автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.01, диссертация на тему:Развитие методов и совершенствование средств исследования физико-механических свойств волокнисто-пористых материалов легкой промышленности



Соколовский Алексей Ратмирович

РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СРЕДСТВ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОЛОКНИСТО-ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Специальность 05.19.01 - «Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1 0 ОсЗ ш

4854021

На правах рукописи

Соколовский Алексей Ратмирович

РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СРЕДСТВ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОЛОКНИСТО-ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Специальность 05.19.01 - «Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Диссертация выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет дизайна и технологии» на кафедре «Материаловедение».

Научный консультант - доктор технических наук, доцент

Ведущая организация: ГОУВПО «Казанский государственный технологический университет», г. Казань.

Защита состоится «16» марта 2011 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.144.02 при ГОУВПО «Московский государственный университет дизайна и технологии», по адресу: 117997, г. Москва, ул. Садовническая, д. 33, ауд. 156.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО «Московский государственный университет дизайна и технологии»

Кирсанова Елена Александровна.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Родэ Сергей Витальевич;

доктор технических наук, профессор Койтова Жанна Юрьевна;

доктор технических наук, профессор Бесшапошникова Валентина Иосифовна

2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Макарова Н.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Развитие и повышение эффективности производств товаров народного потребления, быстрая смена ассортимента изделий, необходимость решения задач по улучшению качества выпускаемой продукции обусловливают актуальность исследований, направленных на определение особенностей деформационного поведения и предельных состояний волокнисто-пористых натуральных материалов легкой промышленности. Как известно, что наибольшее количество дефектов, выявляемых в процессе жизненного цикла, этих материалов связано с их реологическими и прочностными свойствами.

В этой связи проведение комплексных исследований вызвано необходимостью понимания закономерностей поведения волокнисто-пористых натуральных биокомпозитов как анизотропных структурно-неоднородных сред, прогнозирования структурных изменений при направленных физико-механических воздействиях и разработкой новых композиционных материалов с заранее заданными свойствами.

Сложность проблемы связана с отсутствием в настоящее время системности исследований и предопределяет проведение глубокого анализа таких материалов с использованием структурно-системного подхода, методов механики сплошных сред, современных методов математического и физического моделирования.

Важной задачей является не только создание теоретических основ получения волокнисто-пористых биокомпозитов с прогнозируемыми свойствами, но и разработка неразрушающих методов и устройств для диагностирования структуры материалов, как на различных технологических этапах создания, так и в процессе изготовления изделий из них.

Исследования, связанные с эффективным использованием волокнисто-пористых натуральных биокомпозитов при существующих объемах их использования и экологических проблемах при их производстве, имеют важное научное и народнохозяйственное значение.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематическими планами НИР ГОУВПО МГУДТ и НТИ МГУДТ (филиал), в рамках НИР «Разработка методологии моделирования напряженно-деформированного состояния носочно-пучковой части обуви при формовании» (отчет по НИР/НТИ МГУДТ госрег. № 01.2.007 02829 М.: ВНТИЦентр. 2007) и договором о творческом сотрудничестве НТИ МГУДТ (филиал) и ИГД СО РАН (согласно целевой программе «Интеграция науки и высшего образования в РФ на 2002-2006 годы»).

Цель работы - разработка комплекса методологических принципов по созданию и совершенствованию неразрушающих методов и технических систем контроля реологических и прочностных свойств волокнисто-пористых биокомпозитных материалов.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- разработать методологические принципы исследования физико-механических свойств волокнисто-пористых биокомпозитных материалов на основе системно-структурного подхода;

- исследовать закономерности изменения прочности кожевой ткани на различных этапах технологического цикла выделки кожи и меха, выявить эмпирические и теоретические зависимости предельных состояний с учетом анизотропии, скорости деформирования и многослойности материала;

- выявить параметры акустической эмиссии (АЭ), отражающие закономерности кинетики накопления повреждений в кожевой ткани и разработать методику неразрушающего определения прочности волокнисто-пористого биокомпозита;

разработать и реализовать методологической подход к прогнозированию прочностных свойств кожевой ткани, позволяющий повысить эффективность исследований;

- получить математические модели физико-механических свойств кожевой ткани и на их основе исследовать влияние структурных изменений на ее деформационные свойства;

- разработать методики оценки реологических свойств волокнисто-пористых биокомпозитов;

- разработать методологические принципы направленного синтеза реологических свойств кожевой ткани, с учетом связи между критерием, характеризующими структуру материала, и параметрами технологических воздействий;

- разработать методику управления технологическими процессами изготовления изделий по оценке состояния внутренней структуры материала.

Объектами исследования являются методы и средства испытаний волокнисто-пористых биокомпозитов, используемых для производства товаров народного потребления, технологические и технические системы, обеспечивающие изменение этих свойств как на этапе процесса создания материалов, так и на этапах получения изделий с их использованием. В качестве модельного материала использовалась кожевая ткань, имеющая сложную волокнисто-пористую структуру с вероятностными свойствами.

Методы исследований включают методологию системного анализа; статические и квазистатические экспериментальные методы исследования реологических и прочностных свойств волокнисто-пористых биокомпозитов, метод акустической эмиссии, метод планирования эксперимента, статистические методы обработки, анализа и моделирования экспериментальных данных. При обработке данных использовался регрессионный анализ и стандартные пакеты вычислительных программ. При теоретических исследованиях использовались методы математического моделирования с применением основных положений механики

деформируемого твердого тела, теории конечных элементов, методы нейронных сетевых моделей.

Достоверность выводов и рекомендаций работы обеспечивается использованием апробированных средств и методик проведения исследований, достаточным объемом и сходимостью результатов теоретических и лабораторных исследований.

Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:

- развиты методологические принципы исследования физико-механических свойств волокнисто-пористых биокомпозитов, основанные на системно-структурном подходе изучения системы «материал»;

- установлены закономерности изменения предельных деформаций и напряжений, прочности лицевого слоя, прочности сцепления лицевого и основного слоя кожи и кожевой ткани на отдельных технологических операциях в зависимости от направления и скорости деформирования материала;

- выявлена связь между параметрами акустической эмиссии и структурными изменениями при деформации волокнисто-пористого материала, что позволяет проводить анализ кинетики образования дефектов структуры;

- предложены методы для прогнозирования прочности кожевой ткани и алгоритмы их реализации на основе использования контрольного эталона и определения прочности по начальной скорости нарастания импульсов акустической эмиссии;

- разработан методологический подход к прогнозированию прочностных свойств волокнисто-пористых биокомпозитов с использованием нейронных сетей, что позволяет повысить эффективность исследований;

- предложены математические модели для описания физико-механических свойств волокнисто-пористых биокомпозитов используемых в легкой промышленности, разработаны методы и устройства, позволяющие определить величину единичного спектра напряжения, среднее время релаксации, величину временной фрактальной размерности материала;

- доказано, что использование коэффициента редукции в качестве критерия направленного изменения вязкоупругих свойств волокнисто-пористого биокомпозита на механических операциях обработки позволяет определять смещение спектра релаксации в зависимости от параметров технологических воздействий;

- разработаны методологические принципы получения биокомпозита с заранее заданными вязкоупругими свойствами за счет задания оптимальных по коэффициенту редукции параметров проведения технологических операций;

- методом численного моделирования получено распределение напряжений и деформаций в волокнисто-пористом материале при объемном формовании, что позволило обосновать техническое решение управления технологическим процессом по спектрам акустической эмиссии.

Практическая ценность и реализация. Разработанные на единой методологической основе методики и технические средства неразрушающего контроля и прогнозирования физико-механических свойств позволяют:

- прогнозировать прочностные показатели кожевенного и мехового материала, к которым относятся предельные напряжения и деформации при треске лицевого слоя и разрыве кожевой ткани, коэффициент сцепления лицевого с основным слоем, в зависимости от направления и скорости деформирования при минимальном количестве опытов, что позволяет уменьшить трудоемкость исследований, решить ряд задач по рациональному использованию сырья и ресурсосбережению;

- прогнозировать прочность кожевой ткани кожи и меха методами контрольного эталона и определения прочности по начальной скорости нарастания импульсов акустической эмиссии;

- получать кожевую ткань с заранее заданными свойствами за счет оптимального по коэффициенту редукции проведения технологических операций и рекомендаций по модернизации оборудования;

- оценивать напряженно-деформированное состояние изделия и управлять технологическим процессом по спектрам акустической эмиссии в процессе технологических операций.

Отдельные методики, локальные информационные подсистемы и функциональные устройства для обеспечения определения и прогнозирования свойств кожевенных материалов апробированы и внедрены в ЗАО «Сибирская кожгалантерея», ЗАО СОК «Вестфалика», ЗАО КОРС, на ООО МК «ЛИС», ООО НПЦ «ЛОГОС».

Материалы исследований и разработок широко используются в учебном процессе при чтении лекций, курсовом и дипломном проектировании в Новосибирском технологическом институте МГУДТ и на кафедре материаловедения МГУДТ.

Для теории имеет существенное значение: развитие теоретических аспектов исследования деформационных свойств волокнисто-пористых биокомпозитов, методики определения предельных напряжений и деформаций неразрушающим методом по показателям акустической эмиссии, применение нейеросетевых моделей для прогнозирования прочностных свойств, структурная и феноменологическая модели деформации материалов, новые методы и средства оценки деформационных свойств, установленные закономерности изменения структуры и свойств материалов как при производстве биокомпозитного материала, так и изделий из него.

Автор защищает:

- методологические принципы исследования физико-механических свойств волокнисто-пористых биокомпозитов;

- результаты экспериментальных, теоретических исследований, технические решения устройств и алгоритмы реализации методологических принципов неразрушающего контроля и прогнозирования деформационных и прочностных свойств кожевой ткани;

- метод и алгоритмы оптимизации физико-механических свойств кожевой ткани на механических операциях обработки кожевенного и мехового полуфабриката;

- метод, алгоритмы моделирования и технические решения для управления технологическим процессом формования изделий из волокнисто-пористых биокомпозитов.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на:

- втором международном Сибирском конгрессе по прикладной и индустриальной математике (ИНПРИМ-96, Новосибирск); втором и третьем Корейско-Российском международном научно-техническом симпозиуме (КОРУС-97 Ульсан, Ю. Корея, 1997 г, KORUS-99 Новосибирск, 1999 г.); 6Л International Symposium on science and technology Novosibiisk State Technical University 24-30 June 2002; международных научно-технических конференциях «Актуальные проблемы науки, техники и экономики легкой промышленности» (Москва, 2000), «Динамика систем, механизмов и машин» (Омск, 2009); международных научно-практических конференциях «Новое в дизайне, моделировании, конструировании и технологии изделий из кожи» (Шахты, 2003), «Научно-образовательный потенциал нации и конкурентоспособность страны» (республика Казахстан, Тараз, 2008, 2010); международных научных конференциях «Актуальные проблемы науки, техники и экономики производства изделий из кожи» (Витебск, 2004), «Экологические и ресурсосберегающие технологии промышленного производства» (Витебск, 2006), «Новое в технике и технологии текстильной и легкой промышленности» (Витебск, 2009); всероссийских научно-практических конференциях "Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования" (Юрга Кем. обл., 1999 г.), «Новые технологии в научных исследованиях и образовании» (Кемерово, 2001), «Новые материалы и технологии» («МАТИ», Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского, 2008), «Актуальные проблемы проектирования и технологии изготовления текстильных материалов специального назначения» (ТЕХТЕКСТИПЬ-2007, ТЕХТЕКСТИЛЬ-2009, Димигровград); на региональных научно-практических конференциях «Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования» (Кемерово, 1997 г.); на семинарах лаборатории статической прочности (1985 г.) и динамической прочности (1986 г.) Института гидродинамики им. МА.

Лаврентьева СО РАН, семинаре «Трудосберегающие технологии и техническое перевооружение в легкой промышленности» МДНТТТ (Москва, 1985 г.).

Личный вклад автора состоит в обобщении известных результатов, постановке задач и разработке методик экспериментальных исследований, разработке математических моделей и алгоритмов численного моделирования, обработке, анализе и формулировке выводов по полученным результатам. Экспериментальные исследования и конструкторские решения осуществлялось при непосредственном участии автора. Автору принадлежат основные идеи работ, опубликованных в соавторстве, использованных при написании настоящей диссертации.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в 65 научных публикациях, в том числе: 2 монографиях, 12 статьях в журналах входящих в список ВАК, авторском свидетельстве СССР, 3 свидетельствах об официальной регистрации программ для ЭВМ.

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на 273 страницах основного текста, в том числе содержит 103 рисунка и фотографии, библиографию 242 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности научных исследований, определены цели, основные задачи и методы исследования. Приведены сведения об объекте исследования, дана характеристика научной новизны, и практической значимости работы.

В первой главе на основе системно-структурного методологического подхода к исследованию материалов осуществляется анализ волокнисто-пористых биокомпозитов с системной, синергетической, информационной точек зрения.

Приводится обобщенное рассмотрение волокнисто-пористых биокомпозитов как систем, устанавливаются системные атрибуты, определяются методы и этапы изучения и разработки материала. Аналитический обзор современных представлений о структуре кожевой ткани позволяет осуществить разработку иерархического представления структуры волокнисто-пористых биокомпозитов (рис.1).

Показано, что структура кожевой ткани отличается сложным иерархическим строением и представляет собой статистический ансамбль микро, мезо и макроэлементов, различных по своим физико-химическим свойствам, размерам и форме расположения волокон, пор и наполнителя, распределенных в объеме некоторого континуума и взаимодействующих между собой.

Макроструктура поверхностная пористость многосложность материала о

М«оструктура хапилярная пористость вопокнисто-сетчатая структура концентрация гийратнах фаз л 1 м ш £

Микроструктура 1 1- ь- о о

первичная, вторичная. о

третичная и четвертичная структура коллагена

Рис. 1. Декомпозиция системы «кожевая ткань» по подсистемам

Обоснована необходимость исследования свойств и структуры волокнисто-пористых биокомпозитов в целом как систем, соединенных отношениями, порождающими интегративные свойства материала (рис.2) с учетом всех этапов жизненного цикла (ЖЦ).

С позиций синергетического подхода осмысливается роль диссипативных структур кож. Отмечено, что дислокационные структуры в кожевой ткани при снятии внешнего воздействия релаксируют, частично переводя материал в квазиравновесное состояние. Этот эффект проявляется на макроуровне при изменении физико-механических свойств кожевой ткани после различных технологических операций. Указываются возможности анализа воздействия внешних факторов на изменение свойств этих структур. Предлагается рассматривать релаксационные характеристики материала как меры изменения его структуры.

Сделано предположение о фрактальном характере строения кожевой ткани на различных иерархических уровнях. На уровне микроструктуры проявляются геометрические фрактальные свойства, на уровне мезо и макроструктуры - как геометрические, так и временные фрактальные свойства.

С применением положений информационного подхода проводится дальнейшее дополнение методологических принципов анализа композиционных материалов, как сложных систем. Информационная составляющая материала рассматривается на нескольких иерархических уровнях как мера состояния внутренней структуры материала и как показатель идентификации материала. На низшем иерархическом уровне сигналы об изменении реологических характеристик материала, могут быть использованы при выборе динамических параметров технологических воздействий, как в процессе направленного изменения материала при его создании, так и при изготовлении из него изделий.

На высшем иерархическом уровне информация о свойствах материала, математических моделях характеристики деформационных и прочностных свойств должна использоваться в САЬБ-технологиях

поддержки жизненного цикла изделий на всех этапах жизненного цикла, как самого материала, так и изделий из него.

Показано, что использование системных, синергетических и информационных показателей структуры материалов для создания материалов с заранее заданными свойствами не возможно без разработки инструментальных методов и средств их оценки.

Проведен анализ математических моделей и методов определения физико-механические свойств и предельных состояний материалов. Отмечается, что в работах Васильева С.С., Жихарева А.П., Зыбина Ю.П., Чернова Н.В., Шестаковой H.A. и других авторов используется как феноменологический, так и структурный подход к описанию физико-механических свойств кожевой ткани. Однако существующие модели не позволяют учитывать влияние структурных параметров волокнисто-сетчатой структуры на физико-механические свойства материала и прогнозировать предельные состояния кожевой ткани.

Рассмотрены методы неразрушающего контроля материала. Отмечено, что деформация кожевой ткани представляет собой сложный многостадийный и многоуровневый процесс, в котором задействованы различные механизмы. Проанализированы основные методы определения параметров структуры материалов и деформационных свойств материалов.

Вторая глава посвящена исследованию закономерности изменения прочности кожевой ткани на различных этапах технологического цикла выделки кожи и меха, выявлению эмпирических и теоретических зависимостей предельных состояний с учетом анизотропии, скорости деформирования и многослойности материала.

Для описания поверхностей начального разрушения и предельного состояния кожевой ткани использовались тензорные уравнения поверхности прочности или предельных деформаций, которые с учетом допущений инверсии прочности для плоской задачи имеют вид:

от, (ст, а) = (р1222 (а, с, а) ■ cos4 (а) + 2 • рт, (а, а, а) ■ sin2 (а) • cos2 (а) + ш (а, а, а) ■ sin4 (а))~°-5,

£0Т(ё, а) = (sm2 (е, é, а) • cos4 (а) + 2 • sm, (е, é, а) • sin2 (а) ■ cos2(ct) + (1)

+jlul(e,é,a)-sm4(a))"<''5,

где /^(аДа), _ pnn(c,ó,a), plxu(o,á,a) J2222(e,s,a), s2211(s:,¿,a),

>

íml(s,é,a) — величины тензоров поверхности соответственно предельных напряжений и предельных деформаций в зависимости от скорости деформирования; а - угол между осью симметрии материала и направлением растяжения; aoj (ó,a), slyy(ó,a) - соответственно предельные напряжения и предельные деформации.

к

о

х

а> и

•е-

о хз 2 я

13

о

03

ё

3

»

я

о о

О! X о За к

г X о в

о »

а я о й ст и о т

X

о

3

к

ст X

о

ся

о о

о

а 1<

■ей, о\ тз к

я р)

тпмаплдосие модели физпко-межмическщ свойств

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ИЗДЕЛИЙ

V! 43

1

и

Проведены экспериментальные испытания различных видов волокнисто-пористых материалов, в том числе эластичных кож, бычины хромового дубления и полукожника хромового дубления, кожевой ткани тонкорунной овчины и шкур из рыб (зеркальный карп).

Проверка адекватности выражений (1) осуществлялась сравнением экспериментальных и расчетных значений при а = 30° и 60°. В таблице 1 представлены значения отклонения расчетных и экспериментальных значений для различных видов кож.

Таблица 1.

Отклонение расчетных и экспериментальных значений _ для различных видов кож_

Вид кожи Отклонение предельных напряжений, % Отклонение предельных деформаций, %

30° 60" 30и 60°

Эластичные кожи 12,42 8,15 6,16 8,21

Бычина хромового дубления 18,35 15,34 5,22 10,69

Полукожник хромового дубления 16,82 10,36 4,6 11,52

Тонкорунная овчина 21 - 2,1 -

Рыбья шкура (карп зеркальный) 16,3 - 10,2 -

Исследовано влияние скорости деформирования на предельные состояния волокнисто-пористых материалов и получены регрессионные зависимости тензоров предельных деформаций от скорости деформирования. Зависимость предельных деформаций от скорости деформирования аппроксимировалась полиномом второго порядка

г(ё)=а-к1 +Ь-е+с, ^

Коэффициенты приведены в таблице 2.

На разных этапах технологического процесса обработки волокнисто-пористого композита механические воздействия на материал могут превысить допустимые величины, что приводит к потере целостности материала. Проведены исследования изменения предельных показателей на операциях разводки и тяжки кожевенного и мехового полуфабриката. Установлено, что при разводке происходит уменьшение прочности кожевой ткани, а при тяжке увеличение, что необходимо учитывать при назначении параметров проведения данных технологических операций.

Таблица 2.

Коэффициенты уравнений аппроксимации_

Направление нагружения к хребтовой линии До обработки После обработки

а Ъ с а Ъ с

Тонкорунная овчина (технологическая операция «разбивка-мягчение»)

0° -0,473 0,031 0,182 -0,134 -0,037 0,193

90° -0,284 0,084 0,239 -0,051 -0,166 0,326

45° -0,995 0,232 0,355 -0,015 -0,095 0,392

Полукожник хромового дубления (технологическая операция «разводка»)

0° -3,889 -0,758 0,536 -0,332 -0,937 0,540

90° -1,415 -0,476 0,616 15,872 -1,999 0,568

45° -0,380 -0,403 0,634 -9,338 -0,390 0,581

Кожевая ткань на макроструктурном уроне представляет собой двухслойный материал, при этом в зависимости от величины физико-механических воздействий может происходить его расслаивание.

Для оценки предельных касательных напряжений при отрыве лицевого слоя и коэффициента сцепления слоев была рассмотрена модель кожевой ткани, представленная на рисунке 3.

4 1 .г dx

1- Т к А

тdx

P + dP

dx.

Рис. 3. Расчетная схема для определения предельных касательных напряжений, возникающих между двумя слоями материала: 1 - лицевой слой; 2 - основной слой.

На основе этой модели для оценки предельных касательных напряжений при отрыве лицевого слоя и коэффициента сцепления слоев получены формулы:

4A'eh

к =

h

4 A'h

arch

1

М

arch

1-

V А' ■ е

(

(3)

А е J

(4)

где к - коэффициент сцепления слоев, Па/м; А - тангенс угла наклона характеристики <т - е при предельных значениях показателей; h - толщина лицевого слоя, мм; 1к - предельная длина образца при которой происходит разрыв лицевого слоя, мм; [0] - предельное напряжения возникающее при разрыве лицевого слоя, Па; е - предельная деформация материала.

Для описания анизотропии изменений были использованы тензорно-полиномиальные соотношения:

тоТ(а) = (Рш:(т>а)' cos4(а) + 2 • />,,,,(т,а) - sin3(а) ■ cos2(а) +

+Am(T,a)-sin4(a))-0'5, (5)

Из диаграммы предельных касательных напряжений при разрыве лицевого слоя (рис. 4) видно, что предельные касательные напряжения анизотропны и принимают наибольшие значения при угле 45° к направлению хребтовой линии, при этом максимальная их величина в 1,7 раза выше значений поперек хребтовой линии и в 1,25 значений вдоль хребтовой линии.

100 90 80

Рис. 4. Диаграмма распределения предельных касательных напряжений при разрыве лицевого слоя

250 ~ 290

' 260 270 2S0

В третьей главе показана эффективность использования акустической эмиссии (АЭ) в целях идентификации и оценки накопления повреждений, рассматриваются информативные параметры, экспериментальная установка, особенности регистрации и обработки принимаемых акустических сигналов. Разработаны акустико-эмиссионные методы неразрушающего прогнозирования прочности волокнисто-пористых материалов.

Проведены экспериментальные исследования образцов на одноосное растяжение и анализ кинетики накопления повреждения структуры кожевой ткани с использованием метода акустической эмиссии (АЭ). На основании

экспериментальных данных выявлены основные закономерности АЭ при пластическом деформировании материалов (рис. 5). Из графиков видно, что при увеличении деформации свыше 30% (с > 0,3) происходит резкое изменение наклона кривых суммарного счета, энергии и увеличение активности АЭ, что указывает на смену механизма разрушения.

Рис. 5. Характерные кривые акустической эмиссии и напряжения от величины деформации £:

- суммарный счет АЭ,

N - скорость счета суммарной АЭ, с - напряжение в материале

На характерных кривых зависимости скорости актов АЭ от деформации можно выделить три зоны: в 1-ой происходит накопление микродефектов в кожевой ткани с относительно небольшой скоростью, что соответствует начальному процессу повреждаемости; во 2 - ой происходит дальнейшее накопление микродефектов объединение микропор и микротрещин до критической длины, причем скорость образования дефектов увеличивается и возникает макродефект, связанный с разрушением лицевого слоя; в 3-ей зоне скорость накопления дефектов падает, происходит процесс образования больших несплошностей в материале за счет интеграции внутренних пор и разрыв пучков волокон, рост макродефектов и как следствие - лавинное разрушение.

Показатели фрактальной размерности И для двух зон: начального (О = 1,21 ±0,1) и критического (£> = 1,42 + 0,8) процесса разрушения для образцов кожи хромового дубления из бычины подтверждают разницу в

процессах образования дефектов в первой и третьей области пластических деформаций и накопления повреждаемости структуры кожевой ткани.

Установлены особенности и общие закономерности зависимости суммарного количества и скорости актов АЭ от напряжения и деформации в волокнисто-пористых биокомпозитах, характеризующие стадийность накопления повреждений.

Для прогнозирования предельных деформаций кожевой ткани в работе предложены два метода неразрушающего контроля: статистический метод контрольного эталона и метод определения прочности по начальной скорости нарастания импульсов АЭ.

Первый метод основан на сравнении распределений суммарных актов АЭ ультразвукового диапазона при деформировании исследуемого и эталонного образца, второй - на связи прочности материала и угла наклона касательной к кривой ]Глг = /(/) в начальный момент измерения.

Исследования проводились при одноосном деформировании образцов. Прочность контрольных образцов определялась по значениям параметров акустической эмиссии при их деформациях в пределах 30-70 % от предельной деформации эталона. Регистрация сигналов акустической эмиссии и перемещений позволило определять различные показатели акустической эмиссии в зависимости от времени процесса, деформаций и напряжений, возникающих в образце.

По методу контрольного эталона для связи показателей акустической эмиссии и величины деформации было использовано распределение Седракяна (свидетельство о регистрации программ № 2010611049).

Предельная деформация кожи определяется при сравнении показателей АЭ эталонного и исследуемого образцов:

где е7 - прогнозируемая предельная деформация исследуемого образца; еэт - предельная деформация эталона; Иэт - интегральная сумма импульсов АЭ, достигнутая при деформировании эталона до (0,3-0,7)еэг; N1 -интегральная сумма импульсов АЭ, достигнутая при деформировании исследуемого образца до (0,3 - 0,7)еЭ7-; - коэффициент, учитывающий разницу в объемах исследуемого образца и эталона; тэт, ~/эг и т[, у, -параметры распределения эталона и исследуемого материала.

(6)

V/

т,

Результаты по прогнозированию прочности эластичных кож методом контрольного эталона приведены в таблице 3.

Таблица 3.

Результаты прогноза методом контрольного образца ___при одноосном деформировании _

№ « кГ 3 Я § 0,5 £* 5 эксп. 0,7*1,

парти и кож Е5 в 3 а а 2 я " ? Я о. ю О ^ЭКСП. * е раем. * ^рас ч. А„,„„,% * ^раем.

1 0,116 0,043 62,765 0,05 56,407 0,105 9,16

1 2,07 2 0,142 0,302 112,86 0,1 29,142 0,133 6,23

3 0,142 0,268 88,85 0,137 3,19 0,149 5,52

4 0,148 0,164 10,3 0,398 168,26 0,395 166,3

2 1 0,209 0,506 141,79 0,506 141,79 0,107 49,02

2 0,225 0,344 52,832 0,189 16,212 0,189 16,21

1 0,201 0,128 36,21 0,128 36,21 0,226 12,69

3 1,03 2 0,204 0,066 67,508 0,066 67,508 0,153 25,12

3 0,184 0,169 8,055 0,143 22,437 0,527 186,0

4 0,178 0,068 61,87 0,147 17,021 0,274 54,47

1 0,152 0,528 248,02 0,228 50,344 0,146 3,469

3 0,137 0,381 178,50 0,235 72,287 0,144 5,371

4 1,33 4 0,146 0,296 103,11 0,32 119,306 0,148 1,69

5 0,168 0,389 131,36 0,391 132,028 0,313 85,70

6 0,146 0,786 438,86 0,46 215,696 0,246 68,72

7 0,146 0,253 73,223 0,302 107,001 0,212 45,17

Установлено, что метод очень чувствителен к результатам испытаний, на точность прогноза большое влияние оказывает методика определения эталонных значений.

Метод определения прочности по начальной скорости нарастания импульсов АЭ основан на гипотезе существования зависимости предельных деформаций материала от скорости нарастания импульсов АЭ ер=/(А^№Ана начальных этапах деформирования.

Для подтверждения гипотезь1 были проведены эксперименты на одноосное деформирование образцов кожевой ткани (рис. 6).

О 0,001 0,002 0,003 0,004 ^а

Рис. 6. Зависимость между предельными

деформациями и скоростью накопления повреждаемости

1 - бычина; 2 - эластичные кожи; 3 - полукожник; 4 - яловка

Установлено, что зависимость предельных деформаций материала ер от скорости нарастания импульсов АЭ Д£УУ/Д/ на начальных этапах деформирования достаточно точно аппроксимируется линейной функцией. Получена корреляционная связь между гр и скоростью накопления повреждаемости = /Л( на стадии микропластических деформаций с учетом объема образцов, при этом меньшей скорости соответствует больший предел прочности (таблица 4).

Таблица 4.

Результаты аппроксимации зависимости предельных деформаций от

Тип кожи Уравнение аппроксимации Точность, %

1 £„=-68,1 1 ,1 + 0,58 4,7

2 10,9 +0,43 1 * ) 1,6

3 (аУи £,=-34,75^ % +0,41 6,9

4 (аУ лП £ =-10,19 +0,29 1 Д' ; 9,9

Погрешность аппроксимации не превышает 10%. Полученные величины коэффициентов в уравнениях зависят от вида исследуемых кож, в связи с этим построение обобщающей зависимости приводит к понижению точности аппроксимации.

Разработана установка и методика для исследования АЭ и прогнозирования прочности кож при двухосном деформировании при продавливании зажатого по контуру образца в процессе активного деформирования контролируемого объекта.

С целью возможности использования параметров эталона, полученных при одноосном деформировании для прогнозирования прочности по результатам двухосного деформирования в выражение (6)

были введены поправочные коэффициенты В для и К для т!

г

_ тЭТ

2Х

Е/ — Ът

1-

1

Km,

(7)

Относительная погрешность прогнозируемого значения прочности по результатам двухосного деформирования составила не более 9,3%.

В четвертой главе разработана методика построения поверхностей предельных состояний материалов при сокращенном количестве испытаний за счет применения нейронно-сетевого моделирования. Основным преимуществом нейронных сетей по сравнению с классическими методами регрессионного анализа является принципиально более слабое требование к идентификации модели.

Разработан алгоритм исследования предельных состояний кожевой ткани (рис. 7) с применением нейро-сетевого моделирования, позволяющий повысить эффективность исследований.

На основе результатов численного моделирования разработаны основные принципы формирования базы данных нейронных сетевых моделей и установлены условия выбора моделей, обеспечивающие высокую точность прогноза.

Для моделирования была использована искусственная нейронная сеть многослойного перцептрона (MLP). В качестве метода обучения применялся метод обратного распространения ошибки - интерактивный градиентный алгоритм обучения, обладающий высокой устойчивостью.

Измерительное устройство

Буф ер дэлавйх '

;. Задача, реального ' времени

3

Терминал

Проведение испытаний

Условия испытаний

И—

Задание условии испытаний

Х'е->учьг:ЮЛ 1Н1п.к;и«ти

Выбор нейронной сетевой модели

Расчет показателей прочности а , в

I Расчет поверхности прочности

Терминал

Таблицы

Рис. 7. Алгоритм исследования предельных состояний кожевой ткани

Исследование работоспособности сетей проводилось на экспериментальных данных предельных состояний различных видов кож и кожевой ткани меховой овчины.

Для повышения эффективности работы сетей разработана методика статистического моделирования данных для обучения нейронной сети. Разработан ряд нейронных сетей для прогноза прочности волокнисто-пористого биокомпозита, исходя из различных входных параметров.

В таблице 5 приведены результаты исследований по точности прогнозирования отдельных моделей.

Таблица 5.

Точность прогнозирования разработанных _нейронных сетевых моделей__

Входные переменные Выходные переменные Ошибка

X, - значения прочности кожи в продольном направлении; Х2 - значения прочности лицевого слоя кожи в продольном направлении; Х3 - значения прочности кожи в поперечном направлении; Х4 - значения прочности лицевого слоя кожи в поперечном направлении У) - значения прочности кожи в направлении 45° к продольному направлению 0,1%

У2 - значения прочности лицевого слоя кожи в направлении 45° к продольному направлению 3,8%

X, - значения прочности кожи в продольном направлении; Х2 - значения предельных деформаций в продольном направлении; Х3 - значения прочности кожи в поперечном направлении; Х4 - значения предельных деформаций кожи в поперечном направлении У! - значения прочности кожи в направлении 45° к продольному направлению 3,1%

У2 - значения предельных деформаций кожи в направлении 45° к продольному направлению 8,8%

В результате нейро-сетевого прогнозирования значений предельного напряжения на разрыв и предельных напряжений на разрыв лицевого слоя в направлении перпендикулярном хребтовой линии, исходя из значений предельных напряжений на разрыв и предельных напряжений на разрыв лицевого слоя кожи в направлении параллельном хребтовой линии по обобщенным данным по всем видам кож получено, что максимальная ошибка не превышает 14,06%. Дальнейшие исследования показали, что для увеличения точности прогноза необходимо построение нейросетевой модели для каждого вида кожи.

Использование разработанных нейро-сетевых моделей прогнозирования для каждого вида кож позволила увеличить точность прогноза до 9%.

Методика издана в виде отдельной научной брошюры, получила положительное заключение Новосибирского центра метрологии, стандартизации и сертификации и принята к использованию в производственных условиях предприятий кожевенного и мехового производства.

В пятой главе приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований по разработке математических моделей, созданию методик и установок, для прогнозирования упругих и вязкоупругих свойств материалов.

Разработана пространственная структурно-механическая модель волокнисто-пористого материала, на основе двумерной модели Б.С. Резникова. Для построения уравнений состояния пористо-волокнистых

биокомпозитов было принято, что механическая модель волокнистой основы материала состоит из повторяющихся элементов в виде октаэдров (рис.8). В отличие от обычных стержневых систем указанные элементы занимают некоторую часть объема элементарной ячейки материала.

Рис. 8. Структурный элемент кожевой ткани на мезоуровне как элементарный октаэдр

Механическое поведение связующего моделируется с помощью элементов АВ, ОР и СЕ, которые характеризуют деформирование связующего. При этом для простоты и определенности принято, что элементы АВ, СЕ и /Ж имеют прямоугольное поперечное сечение толщиной 1гх, Ну и а ширину Ъх, Ъу и Ь2. Кроме того, введены следующие обозначения: ОО - ОР = 1Х, ОС = ОЕ = 1У, ОА = ОВ = 4 - длины элементов ОР, СЕ и АВ соответственно; АЕ = ЕВ = ВС =СА= 1у2, Ж) = ИА = АР = РВ = 1Х1, СО = ОЕ = ЕР = РС = 1ху - длины соответствующих элементов, волокна имеют прямоугольное сечение; кхг и Ьх„ - толщина и ширина элементов АР, РВ, ВО и ОА соответственно; ку2 и Ьу2 - толщина и ширина элементов АЕ, ЕВ, ВС и СА; Ьху и Ъху - толщина и ширина элементов СО, ОЕ, ЕР и РС. Таким образом, данная модель представлена в виде октаэдра, имеющего один из ромбов (СОЕР) в качестве секущей плоскости (ОХТ),

который делит рассматриваемый октаэдр на две четырехугольные пирамиды, ориентированные таким образом, что секущий ромб является основанием для этих пирамид.

Для рассматриваемых композитов наиболее интересный вид деформирования с точки зрения их практического использования -растяжение вдоль осей структурной симметрии. В этом случае, учитывая особенности структуры материала (ее регулярность), считается, что усилия передаются только через узлы, в которых все элементы соединены шарнирно.

Введено понятие относительного удельного объемного содержания для каждого элемента композиции, т. е. отношение объема материала структурного элемента к суммарному объему всего материала октаэдра. Так, для волокон (т. е. элементов АР, РВ, ВО, ПА):

(8)

V

для элементов АЕ, ЕВ, ВС, С А:

4-й ■Ъ ■/

о® — >'г У2 Уг .

"2--у.-, (9)

для элементов АЕ, ЕВ, ВС, СА:

"з--р-. (10)

для связующего в направлении Ог (т. е. элемента АВ):

"4-—р—» (11)

для связующего в направлении Оу (т. е. элемента ОГ):

«5--р-> (12)

для связующего в направлении Ох (т. е. элемента СЕ):

ГЛ __У У У

£2б--р-» (13)

где V* - объем всех структурных элементов и связующего, определяемый соотношением:

у =4-/^-Ь^+^-Ь^+А^.Ь^+ЪК-Ъг -4 +2-К \-1Х +Ъку-Ъу-1у

При этом в выражении V 1-е, 2-е и 3-е слагаемое соответствуют объему волокон в ячейках-ромбах, а 4-е, 5-е и 6-е - объему связующих в узлах А, В, В, ¥ и С, Е, которые моделируются стержнями АВ, ОР и СЕ.

Из формул (8) - (13), имеем: ]$ГПг = 1, относительное удельное объемное содержание волокна = + + ^з и связующих: Ц. =Q4+Q5+Q6.

Геометрические параметры каждой ячейки-ромба и механические свойства ее элементов таковы, что оси координат Ох, Оу и Oz являются осями симметрии, как в ненагруженном состоянии, так и в процессе деформирования. При растяжении элементарного октаэдра напряжением с, приложенным в узлах D и F, учитывая соотношения (8) - (10) и тригонометрические значения углов после некоторых преобразований уравнения равновесия принимают вид:

а (П5 + Q,* + n¡) = gxQ5 + axzn° • sin2 Р + cr^QJ eos2 у ,

<t.Q4 + аиС2' ■ sin2 p + c^Qá sin2 а = 0, (14)

ст + а Sí^sin2 a + cr^íi" sin2 y = 0 ,

где gx, <5y, üz, Oj-2, qyz, oxy - напряжения соответственно в элементах FD, CE, AB, AF(FB, BD, DA), АС(CB, CE, EA, AQ, CD (DE, EF, FQ.

Для деформации ячеек-ромбов ex, £y, s2b направлениях осей с

(деформация элементов FD, СЕ и AB ), деформации в волокнах £r,, s>2,

Ejy (деформация элементов АС, CB, BE, ЕА и AD, DB, BF, FA CD, DE, EF, FQ из геометрических соотношений получены уравнения совместности:

О + 8 у» У = 0 + Е*У "cos2 a0 + 0 + £уУ -sin2 a0,

0 + О* = 0 + О* -eos2 Р0 + (1 + гх)2 -sin2 р0, (1 + Е,)• ígp = (1 + ех)2 ■ ígp0, V<T > 0, (15)

(1 + ех,)2 =(l + ej2-cos2y0 + (l + e,)2 -sin2y0, (l + sI)-így = (l + e;,)2-/gy0.

Для замыкания системы уравнений, определены уравнения состояния для каждого элемента октаэдра в предположении, что волокна и связующее имеют нелинейно-упругие свойства:

= = VvKf,

= в, • - КГ, ов = Вв-ев -|s Г, (16)

= ВУ! ■ ' К-Г ' , = В,у ■ • |е,, Г ' ,

где Вх ) Ву! В,, Вх:, В^, В1уг п - экспериментальные постоянные связующего и волокон.

В случае Вг ^ Ву Ф Вх) возможно учесть различие свойств связующего при деформировании в направлениях осей Ох, Оу, Ог. Вместо (16) можно использовать другие уравнения состояния для элементов композиции, например соотношения вязкоупругости.

Пористость материала со определялась как отношение объема пор V к объему всей элементарной ячейки-ромба Уе:

V . V

со — — = 1----П71

V V ' к '

е е

4

ГЛР V =—111 + 21 Ъ к + 21 Ъ к +21 Ъ к

ГДе е ^ х у г уг уг уг хг хг хг ху ху ху .

Из (17) получено соотношение, позволяющее исследовать изменение пористости в процессе деформирования:

ш = 1---2---

|(1+ег)(1 + Еу)(1 + ег)++ Пв2 + п;)п0 '

V

=

0 / I I

При исследовании предельного состояния условие прочности сформулированы следующим образом: для связующего

[о-; при as> О

_ Л , s = {xc,yc,zc) (19)

К при сrs<0

для волокна

0<а<а:.

Система уравнений (14), (15), (16) полностью описывает механическое поведение композита при одноосном нагружении. При этом предложенная математическая модель композита учитывает его структуру, различие механических свойств волокон и связующего и определяет не только деформацию в направлении действия внешнего усилия, но и поперечную деформацию в двух направлениях. Кроме того, полученные уравнения позволяют находить изменение структуры композита в процессе нагружения.

Полученная структурная модель кожевой ткани позволяет моделировать ее деформационные и прочностные свойства в зависимости

от удельного объемного содержания волокон и связующего, пористости, расположения и свойств структурных элементов.

По результатам проведенных экспериментальных исследований на одноосное деформирование образцов кожевой ткани решена обратная задача и идентифицированы значения параметров модели:

На рисунке 9 представлены результаты решения прямой задачи моделирования. Максимальные расхождения между расчетными значениями напряжений и результатами экспериментов составляют для образцов, вырубленных вдоль хре&товой линии, 29% при малых значениях деформации и 7% при предельных деформациях. Для образцов, вырубленных поперек хре&говой линии, максимальные расхождения составляют 30% в области деформации равной 0,3 и 15% при предельных деформациях.

Рис. 9. Результаты моделирования зависимости - е по структурной модели:

1 - расчетные значения вдоль хребтовой линии;

2 - поперек хребтовой линии;

3 - экспериментальные зависимости вдоль хре&говой линии;

4 - экспериментальные зависимости поперек

хре&говой линии.

влияния относительного объемного содержания волокон на деформационные свойства материала и определена функции-ональная зависимость пористости и деформаций и напряжений в материале.

Определено, что изменение количества волокна в данном пределе не оказывает существенного влияния на характер зависимостей. В тоже время увеличение процентного содержания волокна приводит к увеличению жесткости материала и уменьшению пористости.

Для оценки вязкоупругих свойств предложена методика, основанная на анализе спектров времен релаксации (ретардации). Рассмотрен феноменологический подход к моделированию реологиических свойств кож.

На основе аппроксимации спектра, предложенной Шварцлем и Ставерменом, получено выражение для определения спектра времен ретардации при продавливании образцов, зажатых по контуру:

Проведено численное исследование

Я'(т) = -i2674,68

0,85 6Я(/)-°''44 + Я(/)0'856

\ at ) dt

Л=2т (20)

где Я'(х) - функция спектра; / - время, с; II(t) - ход индентора, м.

На рисунке 10 приведены полученные спектры времен ретардации до и после технологической операции разбивки кожевой ткани овчины, на которых видно смещение спектра времен ретардации в результате проведения технологической операции разбивки. Величина смещения спектра зависит от результатов изменения физико-механических свойств материала и может являться оценкой качества проведения операций.

1ф(х)

-3

-4

rs

1

Рис. 10. Спектры времени ретардации кожевой ткани: 1 - до разбивки; 2, 3 - после разбивки

№

Разработан и экспериментально обоснован метод определения реологических показателей материала с помощью прокатывания ролика. В результате проведенного анализа существующих методик можно увидеть, что в настоящее время физико-механические свойства кожи определяются не по всей площади, а только в определенных стандартных точках кожевенного полуфабриката.

Для определения необходимых параметров, характеризующих свойства материала не разрушающим методом была принята математическая модель Хантера, описывающая процесс качения ролика по вязкоупругому полупространству:

= J_

Х F, R

Ъ' ~ (b ~ Vг" 'т-) (21>

1 + J ао J

где Рх и 172 - соответственно вертикальная и горизонтальная составляющие сил взаимодействия ролика с материалом, Н; Я - радиус ролика, м; Ура1 - скорость цилиндра, м/с; т - время релаксации, с; / -

напряжение однолинейного спектра релаксации МПа; а0 - полуширина зоны контакта при нулевой скорости (в неподвижном цилиндре), число

Деборы, м; а= 1 2 - полуширина зоны контакта, м; Ь' =Х'+*2 _ ^ 2 смещение центра контакта относительно центра цилиндра, м; хх,х2 -параметры определяющие площадку контакта, м.

Разработана методика и экспериментальный стенд общий вид представлен на рисунке 11.

Рис. 11. Экспериментальная установка по определению однолинейного спектра релаксации: 1 - подвижная платформа; 2 - материал; 3 - ролик; 4 -устройство для нагружения и регистрации действующих на ролик сил; 5, 6 -электромагнитные датчики систему измерения скорости; 7 - видеокамера

Согласно разработанной методике для определения физико-механических свойств материалов методом прокатывания задаются различные скорости перемещения и вертикальная сила, действующая на ролик, при этом экспериментально определяется горизонтальная сила и полуширина зоны контакта. Значение времени релаксации т и напряжение однолинейного спектра / определяется как среднее значение при двух скоростях испытаний по формулам:

-Л- ■ (х10 • Й+ь\-(к\0 -1)) - Л- .(Х1,-К+Ь\- (кг, -1))

у _ Р°1 о_Ура1\_

■ (х10 - л+¿> V -1)) ■ XI, - у^у ■ (Х1, ■ д+&1, - (А - О) ■ А> 22)

v* о - -o v* о „ (22)

= ^--

A:I„-

0 i+fi

ao aa

где Vp{„\0, скорости перемещения материала, м/с; Xb -

коэффициенты трения; R - радиус ролика, R= 0,035 м для данной установки; а\й и all - полуширина зоны контакта при двух скоростях,

м;Ы0) Ы, - смещение центра контакта относительно центра цилиндра при двух скоростях, м.

Проведены экспериментальные исследования взаимодействия ролика и эластичных кож при трех скоростях 0,046 м/с, 0,12 м/с, 0,22 м/с и трех значениях вертикальной нагрузки 5Н, ЮН и 20Н. Установлено, что для данного вида кож средняя величина времени релаксации т при данных условиях составляет 2,787 с и напряжение однолинейного спектра .У,=4,838 МПа.

Для оценки ширины спектра разработана методика определения временной фрактальной размерности da кож квазистатическим методом. Методика основана на одноосных испытаниях образцов материала при различных скоростях деформирования и использовании уравнения релаксации напряжений для фрактальной среды:

ст (/ ) = Е г (t) + } R (t, т )е (т )(d х f" , (23)

где R(r-s) - ядро релаксации; т - время релаксации, с.

По результатам экспериментальных исследований по разработанной методике определены значения временной фрактальной размерности для эластичных кож. Установлено, что временная фрактальная размерность для исследованной группы кож равна da = 0,367.

В шестой главе рассмотрены вопросы направленного изменения свойств волокнисто-пористых биокомпозитов, а также использования изменений свойств материалов в процессе изготовления изделий в качестве сигналов управления технологическими процессами.

Выдвинута гипотеза о существовании функциональной зависимости между параметрами технологической операции и величиной изменения вязкоупругих свойств материала. Для оценки изменения вязкоупругих свойств кожевой ткани при технологических воздействиях предлагается использовать принцип аналогий, в соответствии с которым, происходящие в кожевой ткани структурные изменения приводят к смещению спектра ретардации по шкале времен ретардации, что определяет величину коэффициента редукции

"nh^'')]- Функция изменения коэффициента редукции от параметров технологических воздействий устанавливается экспериментально.

Для проверки гипотезы о зависимости коэффициента редукции от параметров технологических операций проведены эксперименты по направленному изменению структуры кожевой ткани меховой овчины. Эксперименты проводились на специальном стенде, моделирующем работу разбивочной машины.

Разработана методика оценки качества проведения механических операций выработки кожевой ткани, основанная на сопоставлении органолептической оценки с параметрами функции желательности. В результате полного факторного эксперимента получено регрессионное уравнение

(г«ю ~ g) = 3,518 - 0,65S - 0,062F - 0,072ß + 0,014SF +

+ 0,002Fß + 0,018ßS-0,0006FßS, ( '

гДе Smax - величина отклонения текущего (измеренного перед технологической операцией) параметра функции желательности от максимально возможной величины; F - сила прижатия полуфабриката к рабочим органам машины, Н; S - величина подачи полуфабриката на рабочие органы машины, м; ß - угол подъема винтовой линии кромки ножа, град.

Установлена связь масштабного коэффициента редукции и показателями качества обработки на основе квазистатических испытаний кожевой ткани овчины на одноосное деформирование:

где с, - коэффициент пропорциональности, определяемый экспериментально, с, = 6,25.

Уравнение зависимости коэффициента редукции от параметров технологической операции будет выглядеть следующим образом:

In а = 0,563 - 0,1045 - 0,0099F - 0,0115ß + 0,0022,£F +

(251

+ 0,0003.Fß + 0,0029ß5 - 0,000096.Fß>S. v '

Проверка адекватности модели по критерию Фишера (Ррасч - 2,27 ■ 10"5; Fmafjl = 2,61) показала, что модель адекватна.

Полученная регрессионная зависимость позволяет управлять технологическим процессом для получения полуфабриката с заранее заданными свойствами.

На основании проведенных исследований ЖЦ изделий из натуральных кож было определено, что кожевая ткань испытывает наибольшие нагрузки при пространственном формовании изделий.

Разработана методика исследования напряженно-деформированного состояния материала во время пространственного формования изделий.

Методика включает геометрическое моделирование поверхности формуемого пуансона, разработку конечно-разностных моделей для численного моделирования процесса и проведение экспериментальных исследований для оценки адекватности моделей. Разработка моделей и численное моделирование процесса формования осуществлялось с использованием пакетов АШУЭ и С03М08\М (свидетельство о регистрации программ № 2010611048, № 2010610979). Экспериментальные исследования проводились на затяжных машинах на ЗАО «КОРС». В результате исследований (рисунок 12) получены значения распределений напряжений и деформаций по поверхности заготовки в виде графиков по различным сечениям, что позволило определить наиболее нагруженные места.

сечение №1

1 - моделирование; 2 - эксперимент

Рис. 12. Распределение деформаций по поверхности заготовки

В результате исследования возникновения акустической эмиссии в материале и моделирования напряженно-деформированного состояния заготовки предложено техническое решение по управлению технологической операцией на основе метода акустической эмиссии (A.C. СССР №1729433).

Основными элементами системы управления являются акустические датчики и исполнительные механизмы - соленоиды регулируемых напорных клапанов механизмов клещей, связанные посредством интерфейсов с микропроцессором. Исходная информация о свойствах материала заготовки и типоразмере колодки вводится в микропроцессор.

Во время вытяжки в зависимости от напряженно-деформированного состояния формуемого материала возникает акустической эмиссии соответствующего спектра частот. Информация от датчиков АЭ передается на микропроцессор, который управляя работой исполнительных органов машины увеличивая или уменьшая степень вытяжки материала.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработаны методологические принципы научных исследований физико-механических свойств волокнисто-пористых материалов, основанные на системно-структурном, синергетическом и информационных подходах анализа. Установлено, что волокнисто-пористые материалы представляют собой сложную многопараметрическую систему. Декомпозиция системы по структурным и информационным параметрам, исследование ее функций позволили установить системные атрибуты, определить методы и этапы изучения и разработки материалов.

2. Предложено при исследованиях волокнисто-пористых материалов использовать математические модели, методики и установки для прогнозирования свойств материалов, инвариантные к этапам ЖЦ материалов.

3. Установлено, что прочность, как монослоя (лицевой поверхности), так и всей кожевой ткани нелинейно зависит от скорости деформирования для разных видов исходного сырья на различных технологических этапах обработай и с высокой точностью определяется полиномом второго порядка.

4. На основе разработанной модели для оценки предельных касательных напряжений при отрыве лицевого слоя установлено, что они анизотропны, принимают наибольшие значения при угле 45° к направлению хребтовой линии, при этом максимальная их величина в 1,7 раза выше значений поперек хребтовой линии и в 1,25 значений вдоль хребтовой линии.

5. Показано, что наиболее информативным методом идентификации реальной поврежденности структуры волокнисто-пористых биокомпозитов является метод акустической эмиссии. Установлены параметры АЭ (суммарный счет АЭ и скорость счета суммарной АЭ), отражающие закономерности кинетики накопления повреждений в кожевой ткани.

6. Установлено, что величина фрактальной размерности зависимости скорости счета АЭ от деформации материала определяется разницу в процессах образования дефектов и может служить критерием оценки стадии накопления повреждений.

7. Разработан статистический метод прогнозирования прочности волокнисто-пористого материала, установлено, что на точность прогноза большое влияние оказывает методика определения эталонных значений.

8. Разработан метод прогнозирования прочности волокнисто-пористого материала по начальной скорости нарастания импульсов АЭ с точностью прогноза по данному методу для разных видов кож не превышающей 10%. Установлено, что построение обобщающей зависимости для всех видов кож приводит к понижению точности прогноза.

9. Показано, что использование нейро-сетевых моделей для прогнозирования прочностных свойств кожевой ткани позволяет т повысить эффективность исследований, в том числе уменьшить материальные затраты и трудоемкость испытаний материалов.

10. Показано, что использование разработанных принципов формирования базы данных и условий выбора нейронных сетевых моделей, методики статистического моделирования данных для обучения нейронной сети, обеспечивает высокую точность прогноза (ошибка не более 9%).

11. Разработана пространственная модель волокнисто-пористого биокомпозита и получены определяющие соотношения его напряженно-деформированного состояния, которые позволяют оценивать влияние структурных характеристик материала на его деформационные свойства.

12. Показано, что разработанные и экспериментально обоснованные метод определения времен релаксации и напряжения однолинейного спектра с помощью прокатывания роликом и методика определения временной фрактальной размерности da позволяют исследовать реологические свойства материала.

13. Разработана методика получения материалов с заранее заданными вязкоупругими свойствами, оптимальными по коэффициенту редукции. Получено регрессионное уравнение зависимости коэффициента редукции от технологических параметров операции «разбивка-мягчение» овчины.

14. Разработана методика моделирования напряженно-деформированного состояния волокнисто-пористого биокомпозита при объемном формовании и техническое решение управления технологическим процессом формования по параметрам АЭ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

Монографии

1. Соколовский, А.Р. Прогнозирование прочности волокнисто-пористых биокомпозитов с использованием нейронных сетей (монография) / А.Р. Соколовский-М.: МГУДТ. 2010. 92 с. ISBN 978-5-87055-121-0.

2. Ким, Ф.И. Методы и технологии моделирования напряженно-деформированного состояния заготовки обуви при формовании (монография) / Ф.И. Ким, С.Е. Мунасипов, А.Р. Соколовский. - Тараз: Тараз университет!. 2009. -93 с. ISBSN 9965-724-92-Х.

Статьи в изданиях из рекомендованного ВАК перечня

3. Соколовский, А.Р. Разработка акустико-эмиссионной модели прогнозирования предельных деформаций кожи /А.Р. Соколовский //Известия ВУЗов «Технология Легкой промышленности».-2010.-№2-с. 89-91.

4. Соколовский, А.Р. Прогнозирование прочностных свойств кож с помощью нейронных сетей /А.Р. Соколовский //Известия ВУЗов «Технология Легкой промышленности». -2010. -№ 3-е. 69-74.

5. Соколовский, А.Р. Акустическая эмиссия при деформации кожи. /А.Р. Соколовский //Дизайн и технологии-2010. -№16 -с. 92-95.

6. Соколовский, А.Р. Влияние технологических операций на прочность волокнисто-пористого биокомпозита /А.Р. Соколовский //Научный журнал КубГАУ [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2010. - №61 (07). - Режим доступа: http://ej .kubagro.ru/2010/07/pdf/07.pdf.

7. Соколовский, А.Р. CALS-технологии при производстве товаров народного потребления /Соколовский А.Р., Степанов Б.Ф //Кожевенно-обувная промышленность. -2003 -№4. - с. 42-43.

8. Козлов, A.C. Моделирование напряженно-деформированного состояния заготовки верха обуви /A.C. Козлов, А.Р. Соколовский. // Кожевенно-обувная промышленность. Сообщение 1.-2007. -№6 -с. 46-48.

9. Козлов, A.C. Моделирование напряженно-деформированного состояния заготовки верха обуви при обтяжке /A.C. Козлов, А.Р. Соколовский //Кожевенно-обувная промышленность. Сообщение 2.-2008. -№2. -с. 47-48.

Ю.Соколовский А.Р. Исследование акустической эмиссии при деформации пористо-волокнистых биокомпозитов /А.Р. Соколовский, Е.А. Кирсанова, А.П. Жихарев, И.Ю. Соколовская //Кожевенно-обувная промышленность. -2008. -№4. -с. 44-45.

11. Соколовский, А.Р. Применение метода акустической эмиссии для определения предельных деформаций /А.Р. Соколовский, Е.А. Кирсанова, А.П. Жихарев, И.Ю. Соколовская //Кожевенно-обувная промышленность-2008. —№5. -с. 34-35.

12. Воронин, К.Б. Определение технических параметров настольных дублирующих прессов для швейных предприятий малого бизнеса /К.Б. Воронин, A.C.Козлов, А.Р. Соколовский //Дизайнитехнологии-2010.-№16-с. 95-98.

13.Соколовский, А.Р. Подготовка данных для построения нейросетевых моделей при малом количестве экспериментов /А.Р. Соколовский, И.Ю. Соколовская // Научный журнал КубГАУ [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2010. - №62(08). - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2010/08/pdf719.pdf.

14.Соколовский, А.Р. Исследование прочностных свойств рыбьих кож /А.Р. Соколовский, И.Ю. Соколовская // Научный журнал КубГАУ [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2010. - №62(08). - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2010/08/pdf/20.pdf.

Авторские свидетельства на изобретение и свидетельства регистрации программ

15. Пат. (А. С.) СССР 1729433. Машина для затяжки носочно-пучковой части обуви / A.C. Железняков, В.А. Александров, Т.В. Бондарь, А.Р. Соколовский- опубл. 03.01.1992; Б.И. №18.

16. Программа для оценки напряженно-деформированного состояния заготовки при формовании на колодку / А.Р. Соколовский, И.Ю. Соколовская //Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2010611048. Выдано Федеральной службой по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам 03.02.2010.

17. Определение предельных деформаций кожевой ткани при одноосном деформировании по параметрам акустической эмиссии / А.Р. Соколовский, И. Ю. Соколовская //Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2010611049. Выдано Федеральной службой по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам 03.02.2010.

18. Моделирование напряженно-деформированного состояния оболочки из биокомпозита при воздействии жесткого пуансона / А.Р. Соколовский, И.Ю. Соколовская, Н.С. Яцкова //Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2010610979. Выдано Федеральной службой по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам 29.01.2010.

Статьи в сборниках трудов, периодических изданиях

19. Соколовский, А.Р. Математическое моделирование процесса обработки материалов / А.Р. Соколовский //Виброизоляция машин и механизмов. Сборник научных трудов. -Новосибирск: НИИВТ,1984. с.90-94

20. Соколовский, А.Р. Автоматизация лабораторных испытаний полимерных материалов /А.Р. Соколовский //Автоматизированные электромеханические системы: Сборник научных трудов. -Новосибирск: НИИВТ, 1987. с.54-56.

21. Соколовский, А.Р. Исследование сравнительной эффективности анизотропии прочностных свойств кож для повышения конкурентоспособности /А.Р. Соколовский //Принципы и проблемы перехода северного региона на рыночные отношения: Сборник научных трудов.- Якутск: Якутский центр СО РАН, 1994. с.109-111.

22. Соколовский, А.Р. К вопросу моделирования контактного взаимодействия валков с натуральными композитами / А.Р. Соколовский //Сибирский научный вестник РАЕН. Известия Новосибирского науч. центра "Ноосферные знания и технологии".-Вып.1. Новосибирск." НГАВТ, 1997. с.237-243.

23. Соколовский, А.Р. Влияние скорости деформирования на прочность многослойного натурального композита /А.Р. Соколовский //Сибирский научный вестник РАЕН. Известия Новосибирского науч. центра "Ноосферные знания и технологии" Вып.З. Новосибирск: НГАВТ, 1999. с.235-238.

24. Соколовский, А.Р. Методология моделирования. процессов формообразования изделий из натуральных композитных материалов / А.Р. Соколовский // Сибирский научный вестник РАЕН. Известия Новосибирского науч. центра "Ноосферные знания и технологии". Вып. 4. Новосибирск: НГАВТ, 2000. 223-229.

25. Соколовский, А.Р. Экспериментальные исследования остаточных деформаций в пластинах из натуральных композитов при воздействии плоского подвижного штампа / А.Р. Соколовский // Сибирский научный вестник РАЕН. Известия Новосибирского науч. центра "Ноосферные знания и технологии". Вып. 5. Новосибирск: НГАВТ, 2002. с.220-223.

26. Соколовский, А.Р. К вопросу представления кожи как вязкоупругой фрактальной среды / А.Р. Соколовский //Сибирский научный вестник РАЕН. Известия Новосибирского науч. центра "Ноосферные знания и технологии". Вып. 6. Новосибирск: НГАВТ, 2003. с.204-207.

27. Соколовский, А.Р. Применение теории вязкоупругих фрактальных сред для описания свойств кожи / А.Р. Соколовский // Актуальные проблемы науки, техники и экономики производства изделий из кожи: Сб. статей международной научной конференции 4-5 ноября 2004. Витебск: ВГТУ, 2004. с. 121-123.

28. Соколовский, А.Р, Изменение физико-механических свойств натуральных композитов в процессе фрикционной обработки / А.Р. Соколовский // Сибирский научный вестник РАЕН. Известия Новосибирского науч. центра "Ноосферные знания и технологии". Вып. 7. Новосибирск: НГАВТ, 2004. с.187-193.

29. Соколовский, А.Р. Исследование процесса деформации кожи при транспортировании роликами / А.Р. Соколовский II Сибирский научный вестник РАЕН. Известия Новосибирского науч. центра "Ноосферные знания и технологии". Вып. 8. Новосибирск: НГАВТ, 2005. с.173-178.

30. Соколовский, А.Р. К вопросу определения вязко-упругих свойств биокомпозитов / А.Р. Соколовский // Сибирский научный вестник РАЕН. Известия Новосибирского науч. центра "Ноосферные знания и технологии". Вып. 9. Новосибирск: НГАВТ, 2006. с.191-195.

31. Соколовский, А.Р. Исследование предельных деформаций посредством анализа акустического отклика нагруженных биокомпозитов /А.Р. Соколовский // Сборник статей международной научно-технической конференции «Экологические и ресурсосберегающие технологии промышленного производства - Витебск: ВГТУ,2006. с. 89-92.

32. Соколовский, А.Р. Разработка методологии системно-структурного подхода к исследованию пористо-волокнистых биокомпозитных материалов /А.Р. Соколовский //Сборник статей международной научной конференции «Новое в технике и технологии текстильной и легкой промышленности» Часть 2. - Витебск: УО «ВГТУ» 2009. с 80-83.

33. Соколовский, А.Р. Системный подход к управлению качеством пористо-волокнистых биокомпозитных материалов /А.Р. Соколовский //Сибирский научный вестник. Известия Новосибирского науч. центра "Ноосферные знания и технологии". Вып. 13. Новосибирск: НГАВТ, 2010. с.176-184.

34. Бурмистров, А.Г. Применение реологических спектров для оценки структурных изменений кожевой ткани при её обработке / Бурмистров А.Г., Соколовский А.Р. //Известия ВУЗов. Технология легкой промышленности. -1986. -№1.- с.63-65.

35. Бурмистров, А.Г. Установка для исследования реологических спектров кожевой ткани / А.Г. Бурмистров, А.Р. Соколовский //Совершенствование техники и технологии и улучшение качества изделий легкой промышленности: Сборник научных трудов. -М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1986. с.88-91.

36. Бурмистров, А.Г. Применение реологических спектров для оценки изменений структуры кожевой ткани при её обработке / А.Г. Бурмистров, А.Р. Соколовский, П.В. Прывчев //Повышение эффективности технологических процессов и оборудования в текстильной и легкой промышленности: Меж вузовский сб. науч.тр.-М, 1986. с.82-84.

37. Бурмистров, А.Г. Исследование процесса и оптимизации режимов разбивки меховых овчин /А.Г. Бурмистров, А.Р. Соколовский, Д М. Лихачев //Химия и технология производства кожи и меха: Сборник научных трудов.-М.:ЦНИИТЭИлегпром, 1987. с.104-108.

38. Соколовский, А.Р. Обработка материалов на роторных машинах с волнистыми винтовыми ножами /А.Р. Соколовский, В.А. Александров //Снижение вибрации судовых машин, механизмов и приборов: Сборник научных трудов. -Новосибирск: НИИВТД987. с.47-51.

39. Железняков, A.C. Об управлении процессами при формовании обувных заготовок / A.C. Железняков, В.А. Александров, А.Р. Соколовский //Совершенствование конструкций и технологии изделий из кожи: Межвузовский сборник научных трудов. -Витебск: ВГТУ, 1996. с. 101-103.

40. Соколовский, А.Р. Исследование процесса разбивки-мягчения кожевой ткани по релаксационным спектрам / А.Р. Соколовский., Л.А. Каплин, А.Г. // Сб.науч.тр. №27. -Шахты: ДГАС, 1998. с.65-68.

41. Железняков A.C. Об управлении процессами при формовании обувных заготовок / A.C. Железняков, В.А. Александров, А.Р. Соколовский //Обувь: Маркетинг конструирование технология, материалы. Межвузовский сборник научных трудов. М: МГАЛП,1999. с.83-88.

42. Соколовский, А.Р. Исследование анизотропии прочностных свойств кож для низа обуви и кожгалантерейных изделий / А.Р. Соколовский, A.C. Железняков //Обувь: Маркетинг конструирование технология, материалы. Межвузовский сборник научных трудов. -М: МГАЛП, 1999. с.71-74.

43. Соколовский, А.Р. О подходе к использованию CALS-технологий в легкой промышленности / А.Р.Соколовский, Б.Ф Степанов //Сибирский научный вестник РАЕН. Известия Новосибирского науч. центра "Ноосферные знания и технологии". Вып.З. Новосибирск: НГАВТ, -1999. с.238-243.

44. Шалагинова, И.Ю. Методика моделирования процесса затяжки верха обуви методом конечных элементов /И.Ю. Шалагинова, А.Р. Соколовский, A.C. Железняков //Сб. науч. трудов. -Шахты: ЮГУС, 2000. с.75-78.

45. Шалагинова, И.Ю. Оценка адекватности имитационной модели процесса формования заготовки верха обуви /И.Ю. Шалагинова, А.Р.

Соколовский, A.C. Железняков //Исторические аспекты и достижения ученых-обувщиков. Юбилейный международ, сб. науч. трудов. -Шахты: ЮГУЭС, 2001. с.161-165.

46. Соколовский, А.Р. Разработка методологии исследования при моделировании процесса затяжки верха обуви / А.Р. Соколовский, И.Ю. Соколовская, Т.В. Шпак // Актуальные проблемы науки, техники и экономики производства изделий из кожи: Сб. статей международной научной конференции 4-5 ноября 2004. Витебск: ВГТУ, 2004. с. 112-114.

47. Соколовский, А.Р. Исследование возникновения дефектов обуви на разных этапах жизненного цикла / А.Р. Соколовский, Н.С. Яцкова //Сборник статей международной научно-технической конференции «Экологические и ресурсосберегающие технологии промышленного производства - Витебск: ВГТУ, 2006. с. 103-105.

48. Бекк, Н.В. Первый международный конкурс молодых дизайнеров. /Н.В Бекк, А.Р. Соколовский //Кожевенно-обувная промышленность.-2008-№5. - с. 26-27.

49. Соколовский, А.Р. Прогнозирование свойств пористо-волокнистых биокомпозитов с помощью нейронных сетей /А.Р. Соколовский, С.Е. Мунасипов // Сибирский научный вестник РАЕН. Известия Новосибирского науч. центра "Ноосферные знания и технологии". Вып. 12. Новосибирск: НГАВТ, 2009. с.231-234.

50. Биназаров, С.Ж Оценка контактной поверхности пористых материалов по вероятностным моделям / С.Ж Биназаров, С.Е. Мунасипов, А.Р. Соколовский // Сибирский научный вестник РАЕН. Известия Новосибирского науч. центра "Ноосферные знания и технологии". Вып. 12. Новосибирск: НГАВТ, 2009. с.228-231.

51. Соколовский, А.Р. Исследование деформаций в натуральных кожах при воздействии подвижного штампа /А. Р. Соколовский, А. Н. Беспрозванный //Сборник статей международной научной конференции «Новое в технике и технологии текстильной и легкой промышленности». Часть 2.- Витебск: УО «ВГТУ» 2009. с 70-73.

Материалы и тезисы докладов на симпюиумах, конференциях и семинарах

52. Соколовский, А.Р. Эффективность разработки мероприятий по повышению качества в кожевенной и меховой промышленности / А.Р. Соколовский // Воздействие научно-технического прогресса на развитие отраслей непроизводственной сферы: Тезисы докладов и сообщений к X Новосибирской научно-практической науковедческой конференции. Новосибирск: НТО, 1986. с.107-108.

53. Соколовский, А.Р. Математическая модель обработки натуральных полимерных материалов / А.Р. Соколовский // Информатика и проблемы телекоммуникаций: Материалы международной науч.-тех. конференции. -Новосибирск: СибГАТИ, 1997. с.225-226.

54. Sokolovsky A.R Forecasting strength of soft natural composites / A.R. Sokolovslciy //KORUS99. The third Korea-Russia International Symposium on Science and Technology. NSTU. Novosibirsk, Russia, 1999, Vol 1, pp.357.

55. Соколовский, A.P. Разработка методологии создания интегрированных производств изделий легкой промышленности / А.Р. Соколовский //Тезисы докладов Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы науки, техники и экономики легкой промышленности». -М.: МГУДТ, 2ООО. с.78-79.

56. Соколовский, А.Р. Акустическая эмиссия при деформации биокомпозитов / А.Р. Соколовский // «Новые материалы и технологии» -НМТ. Сб. материалов Всероссийской научно-технической конференции -М.: «МАТИ» — Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского. 2008. с. 118-119.

57. Соколовский, А.Р. Экспериментальное исследование релаксационных свойств материалов методом прокатывания /А.Р. Соколовский // Актуальные проблемы проектирования и технологии изготовления текстильных материалов специального назначения (ТЕХТЕКСТИЛЬ-2009), Сб. материалов Всероссийской - научно-технической конференции. -Димитровград: ДИТУД. 2009. с. 89-90.

58. Бурмистров, А.Г. Разработка способов контроля качества полуфабриката с целью автоматизации мехового производства / А.Г.Бурмистров, А.Р. Соколовский //Трудосберегающая технология и техническое перевооружение в легкой промышленности: Материалы семинара. -М.: МДНТП, 1985. с.78-81.

59. Соколовский, А.Р. Информационные технологии как фактор экономии социального времени /А.Р. Соколовский, Р.В. Соколовский //Рынок о рынке в науке. Материалы 14 международной научно-практической науковедческой конференции. ч.4. -Новосибирск: Нов. обл. союз НИО, Академия науковедения. 1996. с.154-157.

60. Соколовский, А.Р. Математическая модель изменения физико-механических свойств натуральных полимеров /А.Р. Соколовский, И.Ю. Шалагинова //Сборник тезисов докладов 11-го Сибирского конгресса по прикладной и индустриальной математике INPRIM -1996.-Новосибирск: ИМ СО РАН, 1996. с.234-235.

61. Sokolovsky A.R Change of strength of natural polymeric materials at various stages process of manufacturing / A.R. Sokolovslciy, E.N. Tonkoblad //KORUS97.The First Korea-Russia International Symposium on Science and Technology. Ulsan University of Ulsan Republic of Korea, 1997. pp. 238.

62. Соколовский, А.Р. Новый метод определения прочностных свойств кожевой ткани для оценки структурных изменений при ее обработке /А.Р. Соколовский, И.С. Бабкин // Непрерывное профессиональное образование и карьера -XXI в- Региональная научно-

практической конференции, г. Юрта, 20 апреля 2007г.- Томск: STT. 2007. с.92-93.

63. Соколовский, А.Р. Моделирование процесса затяжки заготовки верха обуви /А.Р. Соколовский, С.Е. Мунасипов, И.Ю. Соколовская //Научно-образовательный потенциал нации и конкурентоспособность страны. Материалы Международной научно-практической конференции (республика Казахстан, г. Тараз, 31 октября-1 ноября 2008). - Тараз: Сешм, 2008. с.156-158.

64. Мунасипов, С.Е. Построение поверхности прочности анизотропного пористо-волокнистого биокомпозита с применением нейронных сетей /С.Е. Мунасипов, А.Р. Соколовский, И.Ю. Соколовская //Динамика систем, механизмов и машин. Материалы VII Международной научно-технической конференции -Омск: ОмГТУ, 2009. -Кн. 2. с.384.

65. Соколовский, А.Р. Математическое моделирование процесса формования заготовки обуви / А.Р. Соколовский, И. Ю. Соколовская, А. С. Мунасипова, С.Е. Мунасипов // Математика и компьютерное моделирование экологических процессов и актуальные проблемы современного образования. Труды международной научно-практической конференции (республика Казахстан, г. Тараз, 20 октября 2010).- Тараз: Сешм. 2010. том 1. с.126-130.

Соколовский Алексей Ратмирович

РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СРЕДСТВ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОЛОКНИСТО-ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Подписано в печать Усл.-печ. 2,0 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № об"^ Информационно-издательский центр МГУДТ 117997, г.Москва, ул. Садовническая, 33 Отпечатано в ИИЦ МГУДТ

ВВЕДЕНИЕ

1.СИСТЕМНО-СТРУКТУРНЫЙ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ИССЛЕДОВАНИЮ ВОЛОКНИСТО-ПОРИСТЫХ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1. Основные понятия и принципы системного анализа

1.2. Структура кожевой ткани как характеристика системы

1.3. Влияние внешней среды на структурные характеристики материалов

1.3.1. Дизайн кожевой ткани

1.3.2. Дизайн изделий из кожевенного и мехового полуфабриката

1.4. Синергетический подход к рассмотрению эволюции свойств кожевенных материалов

1.5. Информационный подход к исследованию структуры волокнисто-пористых материалов

1.6. Анализ методов и устройств исследования физико-механических свойств волокнисто-пористых материалов

1.7. Постановка задач исследования

2 .ИССЛЕДОВАНИЕ - ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ ВОЛОКНИСТО-ПОРИСТОГО БИОКОМПОЗИТА

2.1. Аппаратура и методики исследования предельных состояний волокнисто пористого биокомпозита

2.2. Построение поверхностей прочностей кожевого материала

2.3. Исследование изменения прочности кожевой ткани в процессе технологической обработки

2.3.1. Исследование изменения прочности кожевой ткани овчины в результате разбивки

2.3.2. Исследование изменения прочности кожи в результате разводки

2.3.3. Исследования изменения прочностных свойств кож из шкур карпа

2.4. Влияние скорости деформирования на прочность многослойного композита

2.5. Определение коэффициента сцепления слоев при использовании двухслойной модели биокомпозита

Выводы

3 .МЕТОДОЛОГИЯ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОГО

ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ ВОЛОКНИСТО-ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

3.1. Особенности акустико-эмиссионного исследования напряженно-деформационного состояния материалов

3.2. Аппаратура и методики исследования акустической эмиссии при одноосном и двухосном деформировании

3.3. Взаимосвязь параметров акустической эмиссии и напряженно-деформированного состояния при одноосном деформировании кож Ю

3.4. Разработка акустико-эмиссионной методов определения и прогнозирования прочности кожевой ткани

3.5. Разработка методики диагностики предельных деформаций кожевой ткани методом акустической эмиссии при двухосном 122 деформировании

Выводы

4. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ ВОЛОКНИСТО-ПОРИСТОГО БИОКОМПОЗИТА с помощью НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ

4.1. Методы прогнозирования свойств материалов и аппарат нейронных сетей

4.2. Архитектура нейронных сетей

4.3. Алгоритм построения поверхности прочности по экспериментальным данным с применением нейронных сетей

4.4. Подготовка данных для построения нейросетевых моделей

4.5. Разработка и исследование моделей прогнозирования прочностных свойств кож и кожевой ткани овчин

Выводы

5.МО ДЕЛИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОЖЕВОЙ ТКАНИ

5.1. Исследование влияния структуры волокнисто-пористого композита на деформационные свойства

5.1.1. Разработка структурной модели для описания физико-механических свойств кожаной ткани

5.1.2. Оценка параметров структурной модели

5.1.3. Моделирование влияния структурных параметров на напряженно-деформационное состояние материала

5.2. Феноменологическая модель для исследования изменения вязкоупругих свойств кожи по реологическим спектрам

5.3. Феноменологическая модель определения единичного спектра кожи методом прокатывания

5.4. Феноменологическая модель вязкоупругих свойств кожевой ткани с использованием временных фракталов

Выводы

6.МЕТОДОЛОГИЯ НАПРАВЛЕННОГО ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ И УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ

ПРОЦЕССАМИ НА ОСНОВЕ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ МАТЕРИАЛА

6.1. Методика получения материалов с заранее заданными свойствами на механических операциях дизайна кож

6.2. Разработка методологии управления технологическим процессом

6.2.1. Разработка модели процесса

6.2.2. Разработка технического решения управления технологической операцией по сигналам акустической эмиссии.

Выводы

Актуальность проблемы. Развитие и повышение эффективности производств товаров народного потребления, быстрая смена ассортимента изделий, необходимость решения задач по улучшению качества выпускаемой продукции обусловливают актуальность исследований, направленных на определение особенностей деформационного поведения и предельных состояний волокнисто-пористых натуральных материалов легкой промышленности. Так как известно, что наибольшее количество дефектов, выявляемых в процессе жизненного цикла, этих материалов связано с их реологическими и прочностными свойствами.

В этой связи проведение комплексных исследований вызвано необходимостью понимания закономерностей поведения волокнисто-пористых натуральных биокомпозитов как анизотропных структурно-неоднородных сред, прогнозирования структурных изменений при направленных физико-механических воздействиях и разработкой новых композиционных материалов с заранее заданными свойствами.

Сложность проблемы связана с отсутствием в настоящее время системности исследований и предопределяет проведение глубокого анализа таких материалов с использованием структурно-системного подхода, методов механики сплошных сред, современных методов математического и физического моделирования.

Важной задачей является не только создание теоретических основ получения волокнисто-пористых биокомпозитов с прогнозируемыми свойствами, но и разработка неразрушающих методов и устройств для диагностирования структуры материалов, как на различных технологических этапах создания, так и в процессе изготовления изделий из них.

Исследования, связанные с эффективным использованием волокнисто-пористых натуральных биокомпозитов при существующих объемах их использования и экологических проблемах при их производстве, имеют важное научное и народнохозяйственное значение.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематическими планами НИР ГОУ ВПО МГУДТ и НТИ МГУДТ (филиал), в рамках НИР «Разработка методологии моделирования напряженно-деформированного состояния носочно-пучковой части обуви при формовании» (отчет по НИР/НТИ МГУДТ госрег. № 01.2.007 02829 М.: ВНТИЦентр. 2007) и договором о творческом сотрудничестве НТИ МГУДТ (филиал) и ИГД СО РАН (согласно целевой программе «Интеграция науки и высшего образования в РФ на 2002-2006 годы»).

Цель работы — разработка комплекса методологических принципов по созданию и совершенствованию неразрушающих методов и технических систем контроля реологических и прочностных свойств волокнисто-пористых биокомпозитных материалов.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- разработать методологические принципы исследования физико-механических свойств волокнисто-пористых биокомпозитных материалов на основе системно-структурного подхода;

- исследовать закономерности изменения прочности кожевой ткани на различных этапах технологического цикла выделки кожи и меха, выявить эмпирические и теоретические зависимости предельных состояний с учетом анизотропии, скорости деформирования и многослойности материала;

- выявить параметры акустической эмиссии (АЭ), отражающие закономерности кинетики накопления повреждений в кожевой ткани и разработать методику неразрушающего определения прочности волокнисто-пористого биокомпозита; разработать и реализовать методологической подход к прогнозированию прочностных свойств кожевой ткани, позволяющий повысить эффективность исследований;

- получить математические модели физико-механических свойств кожевой ткани и на их основе исследовать влияние структурных изменений на ее деформационные свойства;

- разработать методики оценки реологических свойств волокнисто-пористых биокомпозитов;

- разработать методологические принципы направленного синтеза реологических свойств кожевой ткани, с учетом связи между критерием, характеризующими структуру материала, и параметрами технологических воздействий;

- разработать методику управления технологическими процессами изготовления изделий по оценке состояния внутренней структуры материала.

Объектами исследования являются методы и средства испытаний волокнисто-пористых биокомпозитов, используемых для производства товаров народного потребления, технологические и технические системы, обеспечивающие изменение этих свойств как на этапе процесса создания материалов, так и на этапах получения изделий с их использованием. В качестве модельного материала использовалась кожевая ткань, имеющая сложную волокнисто-пористую структуру с вероятностными свойствами.

Методы исследований включают методологию системного анализа; статические и квазистатические экспериментальные методы исследования реологических и прочностных свойств волокнисто-пористых биокомпозитов, метод акустической эмиссии, метод планирования эксперимента, статистические методы обработки, анализа и моделирования экспериментальных данных. При обработке данных использовался регрессионный анализ и стандартные пакеты вычислительных программ. При теоретических исследованиях использовались методы математического моделирования с применением основных положений механики деформируемого твердого тела, теории конечных элементов, методы нейронных сетевых моделей.

Достоверность выводов и рекомендаций работы обеспечивается использованием апробированных средств и методик проведения исследований, достаточным объемом и сходимостью результатов теоретических и лабораторных исследований.

Научная новизна полученных результатов заключается в следующем: развиты методологические принципы исследования физико-механических свойств волокнисто-пористых биокомпозитов, основанные на системно-структурном подходе изучения системы «материал»;

- установлены закономерности изменения предельных деформаций и напряжений, прочности лицевого слоя, прочности сцепления лицевого и основного слоя кожи и кожевой ткани на отдельных технологических операциях в зависимости от направления и скорости деформирования материала;

- выявлена связь между параметрами акустической эмиссии и структурными изменениями при деформации волокнисто-пористого материала, что позволяет проводить анализ кинетики образования дефектов структуры;

- предложены методы для прогнозирования прочности кожевой ткани и алгоритмы их реализации на основе использования контрольного эталона и определения прочности по начальной скорости нарастания импульсов акустической эмиссии; разработан методологический подход к прогнозированию прочностных свойств волокнисто-пористых биокомпозитов с использованием нейронных сетей, что позволяет повысить эффективность исследований;

- предложены математические модели для описания физико-механических свойств волокнисто-пористых биокомпозитов используемых в легкой промышленности, разработаны методы и устройства, позволяющие определить величину единичного спектра напряжения, среднее время релаксации, величину временной фрактальной размерности материала;

- доказано, что использование коэффициента редукции в качестве критерия направленного изменения вязкоупругих свойств волокнисто-пористого биокомпозита на механических операциях обработки позволяет определять смещение спектра релаксации в зависимости от параметров технологических воздействий;

- разработаны методологические принципы получения биокомпозита с заранее заданными вязкоупругими свойствами за счет задания оптимальных по коэффициенту редукции параметров проведения технологических операций;

- методом численного моделирования получено распределение напряжений и деформаций в волокнисто-пористом материале при объемном формовании, что позволило обосновать техническое решение управления технологическим процессом по спектрам акустической эмиссии.

Практическая ценность и реализация. Разработанные на единой методологической основе методики и технические средства неразрушающего контроля и прогнозирования физико-механических свойств позволяют:

- прогнозировать прочностные показатели кожевенного и мехового материала, к которым относятся предельные напряжения и деформации при треске лицевого слоя и разрыве кожевой ткани, коэффициент сцепления лицевого с основным слоем, в зависимости от направления и скорости деформирования при минимальном количестве опытов, что позволяет уменьшить трудоемкость исследований, решить ряд задач по рациональному использованию сырья и ресурсосбережению;

- прогнозировать прочность кожевой ткани кожи и меха методами контрольного эталона и определения прочности по начальной скорости нарастания импульсов акустической эмиссии;

- получать кожевую ткань с заранее заданными свойствами за счет оптимального по коэффициенту редукции проведения технологических операций и рекомендаций по модернизации оборудования;

- оценивать напряженно-деформированное состояние изделия и управлять технологическим процессом по спектрам акустической эмиссии в процессе технологических операций.

Отдельные методики, локальные информационные подсистемы и функциональные устройства для обеспечения определения и прогнозирования свойств кожевенных материалов апробированы и внедрены в ЗАО «Сибирская кожгалантерея», ЗАО СОК «Вестфалика», ЗАО КОРС, на ООО МК «ЛИС», ООО НПЦ «ЛОГОС».

Материалы исследований и разработок широко используются в учебном процессе при чтении лекций, курсовом и дипломном проектировании в Новосибирском технологическом институте МГУДТ и на кафедре материаловедения МГУДТ.

Для теории имеет существенное значение: развитие теоретических аспектов исследования деформационных свойств волокнисто-пористых биокомпозитов, методики определения предельных напряжений и деформаций неразрушающим методом по показателям акустической эмиссии, применение нейеросетевых моделей для прогнозирования прочностных свойств, структурная и феноменологическая модели деформации материалов, новые методы и средства оценки деформационных свойств, установленные закономерности изменения структуры и свойств материалов как при производстве биокомпозитного материала, так и изделий из него.

Автор защищает:

- методологические принципы исследования физико-механических свойств волокнисто-пористых биокомпозитов; результаты экспериментальных, теоретических исследований, технические решения устройств и алгоритмы реализации методологических принципов неразрушающего контроля и прогнозирования деформационных и прочностных свойств кожевой ткани;

- метод и алгоритмы оптимизации физико-механических свойств кожевой ткани на механических операциях обработки кожевенного и мехового полуфабриката;

- метод, алгоритмы моделирования и технические решения для управления технологическим процессом формования изделий из волокнисто-пористых биокомпозитов.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на: втором международном Сибирском конгрессе по прикладной и индустриальной математике (ИНПРИМ-96, Новосибирск); втором и третьем Корейско-Российском международном научнотехническом симпозиуме (КОРУС-97 Ульсан, Ю. Корея, 1997 г., KORUS-99 tb

Новосибирск, 1999 г.); 6 International Symposium on science and technology Novosibirsk State Technical University 24-30 June 2002; международных научно-технических конференциях «Актуальные проблемы науки, техники и экономики легкой промышленности» (Москва, 2000), «Динамика систем, механизмов и машин» (Омск, 2009); международных научно-практических конференциях «Новое в дизайне, моделировании, конструировании и технологии изделий из кожи» (Шахты, 2003), «Научно-образовательный потенциал нации и конкурентоспособность страны» (республика Казахстан, Тараз, 2008, 2010); международных научных конференциях «Актуальные проблемы науки, техники и экономики производства изделий из кожи» (Витебск, 2004), «Экологические и ресурсосберегающие технологии промышленного производства» (Витебск, 2006), «Новое в технике и технологии текстильной и легкой промышленности» (Витебск, 2009); всероссийских научно-практических конференциях "Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования" (Юрга Кем. обл., 1999 г.), «Новые технологии в научных исследованиях и образовании» (Кемерово, 2001), «Новые материалы и технологии» («МАТИ», Российский государственный технологический университет имени К.Э. Циолковского, 2008), «Актуальные проблемы проектирования и технологии изготовления текстильных материалов специального назначения» (ТЕХТЕКСТИЛЬ-2007, ТЕХТЕКСТИЛЬ-2009, Димитровград); на региональных научно-практических конференциях «Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования» (Кемерово, 1997 г.); на семинарах лаборатории статической прочности (1985 г.) и динамической прочности (1986 г.) Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, семинаре «Трудосберегающие технологии и техническое перевооружение в легкой промышленности» МДНТП (Москва, 1985 г.).

Личный вклад автора состоит в обобщении известных результатов, постановке задач и разработке методик экспериментальных исследований, разработке математических моделей и алгоритмов численного моделирования, обработке, анализе и формулировке выводов по полученным результатам. Экспериментальные исследования и конструкторские решения осуществлялось при непосредственном участии автора. Автору принадлежат основные идеи работ, опубликованных в соавторстве, использованных при написании настоящей диссертации.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в 65 научных публикациях, в том числе: 2 монографиях, 12 статьях в журналах входящих в список ВАК, авторском свидетельстве СССР, 3 свидетельствах об официальной регистрации программ для ЭВМ.

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на 273 страницах основного текста, в том числе содержит 103 рисунка и фотографии, библиографию 242 наименований.

Выводы

1. В результате исследования процесса разбивки-мягчения и реологических свойств кожевой ткани меховой овчины разработана математическая модель изменения свойств кожевой ткани при ее обработке.

2. Исследование разбивки-мягчения показало, что в результате проведения операции происходит процесса смещение дискретного реологического спектра, отражающее изменение структуры материала. Применен метод аналогий и определена зависимость коэффициента редукции от качества получаемого полуфабриката.

3. Применение разработанной методики и математической модели позволяет определять параметры обработки кожевой ткани меховых шкур для получения полуфабриката с заранее заданными свойствами.

4. Разработанная методика и численное моделирование напряжённо-деформированного состояния заготовки позволило определить зоны максимальных поверхностных деформаций в заготовке верха обуви при формовании.

5. Исследование напряженно-деформированного состояния заготовки обури при формовании позволило разработать конструкцию машины и система управления технологическим процессом по параметрам акустической эмиссии.

Заключение

1.Разработаны методологические принципы научных исследований физико-механических свойств волокнисто-пористых материалов, основанные на системно-структурном, синергетическом и информационных подходах анализа. Установлено, что волокнисто-пористые материалы представляют собой сложную многопараметрическую систему. Декомпозиция системы по структурным и информационным параметрам, исследование ее функций позволили установить системные атрибуты, определить методы и этапы изучения и разработки материалов.

2.Предложено при исследованиях волокнисто-пористых материалов использовать математические модели, методики и установки для прогнозирования свойств материалов, инвариантные к этапам ЖЦ материалов.

3.Установлено, что прочность, как монослоя (лицевой поверхности), так и всей кожевой ткани нелинейно зависит от скорости деформирования для разных видов исходного сырья на различных технологических этапах обработки и с высокой точностью определяется полиномом второго порядка.

4.На основе разработанной модели для оценки предельных касательных напряжений при отрыве лицевого слоя установлено, что они анизотропны, принимают наибольшие значения при угле 45° к направлению хребтовой линии, при этом максимальная их величина в 1,7 раза выше значений поперек хребтовой линии ив 1,25 значений вдоль хребтовой линии.

5.Показано, что наиболее информативным методом идентификации реальной поврежденности структуры волокнисто-пористых биокомпозитов является метод акустической эмиссии. Установлены параметры АЭ (суммарный счет АЭ и скорость счета суммарной АЭ), отражающие закономерности кинетики накопления повреждений в кожевой ткани.

6.Установлено, что величина фрактальной размерности зависимости скорости счета АЭ от деформации материала определяется разницу в процессах образования дефектов и может служить критерием оценки стадии накопления повреждений.

7.Разработан статистический метод прогнозирования прочности волокнисто-пористого материала, установлено, что на точность прогноза большое влияние оказывает методика определения эталонных значений.

8.Разработан метод прогнозирования прочности волокнисто-пористого материала по начальной скорости нарастания импульсов АЭ с точностью прогноза по данному методу для разных видов кож не превышающей 10%.

Установлено, что построение обобщающей зависимости для всех видов кож приводит к понижению точности прогноза.

9.Показано, что использование нейро-сетевых моделей для прогнозирования прочностных свойств кожевой ткани позволяет т повысить эффективность исследований, в том числе уменьшить материальные затраты и трудоемкость испытаний материалов.

Ю.Показано, что использование разработанных принципов формирования базы данных и условий выбора нейронных сетевых моделей, методики статистического моделирования данных для обучения нейронной сети, обеспечивает высокую точность прогноза (ошибка не более 9%).

11 .Разработана пространственная модель волокнисто-пористого биокомпозита и получены определяющие соотношения его напряженно-деформированного состояния, которые позволяют оценивать влияние структурных характеристик материала на его деформационные свойства.

12.Показано, что разработанные и экспериментально обоснованные метод определения времен релаксации и напряжения однолинейного спектра с помощью прокатывания роликом и методика определения временной фрактальной размерности ¿4 позволяют исследовать реологические свойства материала.

13.Разработана методика получения материалов с заранее заданными вязкоупругими свойствами, оптимальными по коэффициенту редукции. Получено регрессионное уравнение зависимости коэффициента редукции от технологических параметров операции «разбивка-мягчение» овчины.

14.Разработана методика моделирования напряженно-деформированного состояния волокнисто-пористого биокомпозита при объемном формовании и техническое решение управления технологическим процессом формования по параметрам АЭ.

1. Аведъян, Э.Д. Алгоритмы обучения нейронных сетей: автореф. дисс. докт. техн. наук Текст. / Э.Д. Аведъян; Институт проблем управления РАН М., 1997. - 36с.

2. Акустико-эмиссионная диагностика конструкций Текст. /А.Н.Серьезнов, Л.Н.Степанова, В.В. Муравьев и др./ Под ред. Л.Н.Степановой.-М.:Радио и связь, 2000.-280 е.

3. Акустическая эмиссия в экспериментальном материаловедении Текст. /Н.А.Семашко, В.И.Шпорт, Б.Н.Марьин и др. Под общей ред.Н.А.Семашко.- М.Машиностроение, 2002. 240 с.

4. Алиев, М.М. Критерии кратковременной прочности анизотропных материалов и применение их для решения задач предельного равновесия Текст. /М.М.Алиев, М.М. Байбурова Вестник СамГУ — Естественнонаучная серия. 2007. №6(56).С 22-29

5. Аналитические технологии для прогнозирования и анализа данных. Методы прогнозирования — Обучение: учебник Электронный ресурс. — Режим доступа: http://www.neuroproject.ru/forecastingtutorial.php

6. Афанасьев, А. Н. Компьютерные CALS-технологии в химической промышленности (на примере технологий неорганических веществ особой чистоты) Текст. / А. Н. Афанасьев //Дисс. к.т.н. Спец. 05.14.14. М., 2001. -125 с.

7. Ашкенази, Е.К. Анизотропия конструкционных материалов. Справочник Текст. /Е.К. Ашкенази, Э.В. Ганов. — Л.: Машиностроение, 1980. -247 с.

8. Баланкин, A.C. Синергетика деформируемого тела Текст. / A.C. Баланкин М.: МО СССР, 1991. 404 с.

9. Ю.Баранова, Е.В. Исследование изменения жесткости одежных кож в процессе технологических обработок Текст. / Баранова Е.В., Лисиенкова Л.Н., Стельмашенко В.И. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. 2007, №4, - С. 14-16.

10. Баранова, Е.В. Микроскопические исследования структурных изменений кож в процессе технологических обработок Текст. / Баранова Е.В., Лисиенкова Л.Н., Стельмашенко В.И. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. -2005, № 4, С. 8-10.

11. Бекк, Н.В. Первый международный конкурс молодых дизайнеров. Текст. /Н.В Бекк, А.Р. Соколовский //Кожевенно-обувная промышленность.-2008-№5. с. 26-27.

12. Белокуров, В.Н., Деформационные свойства кожевенных материалов Текст. / В.Н. Белокуров, Д.С. Лычников, Я.Я. Макаров-Землянский //Материалы доклада. М., ВЗИТЛП, 1996, 40-41 с.

13. Белокуров, В.Н. Количественная характеристика деформации сжатия натуральных кож в динамическом режиме / В.Н. Белокуров, В.В. Карамышкин, С.С. Васильев //Известия высших учебных заведений. Технология легкой промышленности. 1988, №2, 40-43 с.

14. Белокуров, В.Н. Определение деформационных показателей вязкоупругих материалов при статическом сжатии Текст. / В.Н. Белокуров // Журнал «Обувь» №4, 2005, 52-55 с.

15. Белокуров, В.Н. Резонансный метод определения деформационных показателей готовых конструкций обуви и других вязкоупругих материалов Текст. / В.Н. Белокуров //Журнал «Обувь» №3, 2005, 53-56 с.

16. Белокуров, В.Н. Резонансный метод определения деформационных показателей конструкций обуви Текст. / В.Н. Белокуров, В.А. Фукин //Кожевенно-обувная промышленность, № 2, 2007.

17. Белокуров, В.Н. Резонансный метод определения жесткости материалов Текст. / В.Н. Белокуров, Д.Г. Петропавловский Кожевенно-обувная промышленность №5, 1990, 45-47 с.

18. Белокуров, В.Н. Устройство для определения жесткости кож Текст. /В.Н. Белокуров // Кожевенно-обувная промышленность. №10, 1991, 32-33 с.

19. Белокуров, В.Н. Экспресс-анализ физико-механических свойств обувных материалов Текст. / В.Н. Белокуров //Журнал «Обувь» №2, 1997, 30с.

20. Беляева, H.A. Исследование напряженного состояния в ходе сушки древесины Текст. / H.A. Беляева, Ю.Н. Беляев // 2-я международная научно-техническая конференция "Актуальные проблемы фундаментальных наук": Материалы. Москва, январь 1994. Т. 1. С. 74-76.

21. Беляева, H.A. Структурные модели процессов деформирования вязкоупругих материалов Текст. / H.A. Беляева// Вестник Сыктывкарского университета. Сер 1. Вып. 8. 2008. С. 55-68.

22. Березин, A.B. Физические модели и методы оценки накопления повреждений в твердых телах Текст. / A.B. Березин, А.И. Козинкина // Проблемы машиностроения и надежности машин. —2002. № 3. - С. 115-121.

23. Березин, A.B. Акустическая эмиссия и прочность слоистых углепластиков при нагружении Текст. / A.B. Березин, А.И. Козинкина // Проблемы машиностроения и надежности машин. — 1997. № 3. — С. 111-119.

24. Болотина, И. О. Пассивный контроль герметичности подводных трубопроводов с использованием акустических фазированных антенных решеток: Дис. . канд. техн. наук : 05.11 . 13 : Томск, 2004 193 е.,

25. Бурмистров, А.Г. Автоматизация контроля деформационных свойств кожи на установке «RELAX». Текст. / А.Г.Бурмистров, В.И. Чурсин, A.M. Манукян //Кожевенно-обувная промышленность, №4, 2000.

26. Бурмистров, А.Г. Исследование процесса и оптимизации режимов разбивки меховых овчин Текст. /А.Г. Бурмистров, А.Р. Соколовский, Д М. Лихачев //Химия и технология производства кожи и меха: Сборник научных трудов -М.:ЦНИИТЭИлегпром, 1987. с.104-108

27. Бурмистров, А.Г. Машины и аппараты производства кожи и меха Текст. /. Бурмистров А.Г. М.: КолосС, 2006. - 384 с.

28. Бурмистров, А.Г. Применение реологических спектров для оценки структурных изменений кожевой ткани при её обработке Текст.

29. А.Г. Бурмистров, А.Р. Соколовский //Известия ВУЗов. Технология легкой промышленности. -№1. -1986. с.63-65

30. Бусленко, Н. П. Моделирование сложных систем Текст. / Н. П. Бусленко М.: Наука, 1978. - 400 с.

31. Ванин, Г. А. Основы статистической механики композитных систем Текст. / Г. А. Ванин // Механика композитных материалов, 1988. — № 1. —С. 21-30.

32. Васильев, С.С. Аналитическое описание свойств натуральной кожи Текст. / С.С. Васильев, В.Н. Белокуров // Известия высших учебных заведений. Технология легкой промышленности. 1988, №4, 64-70 с.

33. Вентцель, Е.С. Теория вероятностей Текст. / Е.С. Вентцель М.: Наука. 1969. 576 с.

34. Воронин, К.Б. Определение технических параметров настольных дублирующих прессов для швейных предприятий малого бизнеса Текст. / К.Б. Воронин, A.C. Козлов, А.Р. Соколовский // Дизайн и технологии 2010. -№16 —С. 95-98.

35. Ву, Э. М. Феноменологические критерии разрушения анизотропных сред Текст. / Э. М. Ву //Композиционные материалы, т.2. Механика композиционных материалов./Под. ред. Дж. Сендецки. -М.: Мир. 1978. с. 401-481.

36. Гарькина, И.А. Композиционные материалы с позиций теории систем Текст. /'И.А. Гарькина, А.М.Данилов // Обозрение прикладной и промышленной математики. 2008. - Т. 15, вып. 4. - С. 661-662.

37. Гарькина, И.А. Системный подход к разработке и управлению качеством материалов Текст. / И.А.Гарькина // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2008. — № 2. — С. 136-143.

38. Гарькина, И.А. Строительные материалы как системы Текст. / И.А.Гарькина, А.М.Данилов, Е.В.Королев // Строительные материалы. — 2006. -№ 7 . С.55-58

39. Гольденблат, И.И. Критерии прочности и пластичности конструкционных материалов Текст. / И.И. Гольденблат, В.А. Копнов. -М. Машиностроение 1968. 190 с.

40. Горбань, А.Н. Нейронные сети на персональном компьютере Текст. / А.Н.Горбань, Д.А. Россиев -Новосибирск: Наука, 1996. 276 с.

41. Горбань, А.Н. Обобщенная аппроксимационная теорема и вычислительные возможности нейронных сетей Текст. / А.Н.Горбань // Сиб. журн. вычисл. математики / РАН. Сиб. отд-ние. Новосибирск, 1998. - Т.1, №1.-с. 11-24.

42. Горбань, А.Н. Обучение нейронных сетей Текст. / А.Н.Горбань -М.: Изд. СССР-США СП "ParaGraph", 1990. 160 с. (English Translation: AMSE Transaction, Scientific Siberian, A, 1993, Vol. 6. Neurocomputing, pp. 1-134).

43. ГОСТ 22596-77 Шкурки меховые и овчина шубная выделанные Текст. Методы механических испытаний. -М.: Издательство стандартов. Юс.

44. ГОСТ Р 52727-2007 Техническая диагностика. Акустико-эмиссионная диагностика. Общие требования Электронный ресурс. — Режим доступа: http://www.vsegost.com/Catalog/83/830.shtml

45. ГОСТ 938.11-69. Кожа. Метод испытания на растяжение Текст. -М.: Издательство стандартов. 10 с.

46. Давыдов, А. В CALS-технологии: основные направления развития Текст. / А. В. Давыдов, В. Т. Бабанов, Е. Н. Судов // Стандарты и качество.-2002.-№7.-С. 12-16.

47. Данилов, A.M. Промышленные приложения системных методологий, идентификации систем и теории управления Текст. /А.М.Данилов, И.А.Гарькина //Обозрение прикладной и промышленной математики. 2007. - Т. 14, вып. 4 - С.702-703.

48. Джейн Анил, К. Введение в искусственные нейронные сети Текст. / Джейн Анил К., Мао Жианчанг, K.M. Моиуддин // Открытые системы 1997 - №4. - с. 3-24

49. Железняков, A.C. Об управлении процессами при формовании обувных заготовок Текст. /A.C. Железняков, В.А. Александров, А.Р. Соколовский //Обувь: Маркетинг конструирование технология, материалы. Межвузовский сборник научных трудов. М: МГАЛП,1999. с.83-88

50. Жихарев, А.П. Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности Текст. / А.П. Жихарев, Д.Г. Петропавловский, С.К. Кузин, В.Ю. Мишаков М.: Издательский центр "Академия". 2004. —448 с.

51. Жихарев, А.П. Методика расчета спектра времен релаксации по численным данным, содержащим шумовые компаненты Текст. / А.П. Жихарев, И.Н .Жагрина, Шампаров // Сборник научных трудов МГУДТ:

52. Вопросы динамики и технологии машин легкой промышленности, -М.: МГУДТ. 2000, с. 65-68. * '

53. Зайдес, А.Л. Структура коллагена и ее изменение при обработках. Текст. / Зайдес А.Л. М.: Ростехиздат. 1960. 341 с.

54. Зимин, Ю. М. Методология системного подхода к разработке организационных структур управления большими системами Текст. / Ю. М. Зимин, Ю. Д. Умрихин, Ю. Н. Черкасов. М.: Министерство радиопромышленности, 1981. —83 с.

55. Зурабян, K.M., Материаловедение изделий из кожи Текст. / K.M. Зурабян, Б.Я. Краснов, М.М. Бернштейн М.: Легкая промышленность и бытовое обслуживание, 1988, 416 с.

56. Зыбин, Ю.П. Материаловедение изделий из кожи Текст. / Ю.П. Зыбин и др. М.: Легкая индустрия. 1968. 382 с.

57. Иванова, B.C. Синергетика и фракталы в материаловедении Текст. / B.C. Иванова, A.C. Баланкин, И.К. Бунин, A.A. Оксогоев М.: Наука, 1994. 383 с

58. Испытательное оборудование. Электронный ресурс.: — Режим доступа: http://www.instron.ru

59. Кадомцев, Б.Б. Динамика и информация Текст. / Б.Б. Кадомцев -М.: Ред. журн. «Успехи физических наук», 1997. 399с.

60. Карпинтери, А. Многомасштабные временные эффекты: мониторинг конструкций с трещинами с использованием метода акустической эмиссии Текст. / А. Карпинтери, Дж. Лачидонья, Н. Пуньо //Физическая мезомеханика 8. 5(2005) с.85-89

61. Кафаров, B.B. К вопросу моделирования и управления непрерывными технологическими процессами с помощью нейронных сетей Текст. / В.В. Кафаров, Л.С. Гордеев, М.Б. Глебов, Го Цзинбяо // ТОХТ -1995. №2. - с. 29.

62. Ким, Ф.И. Методы и технологии моделирования напряженно-деформированного состояния заготовки обуви при формовании Текст. / Ф.И. Ким, С.Е. Мунасипов, А.Р. Соколовский. Тараз: Тараз университет!. 2009. -93 с.

63. Козинкина, А.И. Определение деформационных характеристик материалов с дефектами Текст. / А.И. Козинкина // Прикладная механика и техническая физика. 2005. - Т. 46. - № 4. - С. 154-160.

64. Козинкина А.И. Переходный эффект в, кинетике накопления повреждений Текст. / А.И. Козинкина // Дефектоскопия РАН.- 1999. № 9. — С. 95-99.

65. Козлов, A.C. Моделирование напряженно-деформированного состояния заготовки верха обуви Текст. /A.C. Козлов, А.Р. Соколовский. // Кожевенно-обувная промышленность. Сообщение 1—2007. —№6 — с. 46-48

66. Козлов, A.C. Моделирование напряженно-деформированного состояния заготовки верха обуви при обтяжке Текст. / A.C. Козлов, А.Р. Соколовский. // Кожевенно-обувная промышленность. Сообщение 2.-2008. -№2. с. 47-48

67. Козлов, Г.В. Синергетика и фрактальный анализ сетчатых полимеров Текст. / Г.В. Козлов, В.У. Новиков М., Классика, 1998. 112 с.

68. Колпаков, В.М. Предвидение и прогнозирование в принятии управленческих решений Электронный ресурс. / В. М. Колпаков. — Режим доступа: http://www.elitarium.ru/2007/ll/27/predvidenieprognozirovanie.html

69. Колчин, А.Ф.Управление жизненным циклом продукции Текст. /

70. A.Ф. Колчин, М.В. Овсянников, А.Ф. Стрекалов, С.В. Сумароков — М.: Анахарсис. 2002. 304 с.

71. Корн, Г.Справочник по математике для научных работников и инженеров Текст. / Г. Корн, Т. Корн — М: Наука. 1984. - 831 с.

72. Короткий, С. Нейронные сети: Алгоритм обратного распространения Текст. / С. Короткий — М.: 2006.-44 с.

73. Корчевский, В. В. Измерение параметров акустической эмиссии при растяжении металлов Текст. / В. В. Корчевский // Измерительная техника. 2006. - № 5. - С.63 - 66.

74. Корчевский В. В. Контроль размерной стабильности акустико-эмиссионным методом Текст. / В. В. Корчевский // Контроль. Диагностика. -2005.-№9.-С. 25-28.

75. Корчевский, В. В. Применение акустической эмиссии для определения начала пластической деформации материала изделий Текст. /

76. B. В. Корчевский // Вопросы материаловедения. 2005. - №4. — С.12 - 21.

77. Костылева, В.В. Оценка упругопластических свойств материалов для верха обуви при 2-осном растяжении /В.В. Костылева, Р.Н. Томашева, В.Е. Горбачик//Кожевенно-обувная промышленность-2007. -№1 с. 46-48

78. Круглова, А. Н. Метод акустической эмиссии: исследование и разрушения эпоксидных композитов Текст. /А. Н. Круглова //Известия КазГАСУ, 2009, №1 (11). с. 273-276

79. Кулак М. И. Фрактальная механика материалов Текст. / М. И. Кулак. — Мн.: Выш. шк., 2002 304с

80. Кутыш, В.А. Характер связей между волокнами кожи Текст. / В.А. Кутьин // Известия вузов. Технология легкой промышленности. — 1961. — № 1. —С. 58 — 67.

81. Кутянин, Г.И. Исследование физико-механических свойств кожи Текст. / Г.И. Кутянин — М. : Гизлегпром, 1956. — 196 С.

82. Леохин, Ю. Л. CALS-технологии Электронный ресурс.:— Режим доступа: http://www.nit.itsoft.ru

83. Литвак, Б.Г. Экспертные оценки и принятие решений Текст. / Б.Г. Литвак — М.: Патент. 1996. 271 с.

84. Ломакин, В.А. Статистические задачи механики твердых деформируемых тел Текст. / В.А. Ломакин М.: Наука. 1970. 139 с.

85. Лортикян, Э. Л. Научно-техническое прогнозирование и его информационное обеспечение Текст. / Э. Л. Лортикян К. Г. Хромченко. -Киев: Вища школа, 1978. 127 с

86. Малмейстер, А.К. Геометрия теорий прочности Текст. /А. К. Малмейстер // Механика полимеров. 1966. - №4 с 519-534

87. Малмейстер, А.К. Сопротивление полимерных и композитных материалов Текст. / А.К. Малмейстер, В.П. Тамуж, Т.А. Терес Рига: Зинатне.1980. 572 с.

88. Марка, Д. Методология структурного анализа и проектирования Текст. / Д. Марка, К. МакГоуэн пер. с англ. M .: Мир, 1993. - 240 с .

89. Матвеева, И.В. CALS это не стандарты, не технология, это стратегия развития Текст. / И.В. Матвеева // Стандарты и качество. - 1998. -№9. - С. 20-22.

90. Махоткина, Л. Ю. Регулирование формовочной способности комплексных материалов обувной промышленности с применением неравновесной плазмы Текст. / Л. Ю. Махоткина. // Автореферат дисс. докт. техн. наук. — Казань.: КГТУ. — 2006. —32 с.

91. Мацелюх, О. В. Колагенолгтичш ферменти мкрооргашзм1в Текст. / О. В. Мацелюх, Л. Д. Варбанець. Бютехнологш Т. 1, №3, 2008 С.13-23.

92. Мельников, C.B. Инфинитеземальный метод построения определяющих соотношений для структурно-неоднородных сред сповреждаемой структурой. Часть 1 Текст. / C.B. Мельников //Физическая мезомеханика-2002.-Т.5.-№3.-С.53-61.

93. Месарович, М. Общая теория систем: математические основы Текст. / М. Месарович, Я. Такахара. пер. с англ. М.: Мир, 1978. — 312 с.

94. Михайлов, А.Н. Коллаген кожного покрова и основы его переработки Текст. / А.Н. Михайлов. — М.: Легкая индустрия. 1971. 524 с.

95. Михайлов А.Н. Химия и физика коллагена кожного покрова Текст. / А.Н. Михайлов М., Легкая индустрия, 1980, 231 с.

96. Могилевский, В. Д. Методология систем: вербальный подход Текст. /В. Д. Могилевский. -М.: "Экономика", 1999. -251с.

97. Мосолов, А. Б. Фракталы, скейлы и геометрия пористых материалов Текст. / А. Б. Мосолов, О. Ю. Динариев // ЖТФ, 1988. — Т. 58, № 2. — С. 233-238.

98. Нейронные сети. STATISTICA Neural Networks: Методология и технологии современного анализа данных Текст. / Под. ред. В.П. Боровикова. -М.: Горячая линия-Телеком, 2008. -392 е.

99. Немировский, Ю.В. Прочность элементов конструкций из композитных материалов Текст. / Ю.В. Немировский, Б.С. Резников. — Новосибирск: Наука. 1986. -165 с.

100. Нестационарные структуры и диффузионный хаос Текст. / Т.О. Ахромеев, С.П. Курдюмов, Г.Г. Малинецкий, A.A. Самарский М.: Наука, 1992.

101. Нигматуллин, P.P. Дробный интеграл и его физическая интерпретация Текст. / P.P. Нигматуллин // Теоретическая и математическая физика. 1992. Т. 90. № 3. С. 354 367.

102. Николис, Г. Познание сложного. Введение Текст. /Г. Николис, И. Пригожин М.: Мир, 1990. 342 с.

103. Николис, Г. Самоорганизация в неравновесных системах Текст. /Г. Николис, И. Пригожин М.: Мир, 1979. 517 с.

104. Новиков, В.У. Структура и свойства полимеров в рамках фрактального подхода Текст. / В.У. Новиков, Г.В. Козлов //Успехи химии, 2000, т. 69, №6, с. 572-599.

105. Овчарук, В.Н. Спектральный анализ сигналов акустической эмиссии при механических неупругодеформирующегося электрофарфора Текст. / В.Н. Овчарук //Моделирование систем 2004. №2(8) с.45-52

106. Орлов, А.И. Экспертные оценки Текст. / А.И. Орлов // Заводская лаборатория. 1996. Т.62. No.l. С.54-60.

107. Ошмян, В.Г. Принципы структурно-механического моделирования полимеров и композитов Текст. / В.Г. Ошмян, С.А. Патлажан, Y. Remond // Высокомолек. соед., Серия А, 2006. Т. 48. № 9. С. 112.

108. Панин, В. Е. Основы физической мезомеханики Текст. / В. Е Панин // Физическая мезомеханика.- 1998.- т 1 с 5-22.

109. Панкова, JI.A. Организация экспертиз и анализ экспертной информации Текст. / JI.A. Панкова, A.M. Петровский, М.В. Шнейдерман-М.: Наука, 1984.- 120 с.

110. Пат. (А. С.) СССР 1729433. Машина для затяжки носочно-пучковой части обуви Текст. / A.C. Железняков, В.А. Александров, Т.В. Бондарь, А.Р. Соколовский- опубл. 03.01.1992; Б.И.№18

111. Петрук, Ю.Б. Исследование структурно-механических свойств кожи Текст. / Ю.Б. Петрук //Дис. . канд.техн. наук. М., МТИЛП. 1983. -191 С.

112. Плотников, В.А. Акустическая эмиссия и релаксационные процессы при термоупругих мартенситных превращениях Текст. / В.А. Плотников, И.М. Пачин, A.C. Грязнов // Фундаментальные проблемы современного материаловедения — 2006.- №1.— С. 41— 48.

113. Победря, Б. Е. Механика композиционных материалов Текст. / Б. Е. Победря — М.: Изд-во МГУ, 1984. — 336 с.

114. Поляков, В.В. Акустическая эмиссия при деформации пористого железа Текст. / В.В. Поляков, A.B. Егоров, И.Н. Свистун //Письма в ЖТФ. -2001. -Т.27. -Вып 22.-С. 14-18

115. Прангишвили, И. В. Системный подход и общесистемные закономерности Текст. / И. В. Прангишвили- М.: СИНТЕГ, 2000. 528 с.

116. Пригожин, И. От существующего к возникающему Текст. / И. Пригожин -М.: Мир, 1985. 342 с.

117. Прокопьев, Е.П. Возможность исследования эволюции свойств структур кремний на изоляторе синергетическими методами Текст./Е.П.Прокопьев, С.П.Тимошенков. //Оборонный комплекс-научно-техническому прогрессу России. — 2002. — №3. С.34-41.

118. Прокопьев, Е.П. О возможности синергетического подхода к рассмотрению эволюции свойств материалов, используемых в электронном материаловедении Текст. /Е.П.Прокопьев, С.П.Тимошенков, Ю.А.Чаплыгин. //Материаловедение. 2002. - №6. - С. 17-20.

119. Прокопьев, Е.П. О возможности синергетического подхода к эволюции свойств технически важных материалов Текст. / Е.П. Прокопьев // Письма в ЖТФ. 1992. - Т.18. - Вып.21. - С.80-84.

120. Прошин, А.П. Синтез строительных материалов со специальными свойствам и на основе системного подхода Текст. / А.П.Прошин, А.М.Данилов, И.А.Гарькина, Е.В.Королев, В.А.Смирнов // Известия ВУЗов. Строительство. 2003. -№7. - С. 43-47.

121. Прошин, А.П. Теоретические аспекты оптимального синтеза композиционных материалов Текст. / А.П.Прошин, А.М.Данилов, И.А.Гарькина, А.Н.Бормотов // Известия ВУЗов. Строительство. — 2000. — №6. С. 3640.

122. Р 50.1.028 2001 Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Методология функционального моделирования. — М.: Госстандарт России, 2001. - 50 с.

123. Работнов, Ю. Н. Механика деформированного твердого тела Текст. / Ю. Н. Работнов -М.: Наука. 1979. -744 с.

124. Разработка методологии моделирования напряженно-деформированного состояния носочно-пучковой части обуви при формовании: Отчет по НИР/НТИ МГУДТ госрег. № 01.2.007 02829; рук. А.Р.

125. Соколовский; исполн. И.Ю. Соколовская, Т.В. Шпак, Н.С.Яцкова -М., ВНТИЦентр. 2007. 61 с.

126. Разрывная машина с маятниковым силомером РТ-250М Электронный ресурс.: — Режим доступа: http://tpmarket.ru/

127. Раяцкас, B.JI. Основы прогнозирования прочности клеевых соединений материалов, применяемых в изделиях из кожи Текст. / B.JI. Раяцкас //Дис. . док.техн. наук. -М., МТИЛП, 1972, 362 с.

128. Резников, Б.С. Анализ нелинейного деформирования композитов с учетом конечных поаоротов структурных элементов Текст. / Б.С. Резников //ПМТФ. 1991. - №4. - С. 161-165.

129. Розен, Б.У. Мехника разрушения волокнистых композитов Текст. / Б. У. Розен, Н.Ф. Дау //Разрушение -М.: Мир. Т 7. - 4.1. - 1976. С. 300-366

130. Рябов, А.Б. Системный анализ: Учебное пособие Текст. / А.Б. Рябов, Л.Ю. Карась М.: МТИПП. - 1989. - 72 с.

131. Самарин, Ю.П. О применении стохастических уравнений в теории ползучести материалов Текст. / Ю.П. Самарин // Изв. АН СССР. МТТ, 1974. №1. С. 88-94.

132. Светлов-Прокопьев, Е.П. Возможные синергетические подходы к проблемам материаловедения наноматериалов. Текст. / Е.П. Светлов-Прокопьев, С.П.Тимошенков //Петербургский журнал электроники. -2007. -Вып.4. — С.3-11.

133. Севастьянова, И.Н. Фрактальные характеристики поверхностей деформации композитного материала и их связь со структурой Текст. /

134. Севастьянова И.Н., С.Н. Кульков //Письма в ЖТФ. 1999. - Т. 25. - №2 - С. 34-38

135. Седракян, JT. Г. Элементы статической теории деформирования и разрушения хрупких материалов. Текст. / Седракян JI. Г. Ереван.: Наука. 1968.-230 с.

136. Сидельников, Ю.В. Теория и организация экспертного прогнозирования Текст. / Ю.В. Сидельников М.: ИМЭМО АН СССР, 1990.- 196 с.

137. Скудра, A.M. Структурная теория армированных пластиков. Текст. / А. М. Скудра, Ф. Я. Булаве. -Рига: Зинатне. 1978. 192 с.

138. Смирнов, А.П. Корреляционная связь между физико-механическими характеристиками кож для верха обуви Текст. / Смирнов А.П., Белокуров В.Н., Нагорный A.A., Моряков В.Я., Фукин В.А. //Известия вузов. Технология легкой промышленности, — 1984. -№5. 27-30с.

139. Соколовский, А.Р. Автоматизация лабораторных испытаний полимерных материалов Текст. /А.Р. Соколовский //Автоматизированные электромеханические системы: Сборник научных трудов. Новосибирск: НИИВТ. 1987. С.54-56

140. Соколовский, А.Р. Акустическая эмиссия при деформации кожи Текст. / А.Р. Соколовский //Дизайнитехнологии-2010. -№16-с. 92-95

141. Соколовский, А.Р. Влияние технологических операций на прочность волокнисто-пористого биокомпозита /А.Р. Соколовский //Научный журнал КубГАУ Электронный ресурс. Краснодар: КубГАУ, 2010. -№61(07). - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2010/07/pdf/07.pdf

142. Соколовский, А.Р. Исследование акустической эмиссии при деформации пористо-волокнистых биокомпозитов Текст. /А.Р. Соколовский, Е.А. Кирсанова, А.П. Жихарев, И.Ю. Соколовская //Кожевенно-обувная промышленность. —2008. -№4. -с. 44-45

143. Соколовский, А.Р. Исследование прочностных свойств рыбьих кож / А.Р. Соколовский, И.Ю. Соколовская // Научный журнал КубГАУ Электронный ресурс. Краснодар: КубГАУ, 2010. — №62(08). - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2010/08/pdf/20.pdf

144. Соколовский, А.Р. Исследование процесса разбивки-мягчения кожевой ткани по релаксационным спектрам Текст. / А.Р. Соколовский., Л.А. Каплин, А.Г. Сб.науч.тр. №27. -Шахты: ДГАС, 1998. с.65-68

145. Соколовский А.Р. К вопросу определения вязко-упругих свойств биокомпозитов Текст. / А.Р. Соколовский // Сибирский научный вестник РАЕН. Известия Новосибирского науч. центра "Ноосферные знания и технологии". Вып. 9. Новосибирск: НГАВТ, 2006. с.191-195

146. Соколовский, А.Р. Математическая модель обработки натуральных полимерных материалов Текст. / А.Р. Соколовский //Информатика и проблемы телекоммуникаций: Материалы международной науч.-тех. конференции. -Новосибирск: СибГАТИ, 1997. с.225-226

147. Соколовский, А.Р. Математическое моделирование процесса обработки материалов Текст. / А.Р. Соколовский // Виброизоляция машин и механизмов. Сборник научных трудов. -Новосибирск: НИИВТ,1984. с.90-94

148. Соколовский, А.Р. Обработка материалов на роторных машинах с волнистыми винтовыми ножами Текст. /А.Р. Соколовский, В. А. Александров /Снижение вибрации судовых машин, механизмов и приборов: Сборник научных трудов. -Новосибирск: НИИВТД987. с.47-51

149. Соколовский, А.Р. Оптимизация режимов и конструктивных параметров разбивочно-мягчильных машин для обработки овчин Текст. / А.Р. Соколовский//Дис.канд. техн. наук.-М.: МТИЛП. 1986. 183с.

150. Соколовский А.Р. Применение метода акустической эмиссии для определения предельных деформаций Текст. / А.Р. Соколовский, Е.А.

151. Кирсанова, А.П. Жихарев, И.Ю. Соколовская //Кожевенно-обувная промышленность-2008. —№5. -с. 34-35

152. Соколовский, А.Р. Прогнозирование прочности волокнисто-пористых биокомпозитов с использованием нейронных сетей Текст. / А.Р. Соколовский М.: МГУДТ. 2010. 92 с.

153. Соколовский, А.Р. Прогнозирование прочностных свойств кож с помощью нейронных сетей Текст. / А.Р. Соколовский //Известия ВУЗов «Технология Легкой промышленности». -2010. -№ 3- с. 69-74

154. Соколовский, А.Р. Разработка акустико-эмиссионной модели прогнозирования предельных деформаций кожи Текст. / А.Р. Соколовский //Известия ВУЗов «Технология Легкой промышленности». 2010. -№ 2- с. 89-91

155. Соколовский А.Р. САЬ8-технологии при производстве товаров народного потребления Текст. / А.Р. Соколовский, Степанов Б.Ф // Кожевенно-обувная промышленность. —2003 —№4. с. 42-43

156. Спицнадель, В. Н. Основы системного анализа: Учеб. пособие Текст. / Спицнадель В. Н. СПб.: Изд. дом «Бизнесс-пресса», 2003. 326 с.

157. Стефанович, И.П. Технология меха Текст. / И.П. Стефанович -М.: Легкая индустрия. 1967. 265 с.

158. Стратегия развития легкой промышленности России на период до 2020 года. Электронный ресурс.: утв. приказом Минпродторга России №853 от 24.09.2009. /Минпродторг России. — Режим доступа: http://www.minprom.gov.rU/acnivity/light/strateg/3.

159. Страхов, И.П. Химия и технология кожи и меха Текст. /И.П.Страхов, И.С. Шестакова, Д.А. Куциди и др. Под. ред. И.П. Страхова -М.: Легпромиздат. 1985. 496 с.

160. Технические характеристики модернизированной разрывной машины 2167 Р-50 Электронный ресурс.:— Режим доступа: ЬИр:// www.tochpribor-kb.ru

161. Уоссермен, Ф. Нейрокомпьютерная техника. Теория и практика Текст. / Ф. Уоссермен М.: Мир, 1992.

162. Уржумцев, Ю.С. Прогнозирование длительного сопротивления полимерных материалов Текст. /Ю. С. Уржумцев. -М.: Наука. 1982.-223 с.

163. Фудзии, Т. Механика разрушения композиционных материалов Текст. /Т. Фудзии, М. Дзако. Перевод с японского C.JI. Масленникова, под.ред. В.И.Бурлаева. —М.: «Мир». 1982. 232с.

164. Хайкин, Саймон Нейронные сети: полный курс Текст. / Саймон Хайкин. —М.: «Вильяме», 2006. -1104 с.

165. Хакен, Г. Синергетика. Текст. / Г. Хакен М.: Мир, 1980. 404 с.

166. Химия и технология кожи и меха Текст. /Под. ред. О' Флаэрти Ф. // МТП РСФСР. — 1960. — Т. 1. — 528 С.

167. Царегородцев, В.Г. Редукция размеров нейросети не приводит к повышению обобщающих способностей Текст. / В.Г. Царегородцев //Материалы XII Всеросс. семинара «Нейроинформатика и её приложения», Красноярск, 2004. 196с. - С. 163-165.

168. Чурсин, В.И. Вязкоупругие свойства дермы с учетом топографии Текст. /В.И. Чурсин, O.A. Илюхина // Кожевенно-обувная промышленность. -1996.-№3.-с. 32-34

169. Шагапова, И.М. О коэффициенте поперечного сокращения в материалах для изделий из кожи Текст. /И.М. Шагапова, Ю.П. Зыбин //Научные труды МТИЛП. М.: МТИЛП. 1972. вып.38. с.235-241

170. Шалагинова, И.Ю. Методика моделирования процесса затяжки верха обуви методом конечных элементов Текст. / И.Ю. Шалагинова, А.Р. Соколовский, A.C. Железняков // Сб. науч. трудов. -Шахты: ЮГУС, 2000. с.75-78

171. Шестакова, И.С. Строение коллагена Текст. / И.С. Шестакова, В.Н. Чернов, А.А. Головтее'ва // Научные труды МТИЛП. М.: 1965, —Т. 31.1. С. 3—11.

172. Шестакова, И.С. Реологические характеристики кожи на основе сетчатой модели Текст. / И.С. Шестакова, P.M. Шнейдерович // Кожевенно-обувная промышленность. -1972. -№3. -с. 46-49, -1972. -№6. -с. 20-22.

173. Buehler, MJ. Nature designs tough collagen: Explaining the nanostructure of collagen fibrils Текст. / M .J. Buehler // Proc Natl Acad Sci USA.2006. — 103(33). — p. 12285-90.

174. Farley, S.J. A Neural Network Approach for Locating Multiple Defects Текст. / S J. Farley, J.F. Durodola, N.A. Fellows, L.H. Hernández-Gómez // Applied Mechanics and Materials Vols. 13-14 (2008) pp 125-131.

175. Fraser, R.D. Chain conformation in the collagen molecule Текст. / R.D. Fraser, T.P. MacRae. E. Suzuki. //J. Mol. Biol. — 1979. — 129(3). — p.p. 463-544

176. Fraser, R.D. Molecular packing in type I collagen fibrils Текст. / R.D.Fraser, T.P. MacRae, A. Miller // J. Mol. Biol.— 1987. — 193(1). — p. 11525.

177. Hamstad, M. A. A wavelet transform applied to acoustic emission signals: Part 2: Source location Текст. / M. A. Hamstad, A. O.Gallagher, J. Gaiy //J. Acoustic Emission, v.20 (2002). pp.62-82

178. Harris, В The strength of fibre composites Текст. / В. Hams //Composites 1972. - v3. - №4 - p. 152-167

179. Heidemann, E. Welche Frage des Ledescheemikers kann und sollche die Kollagenforschung beantworten? Текст. / E. Heidemann — Das Leder. — 1978. — v 29. — №3. — p.33—41.

180. Hensman, J. Detecting and identifying artificial acoustic emission signals in an industrial fatigue environment Текст. Я. Hensman, R. Pullin, M. Eaton, K. Worden, K.M. Holford, S. Evans // Applied Mechanics and Materials Vols. 13-14 (2008) pp 251-260

181. Hulmes, DJ. Building collagen molecules, fibrils, and suprafibrillar structures Текст. / D. J. Hulmes // J. Struct. Biol. — 2002. — 137(1-2). — p. 210.

182. Hulmes, D.J. Quasi-hexagonal molecular packing in collagen fibrils Текст. / D.J. Hulmes, A. Miller // Nature. — 1979. — 282(5741) —.p.p. 878958.

183. Hulmes, D.J. The collagen superfamily—diverse structures and assemblies Текст. / D. J. Hulmes // Essays Biochem. — 1992. — 27. — p. 49-67.

184. ISO 3376-76. Кожа. Определение прочности на разрыв и удлинения. Электронный ресурс.:— Режим доступа: http://www.iso.org/iso/iso-cftaloguetc/canaloguedetail.htm?csnumber=24032

185. XXX IULTCS Congress. Электронный ресурс.: China. 11-14 october 2009 — Режим доступа: http://www.chinaleater.org

186. Jesior, J.C. Crystalline three-dimensional packing is general characteristic of type I collagen fibrils Текст. / J.C. Jesior, A. Miller, C. Berthet-Colominas // FEBS Lett, — 1980. — 113(2). — p. 238-40.

187. Kim, J.-Y. Acoustic Nonlinearity Parameter Due to Microplasticity Текст. /J.-Y. Kim, J. Qu, L. J. Jacobs, J. W. Littles, M. F. Savage2 //Journal of Nondestructive Evaluation, Vol. 25, No. 1, March 2006 (2006) pp.29-37

188. Mandelbrot, В. B. The Fractal Geometry of Natur Текст. / В. В. Mandelbrot — N.-Y., 1982. — 461 p.

189. Orgel, J.P. Microfibrillar structure of type I collagen in situ Текст. / J.P. Orgel, [et al.] // Proc Natl Acad Sci USA. — 2006. — 103(24). — p. 9001-5.

190. Perumal, S. Collagen fibril architecture, domain organization, and triple-helical conformation govern its proteolysis Текст. / S. Perumal, O. Antipova, J.P. Orgel // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. — 2008. — 105(8). — p. 2824-9.

191. Pullin, R. A Principal Component Analysis of Acoustic Emission Signals from a Landing Gear Component Текст. /R. Pullin, M. J. Eaton, J. J.

192. Hensman, К. M. Holford, К. Worden, S. L. Evans I I Applied Mechanics and Materials, v. 13-14 (2008). pp 41-47.

193. Puri, A. Non-destructive Evaluation of Damage Mechanisms in Composite Sandwich Structure Текст. /А. Puri, A. Fergusson, I. Palmer, A. Morris, F. Jensen, J.P. Dear // Applied Mechanics and Materials, v. 13-14 (2008) pp 105-114.

194. Sokolovsky A.R. Forecasting strength of soft natural composites Текст. / A.R. Sokolovsky // KORUS99.The third Korea-Russia International Symposium on Science and Technology. NSTU. Novosibirsk, Russia, 1999, Vol 1, pp.357

195. Traub, W. On the molecular structure of collagen Текст. / W.Traub, A. Yonath, D.M. Segal //Nature. — 1969. — 221(5184). —p.p. 914-921.

196. Vakulik, J. Struktura kologen u hovezi kuze a usne z hlediska vastrovaci elektronove mikroskopie Текст. / J. Vakulik //Kozarstvi. — 1982. — №3.— p.62—65.

197. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

198. МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ДИЗАЙНА И ТЕХНОЛОГИИ

199. СОКОЛОВСКИЙ АЛЕКСЕЙ РАТМИРОВИЧ

200. РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СРЕДСТВ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОЛОКНИСТО-ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

201. Специальность 05.19.01 Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности.диссертация на соискание ученой степенидоктора технических наук1. Научный консультант:доктор технических наук, доцент

202. Кирсанова Елена Александровна1. Москва 20101. СОДЕРЖАНИЕ1. ВВЕДЕНИЕ 6

203. СИСТЕМНО-СТРУКТУРНЫЙ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ИССЛЕДОВАНИЮ ВОЛОКНИСТО-ПОРИСТЫХ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ 15

204. Основные понятия и принципы системного анализа 16

205. Структура кожевой ткани как характеристика системы 18

206. Влияние внешней среды на структурные характеристики материалов 2513.1. Дизайн кожевой ткани 2613.2. Дизайн изделий из кожевенного и мехового полуфабриката 32

207. Синергетический подход к рассмотрению эволюции свойств кожевенных материалов 38

208. Информационный подход к исследованию структуры волокнисто-пористых материалов 43

209. Анализ методов и устройств исследования физико-механических свойств волокнисто-пористых материалов 59

210. Постановка задач исследования 622 .ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ ВОЛОКНИСТО-ПОРИСТОГО БИОКОМПОЗИТА 64

211. Аппаратура и методики исследования предельных состояний волокнисто пористого биокомпозита 65

212. Построение поверхностей прочностей кожевого материала 69

213. Влияние скорости деформирования на прочность многослойного композита 83

214. Определение коэффициента сцепления слоев при использовании двухслойной модели биокомпозита 881. Выводы 953 .МЕТОДОЛОГИЯ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОГО

215. ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ ВОЛОКНИСТО-ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ 96

216. Особенности акустико-эмиссионного исследования напряженно-деформационного состояния материалов 97

217. Аппаратура и методики исследования акустической эмиссии при одноосном и двухосном деформировании 101

218. Взаимосвязь параметров акустической эмиссии и напряженно-деформированного состояния при одноосном деформировании кож

219. Разработка акустико-эмиссионной методов определения и прогнозирования прочности кожевой ткани 114

220. Разработка методики диагностики предельных деформаций кожевой ткани методом акустической эмиссии при двухосном 122 деформировании1. Выводы 128

221. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ ВОЛОКНИСТО-ПОРИСТОГО БИОКОМПОЗИТА с помощью НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ 129

222. Методы прогнозирования свойств материалов и аппарат нейронных сетей 130

223. Архитектура нейронных сетей 136

224. Алгоритм построения поверхности прочности по экспериментальным данным с применением нейронных сетей 148

225. Подготовка данных для построения нейросетевых моделей 150

226. Разработка и исследование моделей прогнозирования прочностных свойств кож и кожевой ткани овчин 1601. Выводы 181

227. МО ДЕЛИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОЖЕВОЙ ТКАНИ 182

228. Феноменологическая модель для исследования изменения вязкоупругих свойств кожи по реологическим спектрам 196

229. Феноменологическая модель определения единичного спектра кожи методом прокатывания 202

230. Феноменологическая модель вязкоупругих свойств кожевойткани с использованием временных фракталов1. Выводыб 208214

231. МЕТОДОЛОГИЯ НАПРАВЛЕННОГО ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ И УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ НА ОСНОВЕ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ МАТЕРИАЛА 2156Л. Методика получения материалов с заранее заданными свойствами на механических операциях дизайна кож 215

232. Разработка методологии управления технологическим процессом 22662.1. Разработка модели процесса 22762.2. Разработка технического решения управления технологической операцией по сигналам акустической эмиссии. 2371. Выводы 2421. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 243

233. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 245