Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО МЕТОДА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТКАНИ ДЛЯ СПЕЦОДЕЖДЫ ПО ТОЛЩИНЕ И ПОВЕРХНОСТНОЙ ПОРИСТОСТИ ТКАНИ

Назарова М.В., Фефелова Т.Л.
В статье приведены результаты проведения научно-исследовательской работы по разработке алгоритма автоматизированного проектирования ткани, защищающей от высоких температур. В ходе работы проведен анализ методов проектирования тканей, в том числе тканей со специальными свойствами. Научно обоснованы критерии проектирования тканей, защищающих от воздействия высоких температур. Разработан алгоритм автоматизированного проектирования ткани по заданной поверхностной пористости и толщине ткани. Спроектирована ткань, защищающая от воздействия высоких температур.

В современных условиях рыночной экономики и возрастающей конкуренции залогом успешной работы предприятий легкой промышленности является правильно прогнозируемый ассортимент тканей. Этот вопрос можно решить при постоянном сотрудничестве между производителями тканей, швейных изделий и их потребителями.

Кроме того, в конкурентной борьбе необходимо частое обновление ассортимента тканей и умение быстро реагировать на потребности рынка, что в свою очередь требует сокращения сроков проектирования ткани и разработки технологических режимов выработки их на ткацком станке.

Целью проектирования тканей является определение основных параметров строения ткани заданного назначения, которые необходимы для выполнения заправочного расчета и установления параметров изготовления ткани на ткацком станке.

В теории проектирования ткани особое место занимают вопросы, связанные с созданием тканей, обладающих необходимыми эксплуатационными свойствами (по заданным разрывным характеристикам, по лучепрозрачности, по воздухопроницаемости, по электропроводности, и др.). Эти вопросы решаются путем установления зависимости эксплуатационных свойств ткани от сырьевого состава и параметров строения ткани. Примером таких работ являются работы, выполненные на кафедре ткачества Московского государственного текстильного университета им. А.Н.Косыгина.

На внутреннем рынке России постоянным спросом пользуются ткани, обладающие требуемыми эксплуатационными свойствами. К таким тканям относятся ткани, защищающие человека от воздействия высоких температур. Поэтому актуальной является задача разработки алгоритма автоматизированного проектирования указанной ткани.

При проектировании ткани, защищающей человека от воздействия высоких температур, выбираем метод проектирования ткани по заданной пористости, так как от количества и величины открытых пор зависит воздухопроницаемость ткани. Чем меньше пористость, тем меньше воздухопроницаемость.

В случае проектирования ткани по показателю поверхностной пористости одновременно требуется получить ткань определенной толщины, которая влияет на воздухопроводность, влагопроницаемость и другие свойства.

Проектирование тканей с заданными параметрами, в частности с определенной толщиной, связано с проведением большого числа расчетов, что достаточно трудоемко. Поэтому проектирование рационально производить с помощью ЭВМ. Разработка программного обеспечения для автоматизированного проектирования ткани, защищающей человека от воздействия высоких температур, производилась в среде программирования MathCad.

MathCad является представителем нового поколения программных средств и предназначен для инженерных и математических расчётов. Он чрезвычайно прост в использовании и лёгок в освоении. Его интерфейс настолько удобно сделан, что пользователь работает с рабочим листом программы, как с листом бумаги, где он пишет формулы и математические выражения в их привычной интерпретации. MathCad может выполнять вычисления любой степени сложности.

MathCad - это программа, позволяющая работать в очень тесной интеграции с другими системами (Word, Excel, AutoCAD и пр.). Это позволяет максимально эффективно и быстро решать поставленные задачи. Кроме того, в MathCad встроена очень широкая справочная база с множеством примеров, подсказок и качественной системой поиска.

В данной научно-исследовательской работе был разработан алгоритм автоматизированного проектирования ткани, защищающей человека от воздействия высоких температур по поверхностной пористости и толщине ткани, который включает следующие этапы:

1. Ввод исходных данных (Rs - пористость ткани, %; Ттк - толщина ткани, мм; параметры строения ткани).

2. Определение границы возможных значений среднего диаметра нитей, мм:

f                                        (1)

3. Определение интервала f между значениями f:

f                             (2)

Находим возможные значения  fпутем прибавления интервала f к начальному значению границы возможных значений среднего диаметра до тех пор, пока не получим конечного значения. Таким образом, должен получиться ряд из десяти возможных значений. Выбираем одно любое значение f и проводим для него дальнейший расчет.

4. Определение границ возможных значений средней плотности нитей f, нитей на 1мм:

f                                           (3)

5. Определение интервала f между значениями f:

f                           (4)

Определяются возможные значения средней плотности нитей f путем прибавления интервала f к начальному значению границы возможных значений средней плотности нитей до тех пор, пока не получим конечного значения. Таким образом, получиться ряд из двадцати одного возможного значения. Выбираем одно любое значение f и проводим для него дальнейший расчет.

6. Определение высоты волны изгиба нити утка, мм:

f                                               (5)

7. Определение расстояния между нитями основы в местах их пересечения нитями утка, мм:

f                     (6)

8. Определение суммы вертикального диаметра уточных нитей и горизонтального диаметра основных нитей, мм:

f                                       (7)

9. Сравнение f и А:

если  f< А, то продолжать расчет следует по формуле (8);

если  f> А, то продолжать расчет следует по формулам (9) и (11).

10. Определение максимально возможной высоты волны изгиба нитей утка f, мм:

f            (8)

11. Сравнение f и f:

если  f< f, то расчет следует продолжать по формулам (9, 11);

если f > f, то расчет следует продолжать по формулам (10, 12).

12. Определение высоты волны изгиба нитей основы, мм:

f                                (9)

f                            (10)

13. Определение толщины ткани через высоту волны изгиба нитей утка, мм:

f                                                           (11)

f                                          (12)

14. Определение толщины ткани через высоту волны изгиба нитей основы, мм:

f                                                (13)

15. Сравнение f и f:

если f >f , то присваивается f смысловое значение f;

если  f<f , то присваивается f смысловое значение .f

16. Сравнение расчетной толщины ткани f с заданной f:

если f≠  fто вариант отбрасывается и расчет начинается с принятия другого значения f. Когда весь ряд  fбудет исчерпан и ни одно из них не будет удовлетворять условию (14), следует принять новое значение для f и повторить расчет;

f=  f                                                       (14)

если f= f, то расчет продолжается по следующим формулам.

17. Определение диаметра нитей утка, мм:

f                                                          (15)

18. Определение диаметра нитей основы, мм:

f                                                               (16)

19. Определение линейной плотности используемых нитей, текс:

f                                                           (17)

f                                                           (18)

20. После расчета линейных плотностей основных и уточных нитей, нужно принять их стандартные значения по справочной литературе. При этом следует обращать внимание на сырьевой состав нитей.

21. Определение плотности ткани по утку, нитей на 1мм:

f                                                             (19)

22. Определение плотности ткани по основе, нитей на 1мм:

f                                                               (20)

23. Корректировка плотности ткани по основе и по утку в соответствии с ГОСТ 11970-70, количество нитей на 1 дм.

24. Рассчитывается коэффициент, определяющий высоту волны изгиба нитей основы:

f                                                       (21)

25. Рассчитывается коэффициент, определяющий высоту волны изгиба нитей утка: 

f

24. Определение расчетных диаметров нитей основы и утка, мм:

f                                                    (23)

f                                                    (24)

25. Определение диаметра уточной нити из заданной пористости ткани, для этого он выражается из формулы пористости (25):

f                        (25)

и получается следующее выражение:

f                                          (26)

26. Сравнение значений f и f:

если ff, то, следовательно, заданное в исходных данных значение поверхностной пористости ткани не является для нее оптимальным значением и необходимо изменить его на другое. Процедура замены пористости проводится до тех пор, пока значение f не станет равным f.

27. Определение среднего диаметра нитей основы и утка, мм:

f                                                        (27)

28. Определение пористости ткани по формуле (25) с полученными данными, %.

29. Определение коэффициента наполнения ткани волокнистым материалом по основе:

f                             (28)

30. Определение коэффициента А1:

f                                   (29)

31. Определение коэффициента наполнения ткани волокнистым материалом по утку, исходя из пористости ткани:

f                                          (30)

32. Определение высоты волны изгиба в ткани нитей основы, мм:

f                                                           (31)

33. Определение высоты волны изгиба в ткани нитей утка, мм:

f                                                             (32)

34. Определение геометрической плотности ткани по основе, мм:

 f                                                (33)

35. Определение геометрической плотности ткани по утку, мм:

f                                                  (34)

36. Определение фактического расстояния между центрами нитей основы в местах пересечения их нитями утка, мм:

f                                                    (35)

37. Определение фактического расстояния между центрами нитей утка в местах пересечения их нитями основы, мм:

 f                                                    (36)

38. Определение уработки нитей основы, %:

f                        (37)

39. Определение уработки нитей утка, %:

 f                       (38)

40. Определение поверхностной плотности ткани, г/м2:

f                                (39)

41. Формирование выходного документа.

Для экспериментальной апробации автоматизированного метода проектирования ткани по заданной толщине и пористости производилось проектирование ткани, защищающей от воздействия высоких температур с толщиной 0,5 мм и поверхностной пористостью 10 %.

Спроектированная ткань получила название «Пламенная». Переплетение ткани «Пламенная» выбрано полотняное. В качестве сырьевого состава выбирается смесовый состав ткани: хлопок 60% + полиэфир 40%.

В результате автоматизированного проектирования ткани получены параметры ткани для выполнения заправочного расчета ткани и представлены в таблице 1.

Таблица 1. Результаты проектирования ткани «Пламенная»

Показатель

Обозначение

Значение

Наименование ткани

-

Пламенная

Вид волокон

Основа

 

Уток

 

-

 

-

 

хлопок -40%

полиэфир - 60%

хлопок - 40%

полиэфир - 60%

Линейная плотность, текс

ТО

ТУ

100

100

Уработка нитей, %

основы

утка

 

ао

ау

 

8,15

7,0

Диаметр нитей, мм

 основы

 утка

 

dо

dу

 

0,389

0,389

Плотность суровой ткани, нит/дм:

основы

утка

 

Рос

Рус

 

203

135

Коэффициент отношения диаметров

 

К d

 

1

Масса 1 м2 суровой ткани, г/ м2

М2

366,6

Пористость ткани, %

Rs

10

Выводы:

  1. Проведен анализ методов проектирования тканей, в том числе тканей со специальными свойствами.
  2. Научно обоснованы критерии проектирования тканей, защищающих от воздействия высоких температур
  3. Разработан алгоритм автоматизированного метода проектирования ткани по заданным поверхностной пористости и толщине ткани.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Мартынова А. А., Слостина Г. Л., Власова Н. А. Строение и проектирование тканей. М., РИО МГТА, 1999. - 434 с.
  2. Дамянов Г. Б. и др. Строение ткани и современные методы ее проектирования / Дамянов Г. Б., Бачев Ц. З., Сурнина Н. Ф. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984. - 240 с.

Библиографическая ссылка

Назарова М.В., Фефелова Т.Л. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО МЕТОДА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТКАНИ ДЛЯ СПЕЦОДЕЖДЫ ПО ТОЛЩИНЕ И ПОВЕРХНОСТНОЙ ПОРИСТОСТИ ТКАНИ // Современные проблемы науки и образования. – 2007. – № 4.;
URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=440 (дата обращения: 30.07.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074