между линейной плотностью нити и классом оборудования находить структурные параметры трикотажа из соотношений I, ~ к,\[т , А = а/ + а2л/г, В = Ь,1 + Ьг^!т, реализовать алгоритм проектирования и создавать (пополнять) базу данных. Значения коэффициентов к, а,, а2, Ъ}, Ь2 найдены для трикотажных полотен жаккардовых переплетений выработанных на вязальном оборудовании 7-8 и 10-12 класса.

При проектировании комбинированных жаккардовых переплетений в"каче-стве элементов структуры использовались следующие элементы (рис. 3): ластичные петли лицевой стороны трикотажа «а»; ластичные петли изнаночной стороны трикотажа «А»; петли кулирной глади «с»; протяжки, соединяющие петельные столбики в одном петельном слое через один «сй>; протяжки, соединяющие петельные столбики через один различных петельных слоев «е».

к

Рис. 3. Структура элементарного петельного ряда жаккардового переплетения

Были получены следующие статистические оценки показателей к, а;, а2, 6/, ¿г, в частности, для оборудования 7-8 класса для полных жаккардовых переплетений:

1а =0.98л/Г , /„ = 0.82л/Г, /с =0.76л/г

А - 0.21 •/„ + 0.06-/т , В = 0.19 • /„ + О.Обл/Г .

Разработанный алгоритм проектирования включает следующее: выбор линейной плотности нити (пряжи) по формуле (2) для имеющегося класса К вя-

зального оборудования, расчет длины нити / = к^Т структурных элементов переплетения, определение петельного шага А и высоты петельного ряда В (используя коэффициенты а;, а2, Ь¡, Ь2). С целью повышения однородности структуры жаккардовых комбинированных переплетений при проектировании основных технико-экономических показателей трикотажа принято Аласт - Ажак, Втст = Вжак, 1паст = 1жак. Далее определяется расход нити каждого цвета на раппорт переплетения на основе составленного патрона узора, масса раппорта и поверхностная плотность переплетения.

Для вязального оборудования 7-8 и 10-12 классов результаты расчета при проектировании и фактические значения поверхностной плотностй трикотажных полотен комбинированных жаккардовых переплетений имеют отклонения, не превышающие 5 %.

В шестой главе приведены результаты экспериментальных исследований ( ^ основных, с учетом назначения изделий, физико-механических свойств трико-

тажных полотен разработанных комбинированных и базовых жаккардовых пе-^ реплетений. При проведении испытаний использовались стандартные методы и

условия испытаний.

По результатам испытаний было установлено, что комбинирование главных и жаккардовых переплетений приводит к улучшению ряда важных эксплу-тационных свойств трикотажных полотен: снижается материалоемкость, уменьшается толщина, улучшается формоустойчийость.

Существенно, что комбинирование снижает Жёсткость и улучшает драпи-руемость трикотажных полотен, в том числе улучшаются характеристики изотропии свойств (соотношение Хо - соотношение драЯируемости полотен а продольном и поперечном направлении), что улучшает технологические свойства при пошиве изделий. 1'

- На основе методологии комплексной оценки качества продукции с учетом значимости показателей и их весомости установлено, что по сравнению с базовыми жаккардовыми полотнами разработанные полотна комбинированных жаккардовых переплетений имеют более высокие комплексные показатели качества. Комплексные показатели качества трикотажных полотен составили соответственно: для полных жаккардовых переплетений К = 0,86 - для комбинированных К = 0,89; для неполных жаккардовых переплетений К = 0,64 - для

¡комбинированных К = 0,77; для двусторонних жаккардовых переплетений К = 0,82 - для комбинированных К = 0,89. На основании этого можно утверждать, что способ комбинирования жаккардовых и главных переплетений приводит к улучшению качества трикотажных полотен.

Графическая интерпретация оценки качества представлена в виде полярных диаграмм. Мерой качества являются индексы качества или площадь фигуры, причем увеличение площади говорит об улучшении качества трикотажных полотен.

(

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Установлено, что основным приемом художественно-колористического оформления трикотажных полотен (изделий) является контрастное построение рисунков, в частности, на базе жаккардовых и интарзийных переплетений.

2. При анализе классификационной структуры трикотажных переплетений установлено, что многообразие ассортимента и создание новых узорных эффектов достигается при вязании переплетений, образованных на основе комбинирования структурных элементов переплетений, цветов и видов нитей. При этом основной, структурной характеристикой определяющей физико-механические свойства комбинированных переплетений является длина нити в структурной единице трикотажа.

3. Установлено, что технологии выработки жаккардовых переплетений присущ ряд недостатков, относящихся к существенному снижению производи- ч тельности вязальных машин (в 2-3 раза) и повышенному расходу сырья по ' сравнению с технологией вязания полотен и изделий главными переплетениями. '

4. Аналитически установлено, что существующие методы расчета поверхностной плотности кулирных переплетений могут быть приведены к виду р, = К, ^[т] (где К, - коэффициент; Т, - линейная плотность нити), что позволяет производить оперативную оценку и инженерные расчеты материалоемкости полотен при их выборе и производстве.

5. В развитие известных способов комбинирования главных и рисунчатых переплетений предложен способ комбинирования жаккардовых и главных переплетений в виде чередующихся рядов жаккардовых переплетений и рядов главных переплетений (патент РФ № 2178026) в том числе нитей другого вида и цвета.

6. При рассмотрении характеристик цвета выявлено, что для задач восприятия и отображения (воспроизведения) цвета (сканер, монитор компьютера, образец полотна) - существуют различные системы измерения, поэтому количественная оценка цвета и задачи колориметрирования и воспроизведения образцов полотен требует решения задачи преобразования цветовых координат.

7. Установлено, что на основании комбинирования различных структур переплетений и цветов нитей на трикотажном полотне рбразуется эффект сме- ! шения цветов. Показано, что на основе комбинирования цветов появляются новые возможности создания рисунков с цветовым различием в более широком диапазоне, это позволяет создавать как контрастные, так и более гармонизирующие, в том числе маскирующие эффекты.

8. Показано, что структурно-цветовые эффекты на трикотажном полотне могут быть представлены в виде множеств с элементами матриц структур и цветов нитей. При этом максимально возможное количество вариантов определяется декартовым произведением множеств структур (переплетений) и цветов нитей, порождающим новые классы узорных эффектов, которые могут быть представлены в виде подмножеств в определенном объеме (количестве) и заданных отношениях.

9. Анализ существующих методов проектирования показал, что существуют два способа описания жаккардовых переплетений, структурными элементами которых являются: для первого способа - остовы и протяжки различного вида; для второго способа - ластичные петли и связи между ними.

10. Сформулирован матричный подход к анализу образцов сложных структур (в том числе жаккардовых переплетений), как решение системы линейных уравнений А х$ = Ь с квадратной матрицей А, где размер матрицы определяется количеством структурных элементов.

11. На основании теории численных методов решения систем линейных уравнений с квадратными матрицами определены необходимые условия и критерии решения матриц, которые необходимо учитывать при анализе образцов трикотажных полотен; так как матрицы коэффициентов системы могут быть «хорошо обусловленными» и «плохо обусловленными». При этом система мо> жет быть неопределенной и несовместной, когда решения отсутствуют.

12. На основе проведения регрессионного анализа получена зависимость

1 _ 1000 _

¿1 для различных классов вязальных машин в виде т --где Г- линеи-

* ' 1,24-£-0,71

ная плотность нити, тпекс\ К - класс вязального оборудования, что позволяет с достаточной точностью определять среднее значение линейной плотности сырья, которое можно перерабатывать на машинах различных классов.

13. На основе матричного анализа образцов жаккардовых переплетений определены, как оптимальные в статистическом смысле, значения коэффициентов заполнения для пряжи определенной линейной плотности Т и машин различных классов. При этом длины структурных элементов жаккардовых переплетений приняты в виде I, = £,л/г. Это позволило найти статистические оценки структур полотен жаккардовых переплетений для лицевой стороны трикотажа в виде А = аг1 + а2у1т И В = Ь11 + Ь1у/т .

14. По результатам проектирования жаккардовых и жаккардовых комбинированных переплетений, используя предложенную методику, выполнена оценка адекватности расчетной модели и экспериментальных данных. Ошибки не превышали 5 %.

15. По результатам испытаний основных показателей Свойств трикотажных полотен жаккардовых комбинированных переплетений установлено, что

| способ комбинирования обеспечивает улучшение следующих показателей ка-

| чества: уменьшается жесткость, улучшается драпируемость и формоустойчи-

[ вость, уменьшается поверхностная плотность и улучшается воздухопроницае-

мость. Трикотажные полотна комбинированных жаккардовых переплетений обладают улучшенной изотропией свойств в продольном и поперечном направлении, что в целом улучшает комфортность изделий и технологических свойств полотен при их пошиве.

16. На основе использования методики комплексной оценки качества продукции установлено, что разработанные в рамках диссертационной работы полотна комбинированных жаккардовых' переплетений имеют более высокие комплексные показатели качества, по сравнению с показателями качества поло-

>

тен базовых жаккардовых переплетений. Показано, что оценки качества трикотажных полотен могут быть наглядно отображены в полярных диаграммах, где увеличение площади фигуры говорит об улучшении качества трикотажных полотен.

17. Показано, чю разработанная технология обеспечивает рост производительности вязального оборудования при вязании на кругловязальных машинах на 25 - 30 % и является эффективной при выработке комбинированных переплетений на плосковязальном оборудовании при наличии трех петлеобразую-щих систем.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

1. Шемякина Л.М., Цитович И.Г., Андреев А.Ф., Галушкина Н.В. Инженерные расчеты материалоемкости трикотажных полотен. - Известия вузов. Технология текстильной промышленности. — 2001, № 3, с. 70 - 73.

2. Шемякина Л.М., Цитович И.Г. Новые возможности художественного оформления трикотажных полотен и повышение эффективности производства. - Известия вузов. Технология текстильной промышленности. - 2002, № 6, с. 70 -73.

3. Шемякина Л.М., Цитович И.Г. О рациональных заправках плосковязальных автоматов при выработке изделий классического ассортимента. -Вестник ДИТУД. - 2003, № 3 (17), с. 27 - 30.

4. Шемякина Л.М., Цитович1 И.Г., Андреев А.Ф. Трикотаж жаккардового переплетения. - Патент на изобретение РФ 1Ш 2178026 С1, 2002.

5. Шемякина Л.М., Цитович И.Г. Комбинированный трикотаж жаккардовых переплетений. - М.: МГУС Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Новые технологии в одежде из тканей и трикотажа», 2001.

6. Шемякина Л.М., Галушкина Н.В., Цитович И.Г. Разработка ресурсосберегающей технологии и системы автоматизированного проектирования технологического процесса производства полотен с кругловязальных машин. — М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина. Сборник научных трудов, выполненных по итогам конкурса грантов молодых исследователей. 2002, с. 6 - 14.

ИЛ №01809 от 17.05.2000

Подписано в печать 24.11.03 Сдано в производство 24.11.03 Формат бумаги 60x84/16 Бумага множ. Усл.печ.л. 1,0 Уч.-изд.л. 0,75 Заказ 506 Тираж 80

Электронный набор МГТУ, 119991, ул. Малая Калужская, 1

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА В ОБЛАСТИ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕОРИИ СОЗДАНИЯ НОВОГО АССОРТИМЕНТА ТРИКОТАЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ.

1Л. Анализ способов художественно-колористического оформления трикотажных полотен и изделий и формирования рисунчатых (узорных) эффектов трикотажа.

1.2. Комбинирование структур трикотажных переплетений как основной инструмент при создании нового ассортимента изделий. Классификация комбинированных переплетений.

1.3. Основные виды структур жаккардовых переплетений и их свойства.

1.4. Основные особенности технологии выработки полотен жаккардовых переплетений.

ВЫВОДЫ по главе 1.

ГЛАВА 2. ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА КОМБИНИРОВАНИЯ ЖАККАРДОВЫХ И ГЛАВНЫХ ПЕРЕПЛЕТЕНИЙ КАК НАПРАВЛЕНИЕ СНИЖЕНИЯ МАТЕРИАЛОЕМКОСТИ ТРИКОТАЖНЫХ ПОЛОТЕН.

2.1. Обобщение методики и алгоритм расчета поверхностной плотности основных видов трикотажных переплетений.

2.2. Зависимость поверхностной плотности трикотажных полотен от сочетания видов переплетений при комбинировании.

2.3. Описание способов комбинирования структур жаккардовых и главных переплетений.

ВЫВОДЫ ПО главе 2.

ГЛАВА 3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ НОВЫХ ЦВЕТОВЫХ И УЗОРНЫХ ЭФФЕКТОВ ТРИКОТАЖНЫХ ПОЛОТЕН ЖАККАРДОВЫХ КОМБИНИРОВАННЫХ ПЕРЕПЛЕТЕНИЙ.

3.1. Факторы, определяющие восприятие цвета при художественно-технологическом оформлении трикотажных полотен.

3.2. О проблеме работы в среде различных цветовых объектов.

3.3. Экспериментальное обоснование способа комбинирования цветов для расширения ассортимента трикотажных полотен.

3.3.1. Применение эффекта пространственного смешения цветов в формировании орнамента полотен жаккардовых переплетений

3.3.2. Расчет характеристик цвета по спектрам отражения образцов трикотажных полотен.

3.4. Проектирование структурных и цветовых эффектов на основе дискретных структур (множеств).

ВЫВОДЫ по главе 3.

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ОБРАЗЦОВ ТРИКОТАЖА ЖАККАРДОВЫХ И

КОМБИНИРОВАННЫХ ПЕРЕПЛЕТЕНИЙ.

4.1. Задачи анализа и синтеза трикотажных полотен.

4.2. Основы теории решения матриц в приложении к задачам анализа и проектирования трикотажных полотен жаккардовых структур.

4.3. Экспериментальный анализ полотен жаккардовых и комбинированных переплетений.

4.3.1. Анализ полного жаккардового переплетения.

4.3.2. Анализ неполного жаккардового переплетения.

4.3.3. Анализ двустороннего жаккардового переплетения.

ВЫВОДЫ по главе 4.

ГЛАВА 5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ПАРАМЕТРОВ,

РАЗМЕРОВ И ПОВЕРХНОСТНОЙ ПЛОТНОСТИ ТРИКОТАЖНЫХ ПОЛОТЕН ЖАККАРДОВЫХ КОМБИНИРОВАННЫХ ПЕРЕПЛЕТЕНИЙ.

5.1. Анализ методов проектирования и формализованного описания трикотажных полотен жаккардовых переплетений в машинной среде

САПР.

5.2. Уточнение оптимальных условий заправки плосковязальных машин по линейной плотности нити.

5.3. Условия и алгоритм проектирования структурных параметров жаккардовых комбинированных переплетений.

5.3.1. Алгоритм расчета поверхностной плотности трикотажа комбинированных жаккардовых переплетений.

ВЫВОДЫ по главе 5.

ГЛАВА 6. ЭКСГШРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА И ЭФФЕКТИВНОСТИ СПОСОБА КОМБИНИРОВАНИЯ ЖАККАРДОВЫХ ПЕРЕПЛЕТЕНИЙ.

6.1. Оценка физико-механических свойств трикотажных полотен жаккардовых комбинированных переплетений.

6.1.1. Анализ материалоемкости и толщины трикотажных полотен.

6.1.2. Анализ устойчивости к истиранию трикотажных полотен.

6.1.3. Анализ усталостных характеристик трикотажных полотен.

6.1.4. Анализ жесткости при изгибе и драпируемости трикотажных полотен.

6.1.5. Анализ воздухопроницаемости трикотажных полотен.

6.1.6. Комплексная оценка показателей качества полотен комбинированных жаккардовых переплетений.

6.2. Оценка производительности вязального оборудования при выработке трикотажных полотен жаккардовых комбинированных переплетений

ВЫВОДЫ по главе 6.

Трикотажная промышленность является одной из важнейших подотраслей текстильной промышленности. В современном понимании трикотажное производство рассматривается как циклическая организационно-технологическая структура, интегрированная на базе вычислительной техники, характеризующаяся гибкой специализацией, с автоматизированным оборудованием, транспортом и техническими средствами, необходимыми для проектирования полотен и изделий, автоматизированным контролем параметров качества продукции и режимов технологических процессов.

Успешная производственная деятельность трикотажных предприятий в современных рыночных условиях во многом зависит от своевременного освоения продукции, отвечающей требованиям потребителя. Гибкость технологических процессов, расширение ассортимента выпускаемой продукции, обеспечение качества и повышение эффективности трикотажного производства -важнейшие факторы создания конкурентоспособной продукции в условиях рыночных технологий. Спрос и предложение действительно являются самым действенным элементом механизма, от которого зависят прибыль, успех или банкротство предприятия.

Создание новой продукции предопределяет проведение маркетинговых исследований социальной среды и промышленной инфраструктуры, что позволяет удовлетворять все более широкие потребности общества, как в текстильной продукции, так и трикотажных изделиях. Сфера применения различных видов текстильных материалов постоянно развивается и в XXI веке постиндустриального общества текстиль по-прежнему будет оставаться важнейшим приоритетом развития экономики, не только как высокофункциональная продукция, но и как важнейший инструмент высокоэффективной экономической деятельности [2.17], не уступающей в ряде случаев таким отраслям промышленности как автомобилестроение, производство печатной продукции и электрической промышленности.

Новые возможности современного трикотажного производства основаны, прежде всего, на применении информационных технологий, ориентированных на качество продукции во всех ее аспектах, в частности на методологию «всеобщего управления качеством» - Total Quality Management (TQM) [1.37].

Реализация этой методологии осуществляется в циклической среде жизненных циклов продукции, этапов ее создания и реализации, начиная от технических требований, проектирования продукции и кончая рекламой, торговлей и утилизацией продукции [1.37].

Рыночная ориентация в деятельности предприятия означает максимальное приспособление к требованиям потребителей. Необходимость постоянного обновления продукции обуславливается тем, что ее жизненный цикл ограничен. Жизненный цикл продукции - это интервал времени, в рамках которого существует спрос на продукцию, а ее производство экономически целесообразно.

Жизненный цикл продукции имеет характерные фазы (рис. 1).

1. Фаза внедрения. Низкий объем производства и потребления. Ограниченный ассортимент данной продукции. Большие расходы на рекламу новой продукции. Возможна убыточность производства из-за малого объема производства и больших затрат. Усиленный контроль качества, быстрое и последовательное устранение недостатков, опытное использование продукции первыми потребителями. Интенсивное распространение информации о возможных сферах применения продукции. Исследование слабых сторон производимой продукции.

2. Фаза роста. Рост объема производства и реализации продукции, обусловленный признанием продукции у покупателей. Стабилизация расходов на рекламу. Исследование реакции потребителей на продукцию. Поддержание необходимого уровня запасов продукции, гарантирующих непрерывность поставок ее новым потребителям. Ускорение товарооборота. Закрепление позиции среди потребителей, продукция становится рентабельной.

Жизненный цикл» продукции и его основные стадии

Фаза внедрения Фаза роста Фаза зрелости Фаза насыщения Фаза спада

Повьиш спрос ;нный Устойчивый спрос Падение спроса . Продукция, не пользующаяся спросом^

Рис. 1

3. Фаза зрелости. Темпы роста объема производства и реализации падают, но рост продолжается, хотя и более медленными темпами. Рост рентабельности продукции. Усиление роли рекламы для поддержания спроса на продукцию. Сокращение запасов готовой продукции. Необходимо формирование лидера среди конкурентов.

4. Фаза насыщения. Рост объема производства и реализации прекращается из-за стабилизации спроса на продукцию. Рентабельность продукции растет благодаря накопленному опыту, позволяющему повышать производительность труда. Улучшение качества продукции и усиленная реклама могут повысить спрос. Снижение цен на продукцию может оказаться эффективным фактором наращивания объема прибыли: следующий за снижением цен рост потребления приведет к снижению себестоимости за счет экономии на масштабах производства.

5. Фаза спада. Период быстрого падения объема производства и реализации продукции, снижения рентабельности. Основное внимание в это время должно быть направлено на решение вопроса о том, когда снять продукцию с производства, так как никакая экономия и снижение затрат в производстве и распределении не позволяют поддерживать рентабельность продукции. В это время необходимо выходить на рынок с новой продукцией.

Новые функции рынка породили новую информационную структуру предприятия (вплоть до создания виртуальных производств) известную как CITE (Computer Integration Textile Enterprise) или C1M (Computer Integration Manufacturing).

Одно из новых свойств рынка - стратегия быстрого реагирования (Quick Response) - делать все вовремя в нужном месте. Это требует от производителя создания гибких технологических структур способных к оперативному обновлению ассортимента продукции. Если ассортимент трикотажной продукции традиционно относится к созданию массовой продукции, для удовлетворения основных потребностей человека, то рыночная психология породила динамику обновления и создания новой продукции, прежде всего ориентированной на тенденции моды и рекламы. Одновременно возник сектор высокофункциональной (высококачественной) одежды для спорта, отдыха и досуга. Рынок в большей степени стал ориентирован на социальную структуру общества, уровень дохода и занятость населения. Оперативное обновление ассортимента, связанное с динамикой изменения потребностей населения в одежде, повышение стандартов качества, сокращение жизненного цикла продукции и другие факторы стимулируют развитие информационных технологий на различных этапах создания, производства и потребления продукции (изделий), что приводит к высокой конкурентоспособности трикотажного производства.

Среди текстильных материалов (пряжа, нити, нетканые материалы, ткани и др.) трикотажная продукция играет все большую роль в структуре одежды, быта и других нетрадиционных областях (включая технические области, медицину и пр.). Объемы производства трикотажной продукции в мире постоянно растут, несмотря на структурные изменения производства и в ряде случаев кризисные явления в производстве текстильных материалов на мировом рынке [2.18].

По данным американского национального текстильного центра (NTC) успешное развитие текстильных технологий, включая трикотажную технологию, предусматривает ориентацию производства на научные исследования, инновационную (изобретательную) деятельность, освоение выпуска новой продукции, которая отсутствует на рынке.

Важнейшим инструментом обновления ассортимента трикотажной продукции является ее художественно-колористическое оформление, создание новых видов рисунчатых (узорных) эффектов полотен, разработка эффективных алгоритмов синтеза новых структур и параметров трикотажных полотен и технологических процессов их производства.

Современный подход - жизненным стадиям ставится в соответствие количество изготовленной и реализованной в торговле продукции - приводит к исследованию циклических закономерностей создания и производства продукции, что позволяет с определенной вероятностью прогнозировать и более надежно планировать производство изделий.

На основе изучения жизненного цикла продукции возникает необходимость поиска резервов обновления ассортимента трикотажных полотен. В частности как одно из направлений такого поиска - расширение ассортимента трикотажных полотен на основе комбинирования структур трикотажных переплетений.

ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ РАБОТЫ - разработка новых способов формирования структурно-цветовых (узорных) эффектов, в частности на основе комбинирования жаккардовых переплетений с главными; расширение ассортимента трикотажных изделий и повышение эффективности существующей технологии производства (снижение материалоемкости, повышение качества продукции и производительности вязального оборудования); развитие теории анализа и проектирования (синтеза) трикотажных полотен сложных структур.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Для достижения поставленной цели в работе поставлены следующие задачи:

- разработка способа комбинирования жаккардовых и главных переплетений и получение новых структур полотен;

- теоретическое и экспериментальное обоснование эффективности технологии выработки трикотажных полотен жаккардовых комбинированных переплетений, включая экспериментальную оценку художественно-колористических решений;

- разработка метода синтеза новых структурно-цветовых решений;

- уточнение метода анализа и проектирования полотен жаккардовых комбинированных переплетений и получение статистических оценок заправочных данных и структурных параметров, необходимых для изготовления новых полотен;

- определение основных физико-механических свойств трикотажных полотен комбинированных жаккардовых переплетений и проведение сравнительной оценки свойств с базовыми жаккардовыми переплетениями, включая комплексную оценку качества.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ. Выполненная работа базировалась на использовании теоретических и экспериментальных методов исследования, математической статистике, теории вероятностей, регрессионном анализе, теории множеств, основных положениях относящихся к анализу и синтезу (проектированию) трикотажных полотен, теории вязания и строения трикотажа, зарубежной научной информации. Разработанные алгоритмы реализованы на ЭВМ, в частности с использованием новых и стандартных вычислительных программ (в среде Mathcad).

Экспериментальные исследования проводились в технологических лабораториях на кафедре технологии трикотажного производства, на кафедре физики и на кафедре текстильного материаловедения Московского государственного текстильного университета им. А.Н. Косыгина и в сертификационном центре ЦНИИТП с учетом существующих методик и нормативно-технической документации (ГОСТ, ОСТ и ТУ).

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. При проведении теоретических и экспериментальных исследований автором впервые получены следующие результаты:

- аналитически установлено, что существующие методы расчета поверхностной плотности кулирных переплетений, основанные на геометрических и экспериментальных моделях строения трикотажа, могут быть приведены к виду р = Кл/т (где К - определенная константа, относящаяся к виду переплетения; Т- линейная плотность пряжи, текс), что позволяет производить оперативную оценку и инженерные расчеты материалоемкости полотен при их выборе и производстве;

- разработан метод и алгоритм синтеза структурно-цветовых решений на заданном множестве цветов и структур полотна (при заданных технологических ограничениях);

- получена уточненная регрессионная модель зависимости линейной плотности нити от класса вязального оборудования и доверительные интервалы такой оценки;

- разработан метод анализа образцов и расчета на ЭВМ основных структурных элементов жаккардовых переплетений, что позволяет проверять адекватность существующих моделей и их погрешности;

- разработана экспериментальная модель проектирования трикотажа жаккардовых комбинированных переплетений и разработан алгоритм проектирования для типовых заправок плосковязальных автоматов;

- на основании исследования основных физико-механические свойств полотен комбинированных жаккардовых переплетений получены комплексные оценки качества трикотажных полотен, включая графическую интерпретацию результатов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. В результате проведенных исследований и разработок получены новые структуры комбинированных жаккардовых переплетений, использование которых в производстве обеспечивает снижение материалоемкости в зависимости от структур переплетений от 4 до 30 %, повышение производительности оборудования до 30 % и формирование новых структурно-цветовых (узорных) эффектов. Предложен алгоритм поиска в установленном объеме массива возможных структурно-цветовых эффектов полотен при заданных технологических ограничениях. Уточнены статистические оценки зависимости линейной плотности перерабатываемой пряжи от класса плосковязальных автоматов. Разработаны статистические оценки зависимости длин структурных элементов от линейной плотности нити, а также структурных параметров жаккардовых комбинированных переплетений от длины петель лицевой и изнаночной сторон трикотажа, что позволяет формировать базу данных для проектирования. Предложен алгоритм проектирования жаккардовых комбинированных переплетений для плосковязальных автоматов 7-8 и 10-12 классов и оптимальных в статистическом смысле заправок оборудования. Получены экспериментальные данные по основным физико-механическим свойствам трикотажных полотен разработанных комбинированных переплетений. Показана практическая целесообразность проведения комплексной оценки качества трикотажных полотен.

АПРОБАЦИЯ РАБОТ проводилась в процессе выполнения экспериментальных работ в УПМ МГТУ им. А.Н. Косыгина.

Изделия, выработанные на плосковязальном оборудовании комбинированными жаккардовыми переплетениями, выставлялись на фестивале Научно-технического творчества молодежи Москвы и Московской области, Москва, ВВЦ, 24-27 мая 2001 г.

Основные положения диссертационной работы обсуждались на заседании кафедры технологии трикотажного производства в 1999-2003 г., а так же:

1. На международной научно-технической конференции «Новые технологии в одежде из тканей и трикотажа» - М.: Московский государственный университет сервиса, 25-26 мая 2001 г.

2. На фестивале Научно-технического творчества молодежи Москвы и Московской ооласти, Москва, ВВЦ, 24-27 мая 2001 г.

3. На заседании кафедры технологии трикотажного производства МГТУ им. А.Н. Косыгина, 19 ноября 2003 г.

ПУБЛИКАЦИИ. По материалам работы получен 1 патент РФ, опубликованы 3 статьи, тезисы 1 -го доклада, 1 отчет по гранту.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав с выводами, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа содержит 319 страниц машинописного текста, имеет 84 рисунка, 4 схемы, 40 таблиц, 4 приложения. Список литературы включает 101 наименование.

1. Установлено, что основным приемом художественно-колористи ческого оформления трикотажных полотен (изделий) является контрастное по строение рисунков с использованием основных цветов спектра в частности на базе жаккардовых и интарзийных переплетений.2. При анализе классификационной структуры трикотажных переплете ний установлено, что многообразие ассортимента и создание новых узорных эффектов достигается при вязании переплетений, образованных на основе ком бинирования структурных элементов переплетений, цветов и видов нитей.3. Установлено, что технологии выработки жаккардовых переплетений присущ ряд недостатков, относящихся к существенному снижению производи тельности вязальных машин (в 2-3 раза) и повышенному расходу сырья по сравнению с технологией вязания полотен и изделий главными переплетения ми.4. При рассмотрении многообразия трикотажных переплетений установ лено, что основной структурной характеристикой определяющей физико механические свойства комбинированных переплетений является длина нити в структурной единице трикотажа

5. Аналитически установлено, что существующие методы расчета по верхностной плотности кулирных переплетений, основанные на геометриче ских и экспериментальных моделях строения трикотажа, могут быть приведены к виду /7, = к, ^ (где ki - определенная константа, относящаяся к виду перепле тения; Г/ - линейная плотность нити), что позволяет производить оперативную оценку и инженерные расчеты материалоемкости полотен при их выборе и производстве.6. В развитие известных способов комбинирования главных и рисунча тых переплетений предложен способ комбинирования жаккардовых и главных переплетений в виде чередующихся рядов жаккардовых переплетений и рядов главных переплетений (патент РФ № 2178026) в том числе нитей другого вида и цвета.7. При рассмотрении характеристик цвета выявлено, что для задач вос приятия и отображения (воспроизведения) цвета (сканер, монитор компьютера, образец полотна) - существуют различные системы измерения, поэтому коли чественная оценка цвета и задачи колориметрирования и воспроизведения об разцов полотен требует решения задачи преобразования цветовых координат.8. Установлено, что на основании комбинирования различных структур переплетений и цветов нитей на трикотажном полотне образуется эффект сме шения цветов, в частности при чередовании петельных рядов жаккардовых и главных переплетений. Показано, что на основе комбинирования цветов появ ляются новые возможности создания рисунков с цветовым различием в более широком диапазоне, что позволяет создавать как контрастные, так и более гар монизируюш;ие, в том числе маскирующие эффекты.9. Показано, что структурно-цветовые эффекты на трикотажном полотне могут быть представлены в виде множеств с элементами матриц структур и цветов нитей. При этом максимально возможное количество вариантов опреде ляется декартовым произведением множеств.10. Установлено, что декартово произведение множеств структур (пере плетений) и цветов нитей порождает новые классы узорных эффектов, которые могут быть представлены в виде подмножеств в определенном объеме (количе стве) и заданных отношениях.11. Анализ существующих методов проектирования показал, что сущест вуют два способа описания жаккардовых переплетений, структурными элемен тами которых являются: для первого способа - остовы и протяжки различного вида; для второго способа - ластичные петли и протяжки.12. Сформулирован матричный подход к анализу образцов сложных структур (в том числе жаккардовых переплетений), как решение системы ли нейных уравнений А х S = L с квадратной матрицей А, где размер матрицы оп ределяется количеством структурных элементов.13. На основании теории численных методов решения систем линейных уравнений с квадратными матрицами определены необходимые условия и кри терии решения матриц, которые необходимо учитывать при анализе образцов трикотажных полотен; так как матрицы коэффициентов системы могут быть «хорошо обусловленными» и «плохо обусловленными». При этом система мо жет быть неопределенной и несовместной, когда решения отсутствуют.14. На основе проведения регрессионного анализа получена зависимость для различных классов вязальных машин в виде Т < , где Т - линеи 1,24-^-0,71 пая плотность нити, текс; К - класс вязального оборудования, что позволяет с достаточной точностью определять среднее значение линейной плотности сы рья, которое можно перерабатывать на машинах различных классов.15. На основе матричного анализа образцов жаккардовых переплетений определены, как оптимальные в статистическом смысле, значения коэффициен тов заполнения для пряжи определенной линейной плотности Т для машин раз личных классов. При этом длины структурных элементов жаккардовых пере плетений приняты в виде /, = к^^/т . Это позволило найти статистические оценки структур полотен жаккардовых переплетений для лицевой стороны трикотажа в виде А = aj + a,-Jf и В = bj + b-,-sff .16. По результатам проектирования жаккардовых и жаккардовых комби нированных переплетений, используя предложенную методику, выполнена оценка адекватности расчетной модели и экспериментальных данных. Ошибки не превышали 5 %.17. По результатам испытаний основных показателей свойств трикотаж ных полотен жаккардовых комбинированных переплетений установлено, что способ комбинирования обеспечивает улучшение следующих показателей ка чества: полотно имеет меньшую жесткость, лучшую драпируемость и формо устойчивость, меньшую поверхностную плотность и лучшую воздухопрони цаемость. Трикотажные полотна комбинированных жаккардовых переплетений обладают улучшенной изотропией свойств в продольном и поперечном направ лении, что в целом улучшает комфортность изделий и технологических свойств полотен при их пошиве,

18. На основе использования методики комплексной оценки качества продукции установлено, что разработанные в рамках диссертационной работы полотна комбинированных переплетений имеют более высокие комплексные оценки качества по сравнению с показателями полотен базовых жаккардовых переплетений. Показано, что оценки качества трикотажных полотен могут быть наглядно отображены в полярных диаграммах, где увеличение площади фигу ры говорит об улучшении качества трикотажных полотен.19. Показано, что разработанная технология обеспечивает рост произво дительности вязального оборудования при вязании на кругловязальных маши нах на 25 - 30 % и является эффективной при выработке комбинированных пе реплетений на плосковязальном оборудовании при наличии трех петлеобра зуюш;их систем.

1. Определение длины нити жаккардовой ластичной петли, мм1 := к! ■ VT 1, = 10.91

2. Определение петельного шага и высоты петельного ряда, ммА:= а,!, + a2-VT А = 2.96лицевой стороны в := b, 1, + b • >/т В = 2.74изнаночной стороны B1 := к - В В1 = 1.37

3. Определение длины нити в каждом элементе петельной структуры, ммдлина ластичной ^ , 9ЛЗпетли изнанки b 2 v 2длина петли глади "с" \ ■= кЗ ■ \f8.46

4. Определение массы нити для каждой системы, г- бпервая система m = L1 • Т - 10вторая система m := L2 • Т • 10 6 третья система - т., := L3 • Т - Ю- 6

5. Определение массы нити на раппорт переплетения.1. = 12684.7 L2 = 8493.291. = 16150.97mj = 1.57 m2 = 1.05m3 = 2М := ^ in.i = 1М = 4.63

6. Определение длины нити жаккардовой ластичной петли, ммlj := kl -л/т

7. Определение петельного шага и высоты петельного ряда, ммА := a j • j + ао " VTлицевой стороны . в .= bj lj + Ъ^ ■ л/т изнаночной стороны - в 1 := к•Вlj = 9.58А = 2.36 В = 2.06 B1 = 2.06

8. Определение длины нити в каждом элементе петельной структуры, мм1.:= к2 • л/тдлина ластичнои петли изнанки "Ь"длина петли глади "с"кЗ ■ л/т12 = 9.3513 = 8.46длина протяжки "d" \ ■= к4 • л/т1. = 2.34 4длина протяжки "е" 1 ■= к5 • s713 = 3.23

9. Определение массы нити для каждой системы, г6первая система m := L1 • T • 10 вторая система - m •.= L2 ■ Т • 10- 6третья система m ,:= L3 ■ Т ■ 10

10. Определение массы нити на раппорт переплетения, г1. =9134.14 L2 = 5729.23 L3 = 14008.5m = 1.13ш7 =0.71ш3 = 1.74М := ^Г т. i = 1М = 3.58

11. Проверка выбранного значения линейной плотности нити, тексТ1 := 1000 Т1 = 125.471.24К 0.71

12. Определение длины нити жаккардовой петли, мм L := к2 ■ •у/тЦ = 8.69

13. Определение петельного шага и высоты петельного ряда, ммА:= а 1 + а • >/Т А = 2.22B:=bjl,+ -VT В =1.55

14. Определение длины нити в каждом элементе петельной структуры, ммдлина ластичнойпетли "a"- l := kl • >/т ^=9.35длина протяжки "е" 1 := кЗ ■ >/т 13 = 3.56

15. Определение массы нити для каждой системы.первая система m 1 := L1 ■ Т ■ Ю- 6 вторая система - := L2 ■ Т • 1(Г 6третья система m3 := L3 ■ Т ■ 101. = 6766.841. = 6773.96 L3 = 6921.84m, = 0.84ш2 = 0.84 гп3 = 0.86

16. Определение массы нити на раппорт переплетения, гМ := т. i = 1М = 2.54

17. Определение поверхностной плотности переплетения, г/м26А ■ В • R1 ■ R2р = 498.62