автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.02, диссертация на тему:Развитие методологии проектирования однослойных тканых полотен с визуальными объемными эффектами

Толубеева Галина Ивановна

РАЗВИТИЕ МЕТОДОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ОДНОСЛОЙНЫХ ТКАНЫХ ПОЛОТЕН С ВИЗУАЛЬНЫМИ ОБЪЕМНЫМИ ЭФФЕКТАМИ

Специальность: 05.19.02 - Технология и первичная обработка

текстильных материалов и сырья

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 я май ¿013

005059325

На правах рукописи

Толубеева Галина Ивановна

РАЗВИТИЕ МЕТОДОЛОГИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ОДНОСЛОЙНЫХ ТКАНЫХ ПОЛОТЕН С ВИЗУАЛЬНЫМИ ОБЪЕМНЫМИ ЭФФЕКТАМИ

Специальность: 05.19.02 - Технология и первичная обработка текстильных материалов и сырья

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ивановская государственная текстильная академия» (ИГТА).

Научный консультант доктор технических наук, профессор Коробов Николай Анатольевич

Официальные оппоненты:

Юхин Сергей Семенович - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой ткачества ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет дизайна и технологии (Текстильный институт им. А.Н. Косыгина)»

Малецкая Светлана Владимировна - доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой технологии и проектирования Димитровградско-го инженерно-технологического института - филиала ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Сокова Галина Георгиевна - доктор технических наук, доцент, заведующая кафедрой ткачества ФГБОУ ВПО «Костромской государственный технологический университет»

Ведущая организация - федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна» (СПГУТД).

Защита состоится « 13 » июня 2013 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.061.01 при ФГБОУ ВПО «Ивановская государственная текстильная академия» по адресу: 153000, г. Иваново, Шереметевский проспект, 21, ауд. Г-235. E-mail: rector@igta.ru, факс: (4932) 412108.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановской государственной текстильной академии. Текст автореферата размещен на сайте ВАК России: http://vak.ed.gov.ru/ru/dissertation.

Автореферат разослан «29» апреля 2013 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

I

Н.А. Кулида

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Ассортимент тканей, выпускаемых текстильной промышленностью нашей страны, очень широк и многообразен, большую часть из них составляют ткани бытового назначения, наиболее востребованными из которых являются ткани из натуральных волокон.

Конкурировать с высококачественными, стильными, пусть и недешевыми, импортными тканями российским текстильщикам возможно только за счет развития отечественных брендовых направлений, использования высококачественного сырья и постоянного расширения ассортимента.

Регулярно обновлять ассортимент выпускаемых тканей невозможно без использования при их проектировании и освоении современных информационных технологий - автоматизированных рабочих мест дессинаторов, систем автоматизированного проектирования тканей, пакетов прикладных программ для автоматизированного проектирования переплетений. Следует отметить, что существующие САПР однослойных тканей имеют в рамках одного продукта программные средства для автоматизированного построения лишь части существующих групп и подгрупп переплетений. При этом не всегда корректен прогноз параметров строения тканей, расхода сырья, физико-механических свойств суровых и готовых тканей.

В настоящее время воображением человека завладели продукты современных информационных технологий: ЗЭ-фильмы, ЗБ-игры, ЗБ-телевидение и другая «объемная» продукция. Все большую популярность приобретает оформление интерьеров жилых и общественных помещений, окружающих нас предметов в стиле оп-арта - искусства оптических иллюзий. В мир оптических иллюзий нас погружают также работы многих дизайнеров модных домов: Ак-риса, Элиса Палмер, Карлоса Майл, Климентса Рибьеро. На большие подиумы вернулись ретро-модели одежды из тканей с рисунками повторяющихся геометрических фигур, создающими на плоской ткани иллюзию движения и объема. Следует отметить, что различные псевдообъемные эффекты на тканях в настоящее время получают в основном средствами печати.

Важной задачей сегодня является разработка новых средств креативного оформления однослойных тканей способами ткачества. Актуальными становятся исследования, направленные на разработку методов получения новых переплетений, создающих на ткани визуальные эффекты различных объемных геометрических фигур.

При проектировании тканей дессинатору особенно важно представлять внутреннее строение образцов, взаимный изгиб нитей основы и утка, определяющий внешний вид, опорную поверхность и свойства будущей ткани. Существующие отечественные компьютерные реализации САПР однослойных тканей и АРМ дессинатора такую задачу не решают. Актуально также развитие методологии проектирования тканей с учетом требований потребителя и возможностей технологического оборудования для изготовления тканей.

На стадии проектирования ткани необходимо оценить напряженность ее выработки на ткацком станке, для чего используют известные коэффициенты

связности ткани и наполнения волокнистым материалом, рассчитываемые по методикам ЦНИХБИ и П.Т. Букаева. Фирмы Picanol и Zulzer Textil предлагают методики оценки технологичности ткани с помощью коэффициентов поверхностного фактора Cover Factor, для расчета которых необходимы эмпирические коэффициенты переплетения, известные только для переплетений главного класса и панамы. Методика расчета коэффициента для других переплетений отсутствует, что затрудняет оценку напряженности их выработки на оборудовании этих фирм.

Все вышеизложенное обусловливает актуальность темы данной диссертационной работы, направленной на решение перечисленных и других проблем текстильной отрасли по выпуску востребованных тканей.

Объектами исследования являются хлопчатобумажные и смешанные однослойные ткани бытового назначения, методы проектирования и способы художественного оформления однослойных тканей средствами ткачества.

Предметом исследования является способ моделирования структур бытовых однослойных тканей с заданными параметрами строения и свойствами.

Цель данного исследования — разработка теоретических положений и практических методик проектирования с использованием современных информационных технологий однослойных тканых полотен и переплетений, позволяющих получать на поверхности ткани визуальные объемные геометрические эффекты.

Задачи исследования. Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

- выполнен анализ современного состояния проблемы проектирования, оценки параметров строения и свойств однослойных тканей, использования современных информационных технологий при проектировании тканей, построении переплетений и визуализации результатов проектирования;

- предложено новое направление проектирования комбинированных переплетений с визуальным эффектом объемных продольных, поперечных и наклонных полос, объемных зубцов, ромбов и зигзагов на базе теневых и шашечных переплетений, предложены способы усиления визуальных объемных эффектов на ткани;

- разработаны методики построения новых производных переплетений главного класса, два новых метода построения крепов;

- создан программный комплекс для автоматизированного построения классических и предложенных переплетений однослойных тканей;

- разработан новый метод количественной оценки связности (рыхлости) переплетений однослойных тканей, создано программное обеспечение для автоматизированного расчета параметров и коэффициентов переплетений;

- разработана методология автоматизированного многовариантного наглядного проектирования образцов однослойных тканей с заданными свойствами, обеспечивающих технологичность процесса выработки тканей;

- разработана теория прогнозирования уработки нитей основы и утка с учетом пространственной извитости и жесткости нйтёи на разрыв и эмпирические методики прогнозирования прочностей тканей по основе и по утку и устойчивости к истиранию;

- разработаны алгоритм и его программная реализация для автоматического управления электронной жаккардовой машиной В (ЖАБ МД2 для выработки образцов тканей с переплетениями, созданными в среде защищаемого АРМ дессинатора;

- разработаны объектная модель, алгоритм и программное обеспечение полутоновой монохромной компьютерной визуализации образцов спроектированных тканых полотен.

Основные методы исследований. Работа содержит результаты теоретических и экспериментальных исследований.

При разработке моделей прогнозирования уработки нитей с учетом их пространственного изгиба использовались разделы линейной алгебры, аналитической геометрии, интегрального исчисления, численные методы, разделы введения в анализ.

В основу теории моделирования структур бытовых однослойных тканей положены гипотеза английского ученого Фредерика Томаса Пирса, рассматривавшего параметры строения и свойства ткани полотняного переплетения как функции углов наклона прямолинейных отрезков нитей в ткани к оси абсцисс, и положения фазовой теории строения ткани, предложенной школой ученых МГТУ им. А.Н. Косыгина.

При разработке регрессионных моделей прогнозирования уработки нитей с учетом их жесткости на разрыв, прочности ткани и устойчивости к истиранию использовались методы планирования и анализа эксперимента. Экспериментальные исследования физико-механических свойств опытных образцов тканей выполнялись на сертифицированных приборах в соответствии с требованиями ГОСТ 20566-75, ГОСТ 3811-72 (ИСО 3801-77, ИСО 3932-76, ИСО 3933-76), ГОСТ 3812-72, ГОСТ 3813-72 (ИСО 5081-77, ИСО 5082-82), ГОСТ 18976-73, ГОСТ 12023-2003. Получение микросрезов, их фотографирование и определение параметров строения образцов тканей производилось по признанной методике с помощью электронного микроскопа с использованием встроенного программного обеспечения.

Экспертная оценка степени выраженности визуального объемного эффекта опытных образцов тканей выполнялась с помощью признанного психофизического метода постоянных раздражителей. Определены пороги зрительного восприятия псевдообъемного эффекта в зависимости от способа построения переплетения.

При разработке методического обеспечения компьютерной визуализации виртуальной канвовой бумаги, макетов переплетений, структур спроектированных тканей использовались возможности математических и графических пакетов расширения МАТЬАВ®.

При статистической обработке экспериментальных данных использовались

признанные методы математической статистики, доказана воспроизводимость опытов и адекватность предложенных теоретических и регрессионных моделей.

Перечисленные теоретические и экспериментальные исследования выполнены с помощью лицензионных программных продуктов.

Достоверность теоретических и методических разработок обеспечена использованием при выполнении исследований сертифицированного оборудования; применением современных технологий сбора и обработки первичных исходных данных, выполнения расчетов и визуализации результатов проектирования; подтверждена воспроизводимостью результатов проектирования переплетений и тканей; согласованностью параметров строения спроектированных тканей с положениями признанной теории фазового строения тканых полотен-проектированием образцов с реально существующими порядками фазы строения ткани - со второго по восьмой; выработкой опытных образцов тканей с новыми переплетениями, дающими визуальные эффекты объемных геометрических фигур, подтверждена проведенной опытной эксплуатацией программных комплексов в условиях действующего предприятия: АРМ дессинатора успешно апробировано на ООО «Родники-Текстиль».

Научная новизна диссертационной работы заключается в развитии теоретического и методического обеспечения процессов автоматизированного проектирования однослойных хлопчатобумажных и смешанных тканей и разработке новых способов художественного оформления тканей средствами ткачества.

В диссертационной работе впервые получены следующие результаты:

- предложено новое направление проектирования комбинированных переплетений, позволяющих получить визуальные эффекты объемных продольных, поперечных и наклонных полос, зубцов, ромбов и зигзагов на базе теневых переплетений; разработаны способы усиления визуальных объемных эффектов на ткани (патенты Российской Федерации № 2475573, № 2478147);

- предложено новое направление автоматизированного проектирования переплетений однослойных тканей с визуальными эффектами объемных полос на базе шашечных переплетений;

- разработаны новые методики построения новых производных переплетений главного класса, создания креповых переплетений, обеспечивающих получение креповой мелкозернистой поверхности ткани с отсутствием ритмичности узора (патент Российской Федерации № 2478148);

- разработана новая методика относительной оценки связности (рыхлости) переплетения однослойной ткани, дополнительно учитывающая диагональные пересечки нитей в раппорте переплетения;

- разработана методология многовариантного автоматизированного проектирования тканей по заданным линейной плотности, физико-механическим свойствам пряжи и переплетению в соответствии с требованиями соответствующих стандартов на ткани и технологическими возможностями ткацкого станка с определением области допустимых значений плотностей ткани;

- разработана теория прогнозирования уработки (извитости) нитей основы

и утка, учитывающая их пространственный изгиб: теория расчета уработки во фронтальной плоскости рассматривает параметры строения ткани как функции углов наклона прямолинейных участков нитей в пересечках к горизонтальной плоскости; теория расчета уработки в горизонтальной плоскости учитывает переплетение, заправочные данные и наполнение ткани волокнистым материалом (патент Российской Федерации № 2469319);

- получены адекватные регрессионные модели для прогнозирования уработки нитей основы и утка, прочности ткани по основе и по утку и устойчивости к истиранию по известным линейным плотностям нитей, плотностям ткани по основе и по утку, относительной разрывной нагрузке, разрывному удлинению нитей основы и утка, жесткости нитей на разрыв и переплетению ткани;

- предложен способ моделирования структуры спроектированной ткани и получения ее полутонового монохромного изображения, отражающего внешний вид, переплетение и параметры строения образца.

Практическая значимость и реализация результатов работы

Теоретические и методические исследования реализованы в созданной CAD/CAM-системе. Разработано АРМ дессинатора для предприятий, выпускающих однослойные ткани, включающее программные комплексы по созданию библиотеки переплетений (свидетельство № 2012616289); расчету параметров и коэффициентов количественной оценки переплетений (свидетельство № 2012618602); прогнозированию параметров строения, уработки нитей основы и утка; построению монохромных полутоновых изображений спроектированных тканей, фронтальных разрезов нитей, горизонтальных проекций осей нитей (свидетельство № 2011616799); программный комплекс по проектированию однослойных тканей по четырем известным и одной новой геометрическим методикам (свидетельство № 2011615187); наглядному многовариантному проектированию образцов тканей с прогнозированием физико-механических свойств проектируемых тканей.

Разработанное программное обеспечение позволяет формировать управляющий модуль для электронной жаккардовой машины BONAS MJ2. Создан альбом образцов спроектированных с помощью защищаемого программного комплекса новых переплетений, выработанных в условиях действующего предприятия.

Предложена методика расчета коэффициента переплетения для оценки напряженности выработки спроектированной ткани на станках Picanol и Zulzer Textil с помощью показателя Cover Factor.

Разработанный программный комплекс, предназначенный для статистической обработки данных эксперимента (свидетельство № 20116112291), успешно применяется в учебном процессе, в курсовом и дипломном проектировании на кафедре ПТИ ИГТА. Отдельные результаты работы использованы при подготовке учебников и учебных пособий.

Проведенная опытная эксплуатация программных комплексов в условиях ООО «Родники-Текстиль» показала, что разработанное программное обеспечение может быть использовано для расширения ассортимента хлопчатобумаж-

ных и смешанных тканей, создания новых структур и различного внешнего оформления ткани, помогает находить компромиссные решения, учитывать требования потребителя и возможности технологического оборудования для изготовления тканей. Комплексы применяются в основных курсах учебн^о процесса, курсовом и дипломном проецировании, при подготовке магистров и аспирантов на кафедре ПТИ ИГТА, предназначены для работы в операционной системе Windows гаЭВМ со стандартными периферийными средствами

На защиту выносятся новые подходы к проектированию переплетений

теоретические положения, методические разработки, алгоритмы и программное

обеспечение проектирования тканых полотен и визуализации виртуальных образцов спроектированных тканей: Р1УсШЬНЫХОО

1. Методики построения переплетений, позволяющих получить на ткани новые ткацкие эффекты, а именно: производных переплетений главного класса; креповых, обеспечивающих креповую мелкозернистую поверхность ткани с отсутствием ритмичности рисунка и недопустимо длинных настилов одноименных перекрытии; комбинированных переплетений с визуальным эффектом объемных продольных, поперечных и наклонных полос, ромбов, зубцов и зигзагов на базе теневых и комбинированных с объемными полосами на базе шашечных переплетении.

2. Способы усиления визуальных объемных эффектов на ткани

3. Программный комплекс для создания библиотеки переплетений однослойных тканей (более 1000 алгоритмов) с удобным пользовательским интерфейсом для выбора метода построения переплетения, ввода исходных данных визуализации виртуальной канвовой бумаги и макетов переплетений, сохранения, просмотра и корректировки переплетений, расчета их параметров

4. Новые характеристики переплетения однослойной ткани: понятия диагональной пересечки, основного или уточного диагонального настила условной устойчивости перекрытия; методика относительной оценки связности (рыхлости) переплетений однослойных тканей вдоль основы, вдоль утка и ткани в целом, учитывающая пересечки вдоль обеих систем нитей и диагональные а также программный комплекс для автоматизированного расчета нового коэффициента связности переплетения, параметров переплетений и других известных коэффициентов их количественной оценки.

5. Методика расчета коэффициента переплетения, используемого для оценки технологичности изготовления тканей на ткацких станках фирм Picanol и ¿uizer Textil с помощью показателя поверхностного фактора CF

6. Методология многовариантного автоматизированного проектирования технологичных однослойных хлопчатобумажных и смешанных тканей бытового назначения, отвечающих заданным требованиям.

7. Теория прогнозирования уработки нитей основы и утка и расхода сырья

?каГГГ„Ги П°РЯД0К ФаЗЫ И ДРУГИС Парам^Ы -Роения'односло/ной ткани как функции углов наклонов прямолинейных отрезков каждой нити ос-

шшбЗй RPnTPTa В ™ К °СИ абСЦИСС И У™вающая пространственный изгио нитеи во фронтальной и горизонтальной плоскостях.

8. Теоретические зависимости, алгоритм и программное обеспечение для построения полутонового монохромного изображения образцов спроектированных тканых полотен, фронтальных профилей и горизонтальных проекций осей каждой нити раппорта переплетения, учитывающие линейные плотности пряжи, плотности и наполнение ткани волокнистым материалом, переплетение.

9. Эмпирические математические модели для прогнозирования уработки нитей основы и утка, прочности ткани по основе и по утку и устойчивости к истиранию с учетом жесткости нитей на разрыв, физико-механических свойств пряжи, связности переплетения, заправочных данных ткани.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на областных научно-технических конференциях «Научным разработкам - широкое внедрение в практику», г. Иваново, ИвТИ, 1987; «Новые технические и технологические разработки и их внедрение в текстильной и легкой промышленности», г. Иваново, ИвТИ, 1989; областном научно-техническом семинаре «Создание новых видов материалов, ассортимент продукции в текстильной промышленности», Украина, г. Чернигов, 1991; на международных научно-технических конференциях «Проблемы развития ресурсосберегающих экологически чистых технологий в текстильной и легкой промышленности» (Прогресс-1994,1995), «Современные проблемы научно-производственного образовательного комплекса текстильной и легкой промышленности» (Прогресс-1996), «Теория и практика разработки оптимальных технологических процессов и конструкций в текстильном производстве» (Прогресс-1997), «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс -1998), «Перспективы использования компьютерных технологий в текстильной и легкой промышленности» (ПИКШЛ-2003), «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс-2004-2008, 2012), «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» (Поиск-2004, 2009-2012), г. Иваново, ИГТА; «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (ТЕК-СТИЛЬ-2005, 2011, 2012), г. Москва, МГТУ им. А.Н. Косыгина; «Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона» (Лен-2006, 2012), Кострома, КГТУ; всероссийской научно-технической конференции «Современные тенденции развития информационных технологий в текстильной науке и практике», Димитровград, ДИТИ НИЯУ МИФИ, 2012; на расширенном заседании кафедры ПТИ, 2012; научном семинаре по проблемам повышения эффективности технологических процессов текстильной и легкой промышленности ИГТА, 2013.

Публикации. Основные материалы диссертации опубликованы в 61 печатной работе, в числе которых монография, 19 статей в журналах, рекомендуемых ВАК РФ, 4 статьи в сборниках научных трудов, 4 патента на изобретения, 5 свидетельств об официальной регистрации программ для ЭВМ, 2 учебника, 3 учебных пособия, 23 тезисов докладов в сборниках материалов научно-

технических конференций различных уровней. Доля соискателя в опубликованных с соавторами работах по теме диссертации составляет от 30 до 80 %.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения с основными выводами по работе, библиографического списка и приложений. Содержание работы изложено на 347 страницах, включает 154 рисунка, 28 таблиц. В диссертации 11 приложений на 48 страницах. Библиографический список насчитывает 272 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются ее цели и задачи, обозначены объекты и предмет исследования, перечислены используемые методы исследования, раскрыта научная новизна и практическая значимость исследования.

В первой главе проводится обзор и анализ научных работ, посвященных разработке теоретических основ и методов проектирования однослойных тканей, автоматизированному проектированию тканых полотен, компьютерным технологиям построения переплетений и методикам количественной оценки связности (рыхлости) переплетений однослойных тканей.

Задачи проектирования ткани по заданному значению основного свойства при наложении ряда начальных условий могут быть условно разделены на семь получивших наибольшее распространение направлений: по заданному сырью (методы МГТУ им. А.Н. Косыгина, Г.Б. Дамянова, А.Кемпа, В,П. Склянникова, Г.Г. Соковой, B.JI. Маховера, И.В. Ильина и др.); по заданной поверхностной плотности (методы О.С. Кутепова, МГТУ имени А.Н. Косыгина, Г.Б. Дамянова, М.С. Бородовского, Н.В. Васильчиковой, А.К. Киселева, ученых Института одежды и текстиля Народной Республики Болгарии и др.); по заданной прочности ткани (метод A.A. Синицына, МГТУ им. Косыгина, ученых Института одежды и текстиля Народной Республики Болгарии); по заданному коэффициенту связности ткани (метод Н.С.Ереминой, Института одежды и текстиля НРБ МГТУ им. А.Н. Косыгина); по заданной толщине ткани (метод МГТУ имени

A.Н. Косыгина, Института одежды и текстиля НРБ); по заданным пористости ткани (метод С.С. Юхина и С.Е. Мартыненко), воздухопроницаемости и суммарному тепловому сопротивлению (метод В.Б. Корсаковой); по заданным параметрам выработки ткани на станке с учетом взаимодействия нагруженных нитей, модели механики ткани в свободном и деформированном состоянии с использованием теории изгиба нитей (методы С.Д. Николаева, С.С. Юхина, Ю.Ф. Ерохина, В.А. Синицына, Г.В. Степанова, С.Г. Степанова, Э.А. Оникова,

B.А. Светлицкого, К.Г.Алексеева, П.Т.Букаева, И.И.Мигушова, В.В. Чугина, В.Н. Васильченко, С.В.Ломова, C.B. Ямщикова, Б.М.Примаченко, Т.Ю. Каревой, А.П. Гречухина, В.Ю. Селиверстова, Д.В. Зайцева и других). Проведенный анализ методов расчета уработки нитей показал, что существующие методики не учитывают изгиб нитей в горизонтальной плоскости.

и

Разрабатываемые методики проектирования тканей реализуются в программных комплексах, САПР тканей, АРМ дессинатора. Наибольшее распространение получили разработки ЦНИИЛКА, УкрНИИТИ, МГТУ им. А.Н. Косыгина, Каунасского политехнического института, ВНИПИАСУлегпром-ИВНИТИ-ИГТА, Димитровградского инженерно-технологического института — филиала МИФИ, Санкт-Петербургских университетов - электротехнического и технологии и дизайна, Костромского государственного технологического университета. Наибольшее признание получили зарубежные CAD/CAM системы «Scotweave», «Vision», «DesignScope® Victor» (EAT), «Staubli», «GROSSE JAC FRTIST WIN», «PCW 4.1 (4.2.04)», «Weave It Pro», «WeavePoint 6 for Windows».

Анализ зарубежных САПР тканей показывает, что в основном автоматизируются процессы создания однослойных и многослойных крупноузорчатых переплетений тканей и передачи управления зевообразовательным механизмам ткацких станков. Основными недостатками многих отечественных САПР яв-ляяются невозможность подготовки виртуального картона для электронных жаккардовых машин и отсутствие наглядности соответствия результатов прогнозирования параметров строения и свойств тканей задаваемым ограничениям. Системы, лишенные этих недостатков, предназначены для создания тканей ограниченного ассортимента. Многие системы предлагают единственный оптимальный вариант проектирования, не всегда соответствующий технологическим возможностям предприятия. Средства визуализации спроектированных тканей не всегда учитывают параметры их строения, такие как высоты волн изгиба, порядок фазы строения и другие.

Большинство существующих САПР тканей имеют ограниченную встроенную базу переплетений ткани. Задачи автоматизации проектирования креативных переплетений решаются другими системами, необходимо создать автоматизированное рабочее место, объединяющее оба направления.

Анализ работ Г.Л. Слостиной, A.B. Фирсова, Г.И. Борзунова, С.Д. Николаева, C.B. Малецкой, В.В. Малецкого, О.И. Дружинской, Д.А. Шаталиной, В.М. Милашюса и В.К. Реклайтиса, Г.А. Крылова, Ф.К. Мансурова, Н.Х. Ура-зова, О.Ю. Дмитриева и других ученых по созданию методов автоматизированного построения ткацких переплетений позволяет их условно разделить на две группы: автоматизация известных и создание новых методов построения переплетений; разработка эвристических алгоритмов перебора возможных сочетаний перекрытий на известном раппорте переплетения и выбор переплетений, обеспечивающих выполнение заданных требований.

Существующие программные комплексы построения переплетений однослойных тканей не предусматривают расчет параметров переплетений и коэффициентов их количественной оценки, необходимых при разработке эмпирических методик прогнозирования свойств тканых полотен.

Наиболее часто для количественной оценки переплетений исследователи используют коэффициенты Н.С. Ереминой, В.П. Склянникова, П.Т. Букаева, Г.И. Селиванова, Л.П. Поляковой - Б.М. Примаченко. Большинство известных методик для разных переплетений дает одинаковую количественную оценку, многие рассматривают переплетение в целом. Коэффициенты количественной

оценки переплетений части методик имеют неудобные для дальнейшего использования пределы изменения.

Среди бурно развивающихся новых способов построения переплетений однослойных тканей остались без внимания способы получения визуальных объемных эффектов на ткани. Разработка методик проектирования переплетений, создающих на ткани эффекты объемных геометрических фигур, позволит расширить ассортимент тканей, предоставит дизайнерам новые возможности для колористического оформления тканей различного назначения.

Во второй главе рассматривается ряд новых методик построения производных переплетений главного класса, креповых переплетений.

В среде программирования MATLAB создан защищенный свидетельством о государственной регистрации оригинальный программный продукт для автоматизированного построения, корректировки, расчета параметров, визуализации и хранения всех известных переплетений однослойных тканей (более 1000 алгоритмов). Программный комплекс отличает легкий и наглядный выбор метода построения переплетения; возможность мобильной корректировки переплетения, оперативного расчета его параметров, просмотра 20-макета виртуальной ткани, оценки ее внешнего вида и определения числа разноперепле-тающихся нитей (необходимого числа ремизок). Разработан алгоритм и его программная реализация для формирования в среде созданного АРМ дессина-тора файла управления электронной жаккардовой машиной Bonas MJ2-28h800-LT, с помощью которого на станке Picanol OmniPlus 800 осуществлена выработка 54-х опытных образцов тканей предлагаемых переплетений.

Группу репсов предложено дополнить ломаными, зеркальными ломаными, обратными, обратносдвинутыми репсами с изломом по основе и с изломом по утку; ромбовидными, полученными на базе основных и на базе уточных репсов; зигзагообразными репсами с изломом по основе и с изломом по утку с постоянным и переменным сдвигом вершин; «каучуковыми», построенными зеркально-негативным методом с вращением мотива по часовой стрелке или против нее.

Разработаны методики построения ломаных сарж с двойным изломом и обратных смещенных сарж. Группа теневых сарж дополнена новыми ломаными, обратными, обратносдвинутыми, ромбовидными простыми и ромбовидными обратными саржами, полученными без повторения базовых раппортов в ступенях, с равномерным и неравномерным повторением раппортов. Эти теневые переплетения нами условно названы плоскими теневыми.

Предложен новый способ построения 16 разновидностей теневых переплетений, названных сотовыми, путем теневого перехода от уточных сарж к основным и обратно (или наоборот) вдоль обеих систем нитей одновременно (рис. 1). Усиливать перекрытия в ступенях можно как вдоль основы, так и вдоль утка. Предусмотрена возможность равномерного и неравномерного повторения раппортов базового переплетения в ступенях.

Задаваясь исходным базовым переплетением и выбирая тот или иной способ построения сотовых переплетений, можно получить бесконечное множество вариантов переплетений, изменять размеры сотов, визуальную глубину ячеек.

Этот способ дал начало новому направлению создания на ткани средствами переплетения различных объемных эффектов.

В хлопчатобумажной и других отраслях текстильной промышленности широко применяются креповые переплетения. Однако использование известных методов не всегда дает возможность получить креповую мелкозернистую поверхность ткани, в большинстве случаев креповое переплетение на отдельных участках раппорта сохраняет закономерности исходного переплетения, что приводит к появлению ритмичных рисунков. При добавлении чрезмерного числа перекрытий возникают недопустимо длинные основные и уточные настилы, отсутствует возможность контроля максимальной и средней длин основных и уточных настилов в ходе построения переплетения.

В работе предложены два новых способа создания креповых переплетений, лишенные указанных недостатков. По известным величинам раппортов переплетения Я0 и Яу с помощью табличного или программного датчика генерируется одномерный массив, представляющий собой случайную перестановку из целых чисел в пределах [1, 2, ..., Я0 х Яу] и являющийся перечнем возможных номеров основных или уточных перекрытий крепового переплетения. Принимается величина максимально допустимых настилов одноименных перекрытий по основе и по утку. К уточным (или основным) настилам постепенно добавляются основные (или уточные) перекрытия по принятому закону случайной перестановки целых чисел, определяется фактическая максимальная длина горизонтальных и вертикальных настилов одноименных перекрытий, и принимается решение о продолжении или прекращении добавления перекрытий.

Второй способ построения креповых переплетений предусматривает равенство раппортов. Порционно добавляются Я отдельных перекрытий с номерами из генерируемых для каждой порции одномерных массивов перечней возможных номеров одиночных перекрытий крепового переплетения. Причем при каждой порции одиночные перекрытия добавляются к настилам противоположного знака по основному закону переплетений главного класса: всего за одну операцию наносится до Я одиночных перекрытий.

Если вариантов таких крепов несколько (рис. 2), ЭВМ предлагает все варианты. Чтобы просмотреть интересующее переплетение, необходимо активировать соответствующее окно. Для каж-

дога варианта можно просмотреть параметры переплетения, макет, сохранить любое (или последовательно несколько) переплетение в библиотеку.

По первому способу построения креповых переплетений подана заявка на патент на изобретение, получено решение о выдаче патента, по второму получен патент на изобретение Российской Федерации № 2478148.

В третьей главе рассматривается новое направление проектирования переплетений, позволяющих получить различные псевдообъемные эффекты на однослойной ткани. Новизна предлагаемых способов подтверждена патентами Российской Федерации на изобретения № 2475573, № 2478147, решениями о выдаче патентов на изобретения по семи заявкам.

Первая группа переплетений условно названа объемными теневыми переплетениями, позволяет получить на ткани визуальные эффекты объемных световых продольных, поперечных и наклонных полос, объемных зубцов, зигзагов и ромбов, всего предусмотрено 216 алгоритмов построения указанных переплетений. Для получения большего разнообразия теневых эффектов исходное теневое переплетение может выстраиваться как вдоль основы, так и вдоль утка; с переходом от уточного эффекта к основному и обратно и наоборот; с усилением перекрытий в ступенях как вдоль основы, так и вдоль утка; без повторений, с одинаковым или различным числом повторений раппортов базового переплетения в ступенях. В качестве базовых используются саржи и сатины главного класса.

На рис. 3 представлены переплетения с объемными продольными и поперечными полосами.

Рис. 3

Создание новых теневых переплетений для получения на поверхности ткани эффекта визуализации различных по ширине объемных световых полос достигается за счет постепенного увеличения, затем уменьшения числа основных перекрытий в ступенях прямого и обратного световых переходов. Для создания эффекта объемности полос изменен способ формирования обратного светового перехода. В отличие от способа построения классических теневых переплетений при получении обратного светового перехода по новой методике, во-первых, изменяется направление сдвига перекрытий базового переплетения на противоположное, во-вторых, увеличивается длина обратного светового перехода: она принимается на две нити меньше длины прямого светового перехода.

Разработаны методики и программное обеспечение для построения новых переплетений с контрастными продольными и поперечными полосами. Полосы могут быть как одинаковой, так и различной ширины.

Интерактивно задаются число полос и степени усиления перекрытий в полосах. После построения каждой световой полосы выстраивается ее негатив (рис. 4).

Для получения наклонных объемных световых полос одну из систем нитей считаем активной, вдоль нее выстраиваем раппорт исходного теневого переплетения. Выполняем сдвиг исходного теневого переплетения на величину раппорта базового переплетения вдоль активной системы нитей в положительную (для наклона полос вправо) или отрицательную (для наклона полос влево) сторону. Сдвиги продолжаем до заполнения раппорта теневого переплетения с наклонными световыми полосами (рис. 5). Рис. 5

Рис. 4

Рис. 6

Разработаны методики построения переплетений для получения визуальных эффектов укрупненных объемных продольных или поперечных зубцов (рис. 6). Вдоль пассивной системы нитей предварительно выстраивается исходное теневое переплетение. Зубцы состоят из двух фрагментов заданной ширины. При формировании первого фрагмента ломаного теневого переплетения создаются наклонные световые полосы, для чего раппорт исходного теневого переплетения последовательно сдвигается в положительном для накло-

на световых полос в правую сторону или отрицательном для наклона световых полос в левую сторону направлениях вдоль пассивной системы нитей на одну ступень исходного теневого переплетения, сдвиги прекращаются после заполнения заданного фрагмента переплетения. При формировании второго фрагмента переплетения изменяется угол наклона световых полос и сдвиг раппорта исходного теневого переплетения на противоположные. Второй фрагмент ломаного теневого переплетения представляет собой зеркальную копию первого фрагмента без первой и последней нитей.

Для получения на ткани эффекта объемных зигзагов, направленных вдоль основы или вдоль утка, предложено на базе ломаных продольных и поперечных теневых переплетений дополнительно производить сдвиг зубцов вдоль активной системы нитей (рис. 7). В раппорте переплетения предусмотрено два зубца с рассчитываемой величиной сдвига вершин.

Рис. 7

Для получения на ткани эффекта объемных ромбов предложено на базе переплетений с наклонными полосами производить излом полосы после заданного числа нитей по обеим системам, дважды изменив направление наклона полос. Пример исходного теневого переплетения и макеты переплетений с объемными световыми ромбами представлены на рис. 8.

Принимаемое дессинатором число нитей до излома по обеим системам должно превышать значения раппортов наклонного теневого переплетения. При автоматизированном построении переплетений значения раппортов выводятся на экран. Число нитей до излома исходного наклонного теневого переплетения по отдельным системам может быть как одинаковым, так и различным, что позволяет создавать коллекции тканей-компаньонов. С увеличением раппорта базовых сарж или сатинов (атласов) и числа нитей до излома выразительность ромбов и глубина псевдообъемного эффекта возрастает.

Рис. 8

С помощью признанного психофизического метода постоянных раздражителей выявлены оптимальные исходные данные для построения ЗП-теневых переплетений по предложенным методикам. Задачей исследования явилось определение порогов зрительного восприятия объемного эффекта на ткани в зависимости от закона построения переплетения, вида и величины раппорта базового переплетения, выбора направления активной системы нитей, принятого направления усиления перекрытий в ступенях теневого переплетения. В качестве экспертов (40 человек) выступали мужчины и женщины в возрасте 22-60 лет, с неполным и полным высшим образованием. Исследуемым параметром явилась балльная оценка степени заметности визуального эффекта объемности предъявляемого образца ткани.

Установлено, что для усиления эффекта визуализации объемности световых полос рекомендуется принимать базовые саржи и сатины с большим раппортом, в продольных и поперечных полосах последовательности повторений раппортов базовых переплетений в ступенях необходимо принимать от меньшего числа к большему.

Разработан способ усиления визуального эффекта объемности тканей с теневыми переплетениями. Построены поверхности отклика светлоты фрагментов переплетений. Под светлотой фрагментов переплетения понимаем коэффициент отношения числа основных перекрытий на площади базового раппорта в ступенях теневых переплетений к общему числу перекрытий базового раппорта, принимаем, что у суровых тканей основные перекрытия отражают свет в большей степени, чем уточные. Анализ поверхностей отклика показал, что визуальный эффект объема появляется на одних переплетениях вследствие посте-

пенного нарастания, затем убывания, на других - наоборот, вследствие постепенного убывания, затем нарастания числа основных перекрытий на каждом базовом раппорте в ступенях теневых переплетений.

Для усиления визуального объемного эффекта предлагаем светлоту в пределах каждого раппорта повышать, а затем уменьшать по закону единичной параболы. Из условия минимизации отклонения фактического распределения светлоты фрагментов переплетения от предложенного теоретического рассчитывается число нитей в каждой ступени теневого переплетения. На рис. 9 для примера показаны теневые переплетения с продольными полосами, макеты переплетений и поверхности отклика светлоты фрагментов переплетений до и после корректировки размеров ступеней.

Рис. 9

В диссертационной работе предложен способ создания визуального объемного эффекта на однослойных тканях шашечных переплетений.

Способ создания на ткани рисунка с эффектом объемных продольных и поперечных полос на базе шашечных переплетений аналогичен предложенному выше способу усиления объемного эффекта на тканях с продольными или поперечными теневыми полосами за счет изменения длин ступеней с увеличивающейся, а затем уменьшающейся светлотой участков переплетения по заданной, например параболической, зависимости.

Одна из систем нитей считается активной. Принимаются: ширина исходных шашек в нитях активной системы и количество их пар в раппорте перепле-

тения; ширина шашек в нитях в раппорте пе- * ; | к | г ^ * * 1 * г : ^ « | - Е реплетения по пассивной системе; вид базо- ДцНПгжй ДщяйгДмш,|1§ вого переплетения в шашках, чаще всего это 6 5 ? » I ^ М С 1 ^ ^ Е 1 переплетения главного класса. Нити одной ^^шЛ^Дг е V Vе *1 системы принимаются более светлыми, дру- г *

гой - более темными. На плоскости раппорта ЮМ

выстраивается базовое шашечное переплете- ЫжЖвввШИ^ ние (рис. 10). рис 1()

Формируется поле с подвижными маркерами: задаются количество опорных точек, их координаты. Передвигая маркеры вдоль активной системы, задают вид аппроксимирующей кривой (например, параболы), определяющей закон изменения размеров шашек вдоль пассивной системы нитей (рис. 11).

Рис. 11

_I-1_I_I_1_¡_

100 200 300 400 500 600 Порядковые номера нитей, пиксели

100 200 300 400 500 В00 Порядковые номера нитей, пиксели

Четвертая глава посвящена разработке теории прогнозирования уработки (извитости) нитей основы и утка, учитывающей пространственный изгиб нитей. Новизна предложенного способа расчета по образцу и прогнозирования уработки нитей основы и утка при проектировании новой ткани подтверждена па-

Рис. 12

Выполняется кусочно-полиноминальная аппроксимация кривых, соединяющих маркеры, рассчитываются новые координаты смены цвета шашек, и на полученной координатной сетке выстраивается раппорт деформированного шашечного переплетения.

На рис. 12 показаны примеры шашечных переплетений с имитацией продольных объемных полос. Раппорты переплетений составляют: по основе 660 нитей, по утку 30 нитей.

тентом Российской Федерации на изобретение № 2469319.

Суммарную уработку нитей основы и утка предлагаем определять с учетом уработки нитей основы (утка) во фронтальной ао(у) и горизонтальной агориз. о{у) плоскостях:

а'о =л1ао+агориз.о-> (1)

а'у = л1а2у+агориз.у (2)

В основу теории прогнозирования уработки нитей основы и утка во фронтальной плоскости положена гипотеза английского ученого Фредерика Томаса Пирса, рассматривавшего параметры строения и свойства ткани полотняного переплетения как функции углов наклона прямолинейных отрезков нитей в ткани к оси абсцисс («The Geometiy of Cloth Structure»), и положения фазовой теории строения ткани, предложенной школой ученых МГТУ им. А.Н. Косыгина. Принимаем, что линейные плотности, вид пряжи в системах основы и утка и плотности ткани в пределах раппорта не изменяются.

На рис. 13 представлена расчетная геометрическая модель ткани полотняного переплетения. Из центров утков в пересечке (точек С^ и 02) опущены перпендикуляры на ось основы. Дуги UAB и UCD являются расчетными дугами обхвата утков осью нити основы, причем углы обхвата Z АО]В и ZC02D равны, они равны также углу наклона Р к горизонтали прямолинейного участка

нити, соединяющего эти дуги, как углы со взаимно перпендикулярными сторонами.

На рис. 13 обозначено: *1(2) ~ горизонтальная проекция нижней (верхней) дуги; Х]2" горизонтальная проекция отрезка, соединяющего дуги; У\(2) - вертикальная проекция нижней (верхней) дуги; у\1~ вертикальная проекция отрезка, соединяющего дуги.

Уработку нитей основы и утка во фронтальной плоскости находим как

среднее значение уработок отдельных нитей раппорта:

Ко

а о = 1>0гуЯ0; (3)

ау= I (4)

а„. -

Л _ (Ц +/012;- + /02,-)'0/ -'уФМ 1ПП.

^--100, (5)

+1оЩ + '02,-)'0/ -1уфЛ0}

ГУ

С1у\ ■ +1уП; +1у2:Уи; ~1оф:1и;

3 (1у1] + 1У\1] + К,- + • К - 1офЛу}

•100, (6)

где 1о1. и - длины дуг обхвата нитей утка каждой нитью основы и нитей основы каждой нитью утка в раппорте в нижних частях пересечек;

^о12/ и ^yl2j ' дайны прямолинейных участков нитей основы или утка в пересечках;

¡02, и - дайны дуг обхвата нитей утка каждой нитью основы и нитей основы каждой нитью утка в раппорте в верхних частях пересечки;

1уф-1 и l0фj - фактические геометрические плотности по утку и по основе для каждой нити основы и утка в раппорте переплетения;

1о\ VLtuj- число пересечек по основе и по утку каждой нити раппорта;

Р0 и Ру - технологические плотности ткани, нит./дм;

Яа и Яу - раппорты переплетения.

Длины дуг обхвата нитей одной системы каждой нитью другой системы описываем интегральными функциями:

ак\(2^ а2¿2

'о1(2), = а\(2)у I 1---—С05 '1(2)^1(2)у,' <7)

<*п\{2)у К <*цг)у

ак\(2)0] а2 _ь2 1уЦ2);=Ч(.2)о / К2 )о 1(2)о со*211(2) . ., (8)

аи1(2)о | «1(2)0

где апц2)у> ak\{2)yi' У1-™ начала и конца обхватывания расчетных эллипсов утков в нижней и верхней частях пересечки:

_ Зя1 Зл Л 71

ап\у-—-> cckXy.= — + Pi\ ап2у=—; cckly.=-+Pi\

ап\(2)о' ak\{2)oj ' Углы начала и конца обхватывания расчетных эллипсов основ в нижней и верхней частях пересечки:

_ Зя- зл п п

ап\о - —; сскХо. = — + Pj\ ctnlo = -; cck2oj =- + Pj\

a\(2)o> ¿1(2)o> °1(2)у ¿1(2)j " Длины большой и малой полуоси

расчетных эллипсов сечения нитей основы или утка в нижнем или верхнем положении, определяемые по известным диаметрам нитей основы и утка в ткани по горизонтальной и вертикальной осям.

Для решения уравнений (5) и (6) предварительно необходимо рассчитать углы наклона в пересечках каждой нити основы /?,• и каждой нити утка fij в раппорте переплетения. Косинусы искомых углов являются аргументами (cos Pi(j) = zi(j)) полиномов четвертой степени:

ф-а)2г4 +2ф-а)ег3 +{с!2+2аф-а)+с2)г2 +2асг-с!2 +<? =0.

Для более краткой записи полинома (9) введены обозначения: - для уработки нитей основы:

(9)

а\у+а2у=а; Ь1у+Ь2у=Ь; Ь0~ЬХу-Ь2у = с; 1уф. =с!г - для уработки нитей утка:

а\о+а2о=а; Ъ\0 +Ь1о = 6; ку - ЪХо -Ь2о=с; 1оф. = .

Для каждой нити основы и утка раппорта переплетения находим фактические геометрические плотности по основе и по утку:

Ру К Ну . у °>'

'уф,—--' (10>

Ю0Ло doe

{Ro-ty,)

Р0 КНоЛ° /0ф,=—-^-• (П)

*У)

Рассматривается методика расчета коэффициентов наполнения ткани волокнистым материалом по утку Кду. для каждой г'-й нити основы и коэффициентов наполнения по основе Кн0. для каждой /-й нити утка.

Решение уравнения (9) по нахождению косинусов искомых углов выпол-

®

няли в системе MATLAB с помощью стандартной функции pp=roots(p), здесь р - вектор коэффициентов полинома (9):

р = [(Ь-а)2; 2(b-a)c; d2 + 2a(b-a) + c2; 2ас; a2-d2]. (12)

Функция pp=roots(p) возвращает массив из четырех корней, по условию задачи искомый угол находится в первой четверти:

Pi(j) = arccos(zj(y) ). (13)

Интегралы (7) и (8) не выражаются в элементарных функциях, вычисляются методами численного интегрирования. В работе предложено длины дуг обхвата определять в среде программирования MATLAB® методом трапеций с помощью стандартной функции trapzfy, t), где i- одномерный массив изменения угла от начала до конца обхвата нити второй системы нитью первой системы с шагом S радиан; у - уравнение дуги, определяемое подкоренными выражениями зависимостей (7) и (8).

Длины прямолинейных участков нитей основы в пересечках: l0\2¡ — x\2¡ /cosPi где проекции на ось X прямолинейных участков нитей

основы: jq2- =1уф\ ~aïos^nPi~a2os^nPi- Длины прямолинейных участков нитей утка в пересечках: ly\2j ~ x\2j jcosРj > где проекции на ось X прямолинейных участков нитей утка: xyi- = l0(}>j ~ а\у s*11Pj ~ а2у sin Pj •

Горизонтальные проекции дуг обхвата нитей: х\ = а\ sin /?; Х2 = c¡2 sin/7.

Уработка нитей утка по заправочным данным ткани и высоте волны изгиба утка определяется аналогично рассмотренной выше методике. Высоту волны изгиба утка находим по микросрезу или рассчитываем по основному геометрическому свойству ткани.

При отсутствии параллельности горизонтальных проекций нитей основы оси ординат рассчитываем уработку (извитость) нитей основы в горизонтальной плоскости:

RoR

1Хо У о о 100

I I ~ о),;)2 + (и)+и - «у,/)2 -—ЯуЯо агоРи,о^]=\ . ----ЮО. (14)

У I-Ъ-9

I I ~ °),г) + (")+!,/ ~ му',г)

1=1 у=1

в противном случае огори3шО=0-

При отсутствии параллельности горизонтальных проекций нитей утка оси абсцисс, рассчитываем уработку (извитость) утка в горизонтальной плоскости:

ко У I-т-Т 100

I X ~о'и)2 - и},,)2

О _1£__юс (15)

гориз-у К0*у I-5-У 100

I I р'у,м -о),О2 +(«>.,+1 -и),;)2

/=1у=1

в противном случае

В уравнениях (14) и (15) О' = (<Эу /) и и' = \ujjj - матрицы фактических

координат центров перекрытий в раппорте переплетения. Разработана методика их расчета.

На стадии проектирования ткани важно иметь возможность визуально оценить взаимный изгиб нитей основы и утка. Разработано математическое описание кривых осей, нижней и верхней ветвей профилей нитей в раппорте переплетения и программное обеспечение для построения разрезов каждой нити, учитывающее заправочные данные ткани и параметры ее строения.

Предложенная методика используется в дальнейшем в созданной САО/САМ-системе по проектированию образцов тканей. Прогнозируемые ура-ботки тканей, спроектированных с использованием разработанной методики и выработанных на современном ткацком оборудовании, согласуются с экспериментальными.

Пятая глава посвящена изложению теоретических основ созданного АРМ дессинатора.

Рассматривается новая методика относительной количественной оценки переплетений однослойных тканей, используемая в дальнейшем при разработке эмпирических моделей прогнозирования свойств тканых полотен, позволяющая оценить связность переплетения по отношению к самому связному полотняному переплетению, имеющая удобные для практического использования пределы изменения - от нуля до единицы.

Методика базируется на известных параметрах переплетений и двух новых понятиях - диагональная пересечка и диагональный настил, позволяет оценить связность переплетения в целом и столь необходимую на практике - связность переплетения по отдельным системам нитей. Предложенная методика лишена главного недостатка известных методик - различные переплетения получают свое значение коэффициента связности, за исключением переплетений, изменивших направление систем нитей основы и утка.

Коэффициент Кп связности переплетения определяется как среднее арифметическое трех коэффициентов: коэффициента среднего числа пересечек, коэффициента Ку средней длины перекрытий и коэффициента Kg средней устойчивости перекрытий, то есть

кп = {к(+к/+к§)13. (16)

Для расчета коэффициента среднего числа пересечек К{ наряду с извест-

ными понятиями пересечек вдоль основы и вдоль утка введено понятие диагональной пересечки 1(). Если соседнее по диагонали перекрытие принадлежит противоположной системе нитей, то это - диагональная пересечка 10.

Коэффициенты среднего числа пересечек по основе К(0 и по утку К1у определяются как отношение суммы пересечек вдоль основы или вдоль утка и диагональных к сумме всех перекрытий раппорта переплетения, при этом учитывается весомость каждой диагональной пересечки:

К,о =

К,у =

о "У

¿=1у=1 'у

у=1/=1 среднего

к

■опУ

11'0у>/ + 0,125-Ц]^..

1=1 j=l КУ*о

Е ру^ +0,125- ±

у=1*'=1 числа пересечек

(17)

(18) переплетения:

Коэффициент К1={К,0+К,у)/ 2.

Рассчитываем коэффициенты средней длины перекрытий по основе К^ и

средней длины перекрытий по утку К^ как отношение средних длин перекрытий полотняного переплетения и анализируемого, то есть

КМУ) = 1>25то{у),

ЯаЯу+ 0,125

Л„Л

'о "У

2Я0Яу - X I ,

(19)

'=17=1

перекрытий переплетения:

Коэффициент средней длины

К/={к/0+КЛ,)/2.

Введено понятие условной устойчивости перекрытия. Для каждого основного или уточного перекрытия в зависимости от соседних возможны шестнадцать вариантов расположения перекрытий (рис. 14).

И Н Е 9 Я в Я ш

а) £=4 б) в) г) д) е) ж) з)

8=4 5=2 £=2 5=2 5=2 5=2 5=2

В а Е 3 а Я ■

и) к) Л) м) Н) о) п) Р)

5=2 5=2 5=1 5=1 5=1 5=1 5=0 5=0

Рис. 14

Для расчета коэффициента средней устойчивости перекрытий К обра-

о

тимся к классификации полей элементов переплетения, предложенной Г.И. Селивановым, насчитывающей семь видов полей. Анализируемое основное или

уточное перекрытие помещаем в нижней левой клетке. Варианты а и б (см. рис. 14) представляют собой элементы полотняного переплетения: на фрагменте из четырех перекрытий присутствуют четыре поля связи - два основных и два уточных, придающие элементу ткани наибольшую устойчивость, условно оцениваем ее четырьмя баллами. Следующие восемь вариантов элементов переплетения в - к имеют по два поля связи - основному и уточному. Оценим условную устойчивость таких элементов ткани двумя баллами. Элементы переплетений вариантов л-о также имеют по два поля связи, но поля связи или оба уточные (варианты л и м), или оба основные (варианты и и о), что позволяет одинаковым соседним нитям сомкнуться. Два соседних одноименных поля связи будут работать как одно. Условная устойчивость таких элементов переплетения оценивается одним баллом. Элементы переплетения вариантов п и р не имеют ни одного поля связи, условная устойчивость таких элементов равна нулю.

Коэффициент средней устойчивости перекрытий Kg определяется как отношение средней устойчивости перекрытий анализируемого переплетения к устойчивости перекрытия полотняного переплетения, равной четырем баллам:

При прогнозировании свойств тканей часто требуется оценить связность переплетения по каждой системе нитей. Коэффициенты связности переплетения по основе, по утку и переплетения в целом:

Зная коэффициент связности переплетения Кп, можно ориентировочно рассчитать коэффициент переплетения К'п, используемый для оценки технологичности изготовления тканей на ткацких станках фирм Picanol и Zulzer Textil:

Значение коэффициента К'п необходимо для вычисления известного коэффициента Cover Factor при проведении предварительной оценки напряженности выработки проектируемых тканей на современных ткацких станках фирм Picanol и Zulzer Textil.

Опираясь на теоретические зависимости, выведенные в четвертой главе, предлагаем методику прогнозирования уработки нитей основы и утка с учетом их пространственной извитости. Предварительно необходимо рассчитать высо-

(20)

(21) (22) (23)

(24)

ту волны изгиба по упрощенной методике, предложенной Г.В. Степановым и С.Г. Степановым, выполнить корректировку полученного значения по формуле:

Ьо=Кстеп.+Ъ-ЪКпо. (25)

Для хлопчатобумажной пряжи коэффициент 6=0,13. Следует убедиться, что полученное значение находится в пределах, соответствующих второму -восьмому порядкам фазы строения. Приведена последовательность дальнейших расчетов.

Получены адекватные регрессионные модели для прогнозирования уработ-ки нитей основы и утка, прочности ткани по основе и по утку и устойчивости к истиранию по известным линейным плотностям нитей основы Т0, утка Ту,

плотностям ткани по основе Р0, по утку Ру, абсолютной разрывной нагрузке

нитей основы Qa6c.o> Утка Qaßc.y > жесткости на разрыв нитей основы G0,

утка Gy и коэффициентам связности переплетения вдоль основы Кпо, вдоль

утка КПу, в целом Кп:

ао = dlP0+d2Py+d3T0 +d4Ty +d5K„0 +d6Qa6conp +

+ d1Qa6c.ynp + d,G0+ä,Gy+ä^ + än^ + dX2^- + dn^ (26)

"y Ly Лny "у ay = f\p0 + flPy + hT0 + UTy + hKny + hQa6c.onp +

P T К G

+ flQaöc.ynp + f%G0 + f9Gy + /10 / + /l l -f + /12 + /13 ~> <27>

"o 10 &'ПО ^o

QmK.o = a\Po + a2Py + a3To + a4Ty + a5Kno + a6Kny + alQa6c.onp +

P T К

+ Qaöc.ynp + a9G0 + al0Gy + <ц i -f- + al2 -f- + al3 (28)

"y 1 у

QmK.y = hPo + b2Py + b3To + b4 Ty +b5 Kno +b6Kny+blQa6c.onp +

Г у l у I^rty

Ist = c\P0 + c2Py + C3T0 + c4Ty + c5Kn + c6Qa6conp + c7Qa6cynp +

+ c8Gg + cgGy + qo ^ + q, ^ + c12 ^. (30)

"y 1 у ЛПу

Определены коэффициенты уравнений (26)-(30) для одиночной и крученой гребенной и кардной хлопчатобумажной пряжи кольцевого способа прядения и кардной пневмомеханической пряжи.

Разработано теоретическое и методическое обеспечение многовариантного наглядного автоматизированного проектирования тканей по заданным линейной плотности, сырьевому составу и физико-механическим свойствам нитей основы и утка, установленным требованиями к свойствам тканого полотна, переплетению ткани и технологическим возможностям ткацкого станка с определением области допустимых значений плотностей ткани по основе и по утку.

Уточнена геометрическая методика многовариантного проектирования однослойной ткани по заданной толщине при неизвестных порядке фазы ее строения и наполнении волокнистым материалом. Создана САМ-система по проектированию тканей геометрическими методами, в том числе по уточненной методике многовариантного проектирования ткани по заданной толщине, коэффициентам отношения диаметров нитей и плотностей ткани, переплетению.

Разработана методика и программное обеспечение автоматизированного построения полутонового монохромного объемного изображения образца однослойной ремизной ткани, учитывающего структуру и внешний вид ткани, по известным её заправочным данным и высоте волны изгиба основы, найденной по микросрезу ткани. На рис. 15 приведены примеры изображений четырех образцов тканей детского ассортимента с одинаковыми заправочными данными, выработанных полотняным переплетением, саржей 2/2, усиленным четырех-нитным сатином и уточным репсом 2/2.

Рис. 15

В шестой главе рассматриваются вопросы практического использования теоретических положений диссертационной работы.

С учетом производственного опыта проектирования тканей, методик проектирования по заданному порядку фазы строения ткани и признанной методологии ШЕР-технологии построения иерархических диаграмм, позволяющих исследовать структуру, параметры и характеристики производственно-технических и организационно-экономических систем, разработана представленная на рис. 16 укрупненная принципиальная схема АРМ дессинатора предприятия по выработке бытовых однослойных тканей.

АРМ дессинатора объединяет пять программных комплексов:

29

- С АО-систему переплетений однослойных тканей;

- ППП для расчета параметров переплетений и коэффициентов их количественной оценки;

- САБ/САМ-систему «САПР-ткань-плюс» проектирования однослойных тканей, удовлетворяющих заданным требованиям;

- ППП проектирования однослойных тканей геометрическими методами;

- ППП для моделирования структур однослойных тканей.

Рис. 16

Как отмечалось ранее, средой программирования выбран объектно-ориентированный язык программирования высокого уровня МАТЬАВ®. Результаты работы каждого из пяти программных комплексов автоматизированно сохраняются в единую базу данных. Внедрение АРМ дессинатора многократно расширит возможности дессинаторов для оперативной разработки нового ассортимента креативных, отвечающих требованиям потребителей тканей.

Рассматриваются назначение и режимы работы каждой подсистемы.

Проектирование тканей на ЭВМ предлагается выполнять с помощью про-

граммного комплекса «САПР-ткань-плюс». Разработанная система автоматизированного проектирования хлопчатобумажных и смешанных тканей «САПР-ткань-плюс» позволяет проектировать самые разнообразные по сырьевому составу и назначению однослойные ткани с заданными свойствами: поверхностной плотностью, прочностью ткани на разрыв, устойчивостью к истиранию и технологичностью выработки ее на станке.

Исходными данными для проектирования готовой или суровой ткани являются: линейная плотность, вид и свойства используемой для проектирования пряжи; переплетение ткани; совокупность заданных значений механических и физических свойств ткани, обусловленных ее назначением; тип ткацкого станка для выработки ткани и характеристика его технологических возможностей; опыт отделки подобных тканей.

САБ/САМ-система «САПР-ткань-плюс» имеет два режима работы:

- выполняет проектирование готовой и суровой ткани с заданными значениями физико-механических свойств, обусловленных ее назначением и требованиями соответствующих стандартов, при известных линейной плотности, виде и свойствах исходного сырья, технологических возможностях ткацкого станка, технологической цепочке обработки ткани в отделочном производстве и изменении свойств суровой ткани в процессе отделки, переплетении нитей в ткани;

- работа с архивами.

Проектирование ткани выполняется поэтапно: ввод данных о пряже; формирование манера пряж; построение заправочного рисунка; разработка технологического задания; построение плоскости проектных параметров; просмотр и удаление вариантов тканей; выполнение заправочного расчета ткани.

Дессинатор в первую очередь вводит данные о пряже (рис. 16). В основе и утке может одновременно использоваться по три вида различных пряж. Из сформированной заранее библиотеки дессинатор выбирает определенный вид сырья, линейные плотности основных и уточных нитей, согласовывает их физико-механические свойства и обозначения. Если пряж выбрано несколько -выполняется второй этап проектирования - формирование манера пряж по основе в фоне и кромке и манера пряж по утку, в противном случае вводятся данные о переплетении ткани.

Выполняется построение заправочного рисунка проектируемой ткани. Исходя из требований к основным свойствам и внешнему виду тканей проектируется переплетение. Разработанное программное обеспечение позволяет создать и сохранить в архиве библиотеку всех известных переплетений однослойных тканей, кроме этого имеется подсистема построения авторских переплетений с помощью встроенного редактора. Для образования новых переплетений предусмотрены следующие команды: нанести перекрытия щелчком левой кнопки мыши; очистить канвовую бумагу; продублировать рисунок по основе (по утку) справа (сверху) от выделенной основной нити; стереть нить основы (утка) без сдвига нитей основы, находящихся правее (выше), влево (вниз); удалить нить основы (утка); удалить от точки курсора все, что находится левее (правее, выше, ниже); сдвинуть вправо (вверх) все нити от курсора на одну нить; выде-

лить (отменить) нужный для дальнейшей работы фрагмент переплетения в блок; заменить в блоке основные перекрытия на уточные и наоборот; удалить все выделенное в блоке и многие другие операции.

Рассчитываются числовые характеристики переплетения, строится полный заправочный рисунок.

Далее на четвертом этапе разрабатывается технологическое задание на проектирование: в диалоговом режиме с ЭВМ уточняется технологическая цепочка подготовки основной и уточной пряжи в ткацком производстве; выбирается тип ткацкого станка, вид кромкообразующего устройства, согласовываются коэффициенты технологических возможностей ткацкого станка; согласовываются контролируемые параметры при проектировании ткани, вводятся требования к готовой ткани, физико-механические свойства суровой и готовой ткани-прототипа, рассчитываются коэффициенты изменения свойств ткани в ходе ее отделки и определяются требования к проектируемой суровой ткани.

На пятом этапе осуществляется переход в расчетную подсистему, выполняющую построение пространства проектных параметров с визуальным отображением области допустимых значений прогнозируемых свойств ткани.

В ходе проектирования ткани на ЭВМ производится расчет значений прогнозируемых механических и физических свойств тканей, таких, как уработка нитей основы и утка, поверхностная плотность ткани, устойчивость ткани к истиранию, толщина ткани и параметры напряженности ее выработки на ткацком станке. При этом на экране наглядно отображается соответствие расчетных показателей свойств ткани области их допустимых значений.

Пространство проектных параметров представляет собой плоскость в координатах «Плотность ткани по основе - плотность ткани по утку». Дессинато-ром задаются диапазоны возможных плотностей ткани по основе и по утку. ЭВМ разбивает плоскость на пятьдесят точек по основе и пятьдесят - по утку, рассчитывая таким образом 2500 вариантов тканей, отличающихся соотношением плотностей (рис. 17). Для тканей каждого варианта прогнозируются свойства, обозначенные на предыдущем этапе проектирования, и сравниваются с необходимыми. Если расчетное значение параметра не удовлетворяет допустимому, точка плоскости закрашивается цветом, соответствующим каждому свойству.

Оставшееся на плоскости незакрашенное пространство соответствует области допустимых значений плотностей тканей. Любая ткань из области допустимых значений имеет кон-

Рис. 17

тролируемые расчетные свойства, удовлетворяющие предъявленным требованиям.

Заправочные расчеты выбранных вариантов ткани выполняются по общепринятой методике с расчетом галев по зонам, исключающим перекосы нитей основы в заправке ткацкого станка. Анализ вариантов тканей, их физических и механических свойств и выбор оптимального варианта из них остается за проектантом.

В ходе опытно-промышленной эксплуатации АРМ выполнено проектирование двух образцов хлопчатобумажной и одного образца смешанной ткани. Для проектирования и выработки образцов тканей использовалась пряжа пяти видов. Отклонение прогнозируемых значений уработки нитей составило от -0,9 до 9,23 %, прочности ткани от -0,31 до -0,99 %, устойчивости к истиранию от 0,02 до 0,05 % и поверхностной плотности от -0,73 до -4,34 %.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ

1. Выполнен анализ состояния проблемы разработки методологии автоматизированного проектирования однослойных тканых полотен бытового назначения и способов художественного оформления тканей средствами ткачества, в том числе создания визуальных объемных эффектов на них, который показал следующее:

- основной недостаток большинства существующих САБ/САМ-систем проектирования тканей - это отсутствие многовариантности и наглядности проектирования тканей заданного назначения;

-существующие методики прогнозирования уработки нитей основы и утка и материалоемкости тканей не учитывают изгиб нитей в горизонтальной плоскости;

- средства визуализации спроектированных тканей, используемые существующими системами проектирования однослойных тканей бытового назначения, не всегда учитывают параметры строения ткани, такие, как высоты волн изгиба, прядок фазы строения и другие.

2. Предложено новое защищенное патентами Российской Федерации на изобретение № 2475573 и № 2478147 направление проектирования комбинированных переплетений, позволяющее на базе сарж и сатинов главного класса получить теневые переплетения с визуальным эффектом объемных продольных, поперечных и наклонных полос, объемных ромбов и зигзагов, предоставляющее дизайнерам новые возможности для колористического оформления тканей различного назначения и расширения ассортимента тканей. Разработаны способы усиления визуальных объемных эффектов на ткани.

3. Предложено новое направление автоматизированного проектирования на однослойной ткани на базе шашечных переплетений визуальных эффектов одной или нескольких продольных или поперечных объемных полос одинаковой или различной ширины.

4. Разработаны методики построения новых производных полотняного саржевых и сатиновых переплетений; предложены два новых способа построения крепов путем нанесения в случайном порядке основных или уточных перекрытии на заданную матрицу постепенно или порционно по основному закону переплетении главного класса, обеспечивающие получение мелкозернистой креповой поверхности ткани с отсутствием ритмичности рисунка как на всей площади раппорта, так и его отдельных участках и не допускающие появление длинных настилов одноименных перекрытий (патент на изобретение Российской Федерации №2478148).

5. Разработано теоретическое и методическое обеспечение многовариантного наглядного автоматизированного проектирования тканей по заданным ли-неинои плотности, сырьевому составу и физико-механическим свойствам нитей основы и утка, требованиям к свойствам тканого полотна, переплетению ткани и технологическим возможностям ткацкого станка с определением области допустимых значений плотностей ткани по основе и по утку

6. Разработана теория прогнозирования уработки (извитости) нитей основы и утка, учитывающая пространственный изгиб нитей:

- теория расчета уработки (извитости) каждой нити раппорта ткани однослойного переплетения во фронтальной плоскости рассматривает параметры строения ткани как функции углов наклона прямолинейных участков нитей в пересечках к горизонтальной плоскости;

- теория расчета уработки (извитости) нитей в горизонтальной плоскости учитывает переплетение ткани и ее наполнение волокнистым материалом

И™ Преда0же"ного способа Расчета по образцу и прогнозирования при проектировании уработки нитей основы и утка, учитывающего пространст-

тение"б93^еИ' П0ДТВерЖДеНа Патент0м Российской Федерации на изобре-

7. Предложена новая методика количественной оценки связности переплетении однослойных тканей по отношению к самому связному полотняному переплетению, имеющая удобные для практического использования пределы изменения - от нуля до единицы.

8. Предложена методика, позволяющая с достаточной для практического использования точностью определять значения коэффициента связности переплетении, необходимого для расчета коэффициента Cover Factor при предварительно« оценке напряженности выработки тканей на современных ткац^х станках фирм Picanol и Zulzer. ц

9. Получены адекватные эмпирические модели для прогнозирования уработки нитеи основы и утка, прочности ткани по основе и по утку и устойчивости к истиранию по известным линейным плотностям нитей основы и утка. Гп™ЯМ ТКаНИ П° °СН0Ве И П° ^ °™°сительной разрывной нагрузке и

^етени^тУГиНеНИЮ ^ " ^ ™™ НИТей на Р^ " -

„ Л"РвДЛ0ЖеН СП0ССб моделиР°вания структуры спроектированной ткани и получения ее монохромного изображения, отражающего внешний вид пепе-плетение и параметры строения образца однослойной ткани '

11. Разработано автоматизированное рабочее место дессинатора для предприятий, выпускающих однослойные ткани, включающее:

- CAD-систему, объединяющую более 1000 алгоритмов построения переплетений, позволяющую автоматизированно выстраивать, оценивать, рассчитывать параметры и коэффициенты количественной оценки связности (рыхлости) как классических переплетений однослойных тканей, так и переплетений, проектируемых по предлагаемым методикам;

- CAD/CAM-систему «САПР-ткань-плюс» для наглядного многовариантного проектирования образцов тканей, отвечающих требованиям проектного задания и обеспечивающих технологичность их изготовления на ткацких станках;

- пакет прикладных программ по проектированию тканей геометрическими методами, в том числе по уточненной методике многовариантного проектирования ткани по заданной толщине, коэффициентам отношения диаметров нитей и плотностей ткани и переплетению;

- пакет прикладных программ, позволяющий формировать управляющий модуль для электронной жаккардовой машины BONAS MJ2 для выработки ткани;

- пакет прикладных программ для моделирования структуры спроектированной ткани и получения ее полутонового монохромного изображения, отражающего внешний вид, переплетение и параметры строения образца, порядок фазы ее строения, высоты волн изгиба и другие, построения фронтальных разрезов нитей основы и утка, горизонтальных проекций осей нитей.

12. Достоверность результатов проектирования тканей с помощью АРМ дессинатора подтверждена проведенной опытной эксплуатацией программных комплексов в условиях ОАО «Родники-Текстиль» и в учебном процессе академии. Прогнозируемые свойства спроектированных с использованием разработанной автоматизированной технологии однослойных тканей согласуются со свойствами образцов, выработанных на современном ткацком оборудовании.

Публикации, отражающие основное содержание диссертации Монография

1. Толубеева Г.И. Разработка системы автоматизированного построения переплетений однослойных тканей / Г.И. Толубеева.-Иваною: ИГТА, 2012,- 168 с.

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ

для опубликования научных результатов докторских диссертаций

2. Кальченко, А.И. Новые возможности САПР тканей / А.И. Кальченко, A.B. Плетюхин, Г.И. Муратова // Текстильная промышленность. - 1995. - № 7-8. - С. 28-29.

3. Муратова, Г.И. О проектировании тканей с помощью САПР / Г.И. Муратова, А.И. Кальченко, A.B. Плетюхин // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1996. - № 4. - С. 113-114.

4. Синицын, В.А. Метод расчета раппортов переплетений двухслойных

тканей с соединением слоев нитями слоев и прижимными нитями / В.А. Сини-цын, Г.И. Муратова, С.М Кузнецова // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2001. - № 3. - С. 32-37.

5. Маховер, В.Л. Об одном способе расчета фазы строения однослойной ткани / В.Л. Маховер, О.П. Ленец, Г.И Толубеева // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2005. - № 4. - С. 30-34.

6. Маховер, В.Л. Уточнение методики расчета уработки нитей в однослойной ткани / В.Л. Маховер, О.П. Ленец, Г.И Толубеева // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2005. - № 5. - С. 30-34.

7. Толубеева, Г.И. Определение показателей прочности крученой пряжи / Г.И Толубеева, Н.К. Романычев, В.Л. Маховер // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2006. - № 2. - С. 44-47.

8. Толубеева, Г.И. Разработка нового метода количественной оценки переплетений однослойных тканей / Г.И. Толубеева // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2007. - № 1. - С. 55-60.

9. Толубеева, Г.И. Расчет ремизного прибора станков СТБ при различной ширине заправки отдельных полотен / Г.И. Толубеева // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2007. - № 3. - С. 46-50.

10. Толубеева, Г.И. Проектирование новых переплетений на базе репсов / Г.И. Толубеева, С.А. Любимцева // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2008. - № 6. - С. 38-41.

11. Толубеева, Г.И. Методика расчета уработок нитей полотна по заправочным данным ткани и высоте волны изгиба основы / Г.И. Толубеева, И.Г. Якубова, С.Г. Пяртли // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности - 2012.-№!.. С. 54-58.

12. Толубеева, Г.И. Методика автоматизированного проектирования однослойной ткани по заданной толщине при неизвестных порядке фазы ее строения и наполнении волокнистым материалом / Г.И. Толубеева // Изв. вузов. Технология легкой промышленности. - 2012. - № 1. - С. 56-60.

13. Толубеева, Г.И. Методики построения новых теневых переплетений с заданным числом повторений раппортов в ступенях / Г.И. Толубеева // Текстильная промышленность. - 2012. - № 2. - С. 32-35.

14. Толубеева, Г.И. Пример расчета уработок нитей основы и утка и построение их профилей в ткани полотняного переплетения / Г.И. Толубеева И Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2012. - № 2. - С. 52-58.

15. Толубеева, Г.И. Разработка компьютерных симуляций виртуальных образов спроектированных тканей заданного назначения / Г.И. Толубеева, А.Е. Шопыгин, H.A. Коробов // Изв. вузов. Технология легкой промышленности -2012,-№2. -С. 104-106.

16. Толубеева, Г.И. Новые теневые переплетения с визуальным объемным эффектом/Г.И. Толубеева//Текстильная промышленность.-2012.-№3.-С.4-8.

17. Толубеева, Г.И. Методика расчета уработок нитей во фронтальной плоскости однослойной ткани по ее заправочным данным и высоте волны изгиба основы / Г.И, Толубеева // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2012.-№ 3. - С. 48-53.

18. Радишевская, H.B. Строение крупноузорчатых тканей для художественных миниатюр: подрубцы, гродетуры. Часть I. / Н.В. Радишевская, Г.И. Толубеева, А.Е. Шопыгин // Текстильная промышленность. - 2012. - № 3. - С. 942.

19. Радишевская, Н.В. Строение крупноузорчатых тканей для художественных миниатюр: полотна, настилы, атласы, отдувки, ажуры. Часть II. / Н.В. Радишевская, Г.И. Толубеева, А.Е. Шопыгин // Текстильная промышленность.

- 2012. - № 3. - С. 13-15.

20. Толубеева, Г.И. Методика расчета уработок нитей в горизонтальной плоскости однослойной ткани по ее заправочным данным и высоте волны изгиба основы / Г.И. Толубеева // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2012. - № 5. - С. 64-70.

Статьи в сборниках научных трудов

21. Толубеева, Г.И. Изучение влияния параметров строения ткани на ее не-сминаемость / Г.И. Толубеева, М.С. Карпанова // Сборник научных трудов по ткачеству, посвященный 100-летию со дня рождения Ф.М. Розанова. - М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2006. - С. 159-162.

22. Толубеева, Г.И. Изучение влияния параметров строения ткани на ее жесткость / Г.И. Толубеева, Н.К. Романычев // Совершенствование процессов текстильного производства: юбилейный межвузовский сборник научных трудов.

- Иваново: ИГТА, 2006. - С. 93-98.

23. Толубеева, Г.И. Методическое обеспечение курса «Проектирование тканей» / Г.И. Толубеева, Т.И. Шейнова, Т.Ю. Карева, Р.И. Перов // Сборник научных трудов по ткачеству, посвященный 100-летию со дня рождения Павла Васильевича Власова. - М.: МГТУ им. А.Н. Косыгина, 2011. - С. 172-178.

24. Шопыгин, А.Е. Проектирование ткани по заданной толщине, виду сырья, порядку фазы строения и наполнению / А.Е. Шопыгин, Г.И. Толубеева // Вестник молодых ученых Санкт-Петербургского госуд. университета технологии и дизайна: сборник научных трудов. В 4 ч. Ч. 1. Естественные и технические науки. - СПб.: СПГУТД, 2011. - С. 115-119.

Патенты и свидетельства программ для ЭВМ

25. Пат. 2469319 Российская Федерация, МПК D 03 D 23/00. Способ определения извитости (уработки) нитей в ткани / Толубеева Г.И. - Опубл. 10.12.2012. Бюл. № 34. - 36 с.

26. Пат. 2475573 Российская Федерация, МПК D 03 D 23/00. Способ получения тканей продольных ломаных теневых переплетений / Толубеева Г.И., Радишевская Н.В. Опубл. 20.02.2013. Бюл. 5. - 16 с.

27. Пат. 2478147 Российская Федерация, МПК D 03 D 23/00. Способ получения тканей поперечных зигзагообразных теневых переплетений / Толубеева Г.И. Опубл. 27.03.2013. Бюл. 9. - 12 с.

28. Пат. 2478148 Российская Федерация, МПК D 03 D 23/00. Способ получения тканей креповых переплетений с одинаковыми раппортами / Толубе-

ева Г.И., Толубеев В.А. Опубл. 27.03.2013. Бюл. 9. -10 с.

29. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2011612291. Программа для статистической обработки данных пассивного эксперимента / Г.И. Толубеева. - Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ, г. Москва, 18.03.2011.

30. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2011615187. Программа для проектирования однослойных тканей геометрическими методами / Г.И. Толубеева. - Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ, г. Москва, 03.05.2011.

31. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2011616799. Программа для расчета уработок нитей основы и утка однослойных тканей по различным методикам / Г.И. Толубеева, H.A. Коробов. - Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ, г. Москва, 05.07.2011.

32. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2012616289. Программный комплекс для построения переплетений однослойных тканей (более 1000 алгоритмов) / Г.И. Толубеева, А.Е. Шопыгин. - Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ, г. Москва, 10.07.2012.

33. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2012618602. Программа для расчета параметров переплетений и коэффициентов их количественной оценки / Г.И. Толубеева. - Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ, г. Москва, 21.09.2012.

Материалы научно-технических конференций различных уровней

34. Муратова, Г.И. Автоматизированный расчет оптимальных параметров строения проектируемых тканей / Г.И. Муратова // Научным разработкам - широкое внедрение в практику: тез. докл. обл. научно-техн. конф. / ИвТИ. - Иваново, 1987. - С. 79.

35. Воронин, В.А. Использование персональных ЭВМ для автоматизированного проектирования хлопчатобумажных суровых тканей / В.А. Воронин, А.И. Кальченко, Г.И. Муратова // Новые технические и технологические разработки и их внедрение в текстильной и легкой промышленности: тез. докл. обл. научно-техн. конф. / ИвТИ. - Иваново, 1989. - С. 88-89.

36. Муратова, Г.И. Об уточнении методики расчета ремизного прибора на бесчелночных ткацких станках / Г.И. Муратова, Т.И. Шейнова // Проблемы развития ресурсосберегающих экологически чистых технологий в текстильной и легкой промышленности (Прогресс-94): тез. докл. междунар. научно-техн. конф. / ИГТА. - Иваново, 1994. -С. 70-71.

37. Муратова, Г.И. Компьютерная технология проектирования мелкоузорчатых тканей / Г.И. Муратова, А.И. Кальченко, A.B. Плетюхин // Проблемы развития малоотходных ресурсосберегающих экологически чистых технологий в текстильной и легкой промышленности (Прогресс-95): тез. докл. междунар. научно-техн. конф. / ИГТА. - Иваново, 1995. - С. 104-106.

38. Муратова, Г.И. Оценка переплетений при автоматизированном проектировании тканей / Г.И. Муратова, А.И. Кальченко // Теория и практика разра-

ботки оптимальных технологических процессов и конструкций в текстильном производстве (Прогресс-96): тез. докл. междунар. научно-техн. конф. / ИГТА. - Иваново, 1996. - С. 138-139.

39. Муратова, Г.И. Совершенствование САПР ремизных тканей / Г.И. Муратова, А.И. Капьченко // Теория и практика разработки оптимальных технологических процессов и конструкций в текстильном производстве (Прогресс-97): тез. докл. междунар. научно-техн. конф. / ИГТА. - Иваново, 1997. - С. 98-99.

40. Толубеева, Г.И. Совершенствование компьютерной технологии проектирования однослойных ремизных тканей / Г.И. Толубеева, А.И. Кальченко, О.В. Муратов // Перспективы использования компьютерных технологий в текстильной и легкой промышленности (ПИКТЕЛ - 2003): сборник материалов междунар. научно-техн. конф. / ИГТА. - Иваново, 2003. - С. 294-296.

41. Муратов О.В. Поиск параметров переплетений, влияющих на уработку нитей / О.В. Муратов, Г.И. Толубеева // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (Поиск-2004): сборник материалов межвузовской научно-техн. конф. аспир. и студ. / ИГТА. - Иваново, 2004. - С. 81-83.

42. Ерохин, Ю.Ф. Поиск параметров переплетения, влияющих на разрывную нагрузку ткани / Ю.Ф. Ерохин, Г.И. Толубеева, О.В. Муратов // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (Прогресс-2004): сборник материалов междунар. научно-техн. конф. / ИГТА. - Иваново, 2004. - Ч. 1. - С. 82-83.

43. Толубеева, Г.И. Опыт использования конструктора графического интерфейса среды MATLAB при оптимизации структуры ткани / Г.И. Толубеева, A.B. Веселова // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (Прогресс-2005): сборник материалов междунар. научно-техн. конф. / ИГТА. - Иваново, 2005. - Ч. 1.-С. 117-118.

44. Толубеева, Г.И. Новый метод количественной оценки переплетений однослойных тканей / Г.И. Толубеева // Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона (Лен-2006): сборник трудов междунар. научно-техн. конф. / КГТУ. - Кострома, 2006. - С. 73-74.

45. Толубеева, Г.И. О методике количественной оценки переплетений при разработке САПР тканей / Г.И. Толубеева // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текст, и легкой промышленности (Прогресс-

2006): сборник материалов междунар. научно-техн. конф. / ИГТА. - Иваново,

2006.-Ч. 1.-С. 83-85.

46. Толубеева, Г.И. Новые методики проектирования репсовых переплетений / Г.И. Толубеева, С.А. Любимцева // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (Прогресс-

2007): сборник материалов междунар. научно-техн. конф. / ИГТА. - Иваново,

2007.-Ч. 1.-С. 68-69.

47. Толубеева, Г.И. Разработка средств автоматизированного обучения построению переплетений однослойных ремизных тканей / Г.И. Толубеева, М.С. Карпанова // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности (Прогресс-2008): сборник материалов междунар. научно-техн. конф. / ИГТА. - Иваново, 2008. - Ч. 2.

- С. 264-265.

48. Толубеева, Г.И. Новые переплетения ромбовидных сарж с двойным изломом / Г.И. Толубеева, Мошкова Т.В. // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (Поиск-2009): сборник материалов межвузовской научно-техн. конф. аспир. и студ. / ИГТА. - Иваново, 2009. - Ч. 1

- С. 89-90.

49. Толубеева, Г.И. Оценка стоимости изготовления проектируемых с помощью САПР однослойных ремизных тканей / Г.И. Толубеева, И.Н. Батракова // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (Поиск-2009): сборник материалов межвузовской научно-техн. конф. аспир. и студ. / ИГТА. - Иваново, 2009. - Ч. 1. - С. 108.

50. Толубеева, Г.И. Опыт проектирования интерфейса пользователя для ввода переплетений в память ЭВМ в диалоговом режиме / Г.И. Толубеева, В.Е. Макаров, H.A. Коробов // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (Поиск-2010): сборник материалов межвузовской научно-техн. конф. аспир. и студ. / ИГТА. - Иваново, 2010. - Ч. 1. - С. 86-87.

51. Толубеева, Г.И. Разработка программного комплекса для построения переплетений однослойных тканей / Г.И. Толубеева // Современные технологии и оборудование текстильной промышленности (ТЕКСТИЛЬ-2011): тез. докл. междунар. научно-техн. конф. / МГТУ им. А.Н. Косыгина. - Москва, 2011. -С. 58-59.

52. Толубеева, Г.И. Опыт автоматизированного построения и визуализации переплетений / Г.И. Толубеева, H.A. Коробов // Современные тенденции развития информационных технологий в текстильной науке и практике: сборник материалов докладов всероссийской научно-техн. конф. / ДИТИ НИЯУ МИФИ.

- Димитровград, 2012. - С. 152-155.

53. Толубеева, Г.И. Разработка компьютерной технологии построения объемных переплетений однослойных тканей / Г.И. Толубеева, H.A. Коробов // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс-2012): сборник материалов междунар. на-учно-техн. конф. / ИГТА. - Иваново, 2012. - Ч. 1. - С. 60-61.

54. Шопыгин, Е.А. Разработка компьютерной технологии визуализации образцов тканей различного назначения / Е.А. Шопыгин, Г.И. Толубеева // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (Поиск-2012): сборник материалов межвузовской научно-техн. конф. аспир. и студ. / ИГТА - Иваново, 2012. - Ч. 1,- С. 78-79.

55. Толубеева, Г.И. Методика автоматизированного построения объемной модели и определения параметров строения однослойных тканей / Г.И. Толубеева // Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона (Лен-2012): сборник трудов междунар. научно-техн. конф. / КГТУ. - Кострома, 2012. - С. 61-62.

56. Толубеева, Г.И. Разработка компьютерной технологии проектирования однослойных тканей / Г.И. Толубеева // Современные технологии и оборудование текстильной промышленности (ТЕКСТИЛЬ-2012): тез. докл. междунар. научно-техн. конф. / МГТУ им. А.Н. Косыгина. - Москва, 2012. - С. 50.

Учебники и учебные пособия

57. Толубеева, Г.И. Основы проектирования однослойных ремизных тканей: учебник / Г.И. Толубеева. - Иваново: ИГТА, 2005. - 200 с.

58. Толубеева, Г.И. Главные и мелкоузорчатые переплетения: учебник / Г.И. Толубеева, Т.И. Шейнова, Т.Ю. Карева, Р.И. Перов. - Иваново: ИГТА, 2006.-Ч. I. - 180 с.

59. Толубеева, Г.И. Теория строения и проектирования тканей: основные положения и понятия: учебник (рекомендован научно-методическим советом ИГТА в качестве учебника для сам. работы) / Г.И. Толубеева, Т.И. Шейнова, Т.Ю. Карева, Р.И. Перов. - Иваново: ИГТА, 2012. - 228 с.

60. Толубеева, Г.И. Основы проектирования крупноузорчатых тканей: учебник (рекомендован научно-методическим советом ИГТА в качестве учебника для сам. работы) / Г.И. Толубеева. - Иваново: ИГТА, 2012. - 344 с.

61. Кальченко, А.И. Автоматизированная технология проектирования хлопчатобумажных тканей (цикл лекций, рекомендован центральным правлением ВИТО легкой промышленности) / А.И. Кальченко, Г.И. Муратова. - М.: ВНТОлегпром, 1991. - 28 с.

Выражаю благодарность доктору технических наук, профессору Григорию Ильичу Чистобородову за оказанную помощь в подготовке диссертации.

Подписано в печать 22.02.2013. Формат 1/16 60x84. Бумага писчая. Плоская печать. Усл. печ. л. 2,33. Уч.-изд. л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ № 3874

Редакционно-издательский отдел Ивановской государственной текстильной академии Копировально-множительное бюро 153000 г. Иваново, Шереметевский проспект, 21