Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ состояния вопроса проектирования оборудования влажно-тепловой обработки спортивной одежды 11
1.1 Особенности обработки спортивной одежды из высокоэластичных материалов 11
1.2. Эксплуатационные свойства высокоэластичных материалов после влажно-тепловой обработки 29
1.3. Исследование деформационных свойств высокоэластичных трикотажных полотен с учетом условий эксплуатации 42
Выводы 48
Глава 2. Разработка концепции проектирования оборудования для влажно-тепловой обработки спортивной одежды из высокоэластичных материалов 51
2.1. Анализ технологической усадки высокоэластичных материалов в процессе влажно-тепловой обработки 51
2.2. Разработка инструментального метода и установки для исследований напряженно-деформированного состояния легкодеформируемых материалов 63
2.3. Системный анализ взаимодействия рабочих органов гладильного оборудования с обрабатываемым полуфабрикатом 80
Выводы 88
Глава 3. Экспериментальное исследование влажно-тепловой обработки спортивных швейных изделий 90
3.1. Результаты исследований экспериментальных разработок 90
3.2. Анализ испытаний обработки изделий 105
3.3. Практические рекомендации по использованию результатов проектирования 116
Выводы 122
Заключение 125
Библиографический список 128
- Эксплуатационные свойства высокоэластичных материалов после влажно-тепловой обработки
- Исследование деформационных свойств высокоэластичных трикотажных полотен с учетом условий эксплуатации
- Разработка инструментального метода и установки для исследований напряженно-деформированного состояния легкодеформируемых материалов
- Практические рекомендации по использованию результатов проектирования
Введение к работе
Актуальность темы. Совершенствование гладильных прессов, используемых для влажно-тепловой обработки (ВТО) на предприятиях бытового обслуживания, является одним из условий повышения качества спортивной одежды. Проблема может быть решена путем правильного выбора параметров гладильных подушек, которые следует рассматривать как собственно подушку определенной формы и ее покрытие, включающее несколько слоев различных материалов. Создание методов проектирования и расчета таких подушек позволяет существенно оптимизировать условия взаимодействия рабочих органов пресса с объектом обработки. Наличие прокладок, швов изменяет локальные характеристики изделия, что необходимо учитывать при расчете технологических параметров процесса. Такой подход создает предпосылки для более качественного проведения операций ВТО для одежды из высокоэластичных материалов.
Степень разработанности проблемы. Вопросы исследования материалов и оборудования для производства спортивных изделий из трикотажных материалов и, в частности, процессов ВТО, рассматривались радом ученых: ЕГ. Андреевой, Б.А. Бузовым, AJL Жихаревым, В.А.Ивановым, Г.В. Калмыковым, Е.Х. Меликовым, С.Н. Салищевым, ГЛ. Старковой, Р.Н. Филимоненковой, АЛ. Черепенько, С.С. Эппелем, ВТ. Шуметовым и другими. Следует отметить, что в большинстве работ не уделяется внимание особенностям трикотажных материалов, их деформационным характеристикам в процессе формования изделия. Создание парка оборудования для производства и обработки спортивной одежды из трикотажных материалов на предприятиях бытового обслуживания усложнено из-за отсутствия методологических основ, позволяющих на базе современных информационных технологий учитывать влияние технологических свойств обрабатываемых материалов. При этом проблемы качественного формования изделий из высокоэластичных материалов требуют:
объективных математических моделей силовых соотношений при выполнении процессов и методов измерения напряженно-деформированного состояния (НДС) трикотажных материалов при взаимодействии с рабочими органами оборудования ВТО;
критериев оценки качества операций ВТО, выбора режимов обработки, способов и технических средств их измерения и контроля.
Целью работы является разработка теоретических и технических условий совершенствования гладильных прессов, используемых на предприятиях бытового обслуживания для обработки спортивной одежды из трикотажных материалов на базе адекватных средств и технологий информационного обеспечения. Это обусловило постановку и решение следующих основных задач:
-провести анализ условий для определения качества и сертификации швейных изделий из высокоэластичных материалов (ВМ) спортивного назначения, изготавливаемых и проходящих текущую ВТО на типовом предприятии бытового обслуживания;
систематизировать существующие методы технического обеспечения ВТО в процессе проектирования и изготовления спортивной одежды с учетом свойств ВМ;,
разработать методику системного проектирования рабочих органов технологического оборудования ВТО, используемого при обработке спортивной одежды из ВМ;
сформулировать и объективно обосновать технические требования к технологическим процессам и оборудованию ВТО и методам контроля этих процессов;
исследовать процессы формования швейных изделий, методы математического моделирования операций, проектирования и расчета для снижения напряженно деформированного состояния ВМ при ВТО;
-разработать методы оценивания функций, аппроксимирующих деформационные характеристики элементов из ВМ, взаимодействующих с амортизирующими покрытиями при ВТО;
- предложить конструктивные и технологические методы повышения ра
ботоспособности и эффективности оборудования ВТО спортивной одежды из
ВМ на предприятиях бытового обслуживания, позволяющие повысить их дол
говечность и стабилизировать показатели качества работы в течение всего экс
плуатационного периода.
Методология и методы исследования. В диссертационной работе применялся методический аппарат математического моделирования, системного анализа, математической статистики. Обработка информации осуществлялась с использованием программных продуктов статистической обработки данных. Применялось штатное и специально разработанное лабораторное оборудование и испытания в производственных условиях.
Объект исследований - оборудование и технологии ВТО в производстве и текущей обработке спортивной одежды из ВМ на предприятиях бытового обслуживания.
Предмет исследований - методы и методики проектирования технологических процессов на гладильных прессах для производства спортивных швейных изделий из ВМ.
Научная новизна результатов проведенных исследований заключается в разработке теоретических условии и методических положений совершенствования гладильного оборудования для изготовления и текущей обработки спортивной одежды из ВМ на предприятиях бытового обслуживания.
На защиту выносится:
методика разработки параметров для автоматизированного проектирования оборудования и технологий в производстве спортивной одежды из ВМ с учетом выполнения операций ВТО;
математические модели основных операций, влияющих на НДС материала при выполнении ВТО;
математическая модель деформационных свойств изделия и элементов амортизирующих покрытий при ВТО, основанная на аппроксимации эмпириче-
ских зависимостей деформации от давления прессования. Показано, что математические модели являются информативными показателями ВТО и получены математические модели оценки проектов производства спортивной одежды;
- физическая и теоретическая интерпретации свойств амортизирующих
материалов рабочих органов оборудования ВТО;
-экспериментальные технические средства для испытания и комплексной оценки свойств материалов и конструктивное решение рабочих органов оборудования ВТО для прессов типа ПП-0Д5У2М;
- разработанные способы формирования информационных массивов для
автоматизированного проектирования системы формования спортивной одеж
ды в процессе ВТО.
Практическая значимость работы заключается в следующем:
выполнен комплексный анализ свойств, структуры и способов получения ВМ и спортивной одежды из них, позволивший разработать рекомендации для предприятий бытового обслуживания и производств, связанных с изготовлением и текущей ВТО спортивной одежды;
разработана классификация технологического оборудования и информационная база автоматизированного процесса ВТО спортивной одежды;
сформулированы рекомендации по использованию экспертных систем и методик опроса на их основе для информационно-аналитического сопровождения управления предприятиями бытового обслуживания;
переданы в производство для внедрения разработки по технологиям и оборудованию, обеспечивающие значительное повышение качества спортивных изделий за счет ВТО.
Практическая значимость результатов диссертационной работы подтверждена актами производственной проверки и внедрения на предприятиях бытового обслуживания и ООО «Росбыт» и «Рослегпром».
Апробация результатов исследования. Основные положения и результаты диссертационной работы доложены, обсуждены и получили положительную оценку на заседаниях кафедры «Инженерные технологии и сертификация» МГУДТ в 2002-2007 годах, кафедры «Бытовая техника» РГУТиС (МГУС)-в 2005-2008 годах. Работа выполнялась в плане научно-технической программы «Инновационная деятельность высшей школы» (код ГАСНТИ 55.05.39.75.33.41), программа 202.04 «Инновационные проекты в области сервиса» и «Разработка технологий, создание оборудования и повышение его ресурса для предприятия сервиса и малого бизнеса» в соответствии с тематическим планом НИР по госбюджетной теме «Совершенствование проектирования одежды различного назначения», по грантам Минобразования России по фундаментальным исследованиям в области технических наук «ТОО-10.4-2394 «Разработка информационной базы для проектирования спортивной одежды из высокоэластичных материалов».
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения и списка литературы. Диссертация изложена на 140 страни-
цах основного текста, включающего 39 рисунков и 3 таблицы. Библиографический список содержит 123 источника.
Эксплуатационные свойства высокоэластичных материалов после влажно-тепловой обработки
Спортивная одежда, как и любая другая, многофункциональна и должна одновременно отвечать ряду требований, среди которых встречаются противоречащие друг другу. Так, например, она должна не стеснять выполнения разнообразных движений и в то же время достаточно плотно облегать тело спортсмена [3, 49, 57, 98]. Применение Lycra с оболочкой из других волокон обусловлено двумя причинами. Во-первых, такой способ применения полиуретанового волокна позволяет сохранить внешний вид и основные свойства материала, вырабатываемого из волокон, с которыми смешивается Lycra. Например, джинсовая ткань, содержащая пряжу Lycra с обкруткой из хлопковых волокон, визуально и органолептически совершенно аналогична обычной хлопчатобумажной ткани деним. И только в процессе носки проявляются особые свойства — повышенная комфортность и эластичность. Во-вторых, некоторые технологии выработки текстильных материалов не позволяют применять высокоэластичную пряжу, а покрытая оболочкой из других волокон или нитей Lycra временно стабилизируется, приближаясь в процессе ВТО по своим физико-механическим характеристикам к обычной, неэластичной пряже. К технологиям выработки пряжи с оболочкой относятся: однослойное или двухслойное обкручивание, кольцепрядение с сердечником, интерлейсинг (пневмоперепутнная, пневмосоединенная).
Как показал анализ литературы [3,5,37,91,92], для решения многокритериальных задач является наиболее приемлемым системный подход. В легкой промышленности и бытовом обслуживании принципы системного подхода использованы при создании системы комплексной оценки качества одежды [3,11], при проектировании специальной одежды [21], цельнотка-ной и цельновязаной одежды из эластичных материалов [14], спортивной одежды для школьников [49,87]. Для производства формоустойчивых цель-новязанных изделий, имеющих различные измерения по ширине на разных участках, разработаны рельефные трикотажные полотна, которые используются для верхней одежды, бельевых изделий, купальных костюмов [3,10,14]. Диапазон воздействия ВТО на текстильные материалы включает операции локального воздействия по линии плоскости и объему на гладильных прессах, утюжильных столах, установках для склеивания, электрическими, паровыми и электропаровыми утюгами посредством воздействия на ткань влаги, тепла и деформирующих сил. Качество и производительность ВТО зависят от способа увлажнения и нагрева, равномерности распределения рабочих сред, неравномерности механического давления на участки полуфабриката различной толщины, температурного поля и градиента, способа сушки и стабилизации, а также от их предельных значений [2, 9,19]. При этом температура обработки высокоэластичных материалов обычно значительно ниже, чем натуральных.
Главной отличительной особенностью высокоэластичных полотен является то, что они содержат в своем составе эластомерную нить с очень ценными свойствами - высокой растяжимостью и эластичностью (восстанавливаемостью), как в поперечном, так и в продольном направлении, обусловленными большой подвижностью внутренних элементов структуры поли-уретанового волокна. Эти полотна обладают небольшой массой, приятным внешним видом.
Математическое моделирование предусматривает нахождение оптимального решения при одновременном учете нескольких различных групп факторов и ограничений. При традиционном проектировании их учитывают только на каком-либо отдельном этапе, решая частные разрозненные задачи. Например, разработка конструкции, технологического решения в швейном или подготовительно-раскройном производствах.
Несмотря на высокую точность, достигаемую при использовании метода оболочек, на предприятиях по выпуску высокоэластичной спортивной одежды используются преимущественно приближенные методы проектирования одежды. Это объясняется рядом трудностей, связанных с созданием жесткого макета внешней формы для разработки конструкций спортивной одежды, которые делают процесс проектирования весьма сложным и неэффективным.
Существующие способы разработки жестких макетов очень трудоемки и зачастую не соответствуют условиям производства. Кроме того, использование в расчетах не только антропометрических измерений фигуры в статике, но и конкретных величин динамических приростов создает условия для максимального учета изменения размеров изделия при выполнении определенных движений, что особенно важно при разработке спортивной одежды. Поэтому достижение высокой точности при разработке конструкции такой одежды зачастую теряет смысл.
Как известно, текстильные материалы, особенно легко подвергающиеся деформациям (трикотажные полотна), в результате определенных воздействий (тепла, влаги и др.) обладают свойством изменять свои линейные размеры в сторону, как уменьшения, так и увеличения. Сокращение линейных размеров материалов в специальной литературе принято называть усадкой, увеличение - притяжкой, или отрицательной усадкой [24].
Как указывается в работах [15,16], усадка трикотажного полотна происходит в результате изменений в его петельной структуре. При этом изменяются связи между отдельными элементами петельной структуры, меняются точки контакта петель и конструкция петель. Соотношение сил трения и упругих сил нарушается. Выпрямленные участки начинают изгибаться, кривизна дуг и положение петель в полотне изменяется, смещаются точки контакта, меняется длина, ширина и толщина трикотажа [14], что в конечном итоге приводит к изменению линейных размеров полотна. Как показал проведенный анализ, высокоэластичные трикотажные полотна могут отличаться друг от друга видом применяемых полиуретановых волокон с различными характеристиками свойств, их процентным содержанием, структурой эласто-мерных нитей, способами производства полотна, его переплетением и другими структурными параметрами, т. е. имеют достаточно сложную внутреннюю организацию, определяющую отличия их свойств от свойств традиционного трикотажа.
Очевидно, что выявленные особенности свойств полиуретановых волокон и структуры высокоэластичных трикотажных полотен с их вложением существенным образом влияют на свойства эластомерных материалов, что, в свою очередь, обуславливает отличительные особенности методов проектирования процессов ВТО одежды из таких полотен по сравнению с традиционными трикотажными изделиями. Все это требует глубокого изучения геометрических и физико-механических свойств высокоэластичных трикотажных полотен на основе совершенствования существующих или разработки новых оригинальных методик исследования. Необходим анализ возможностей применения используемых принципов и методов конструирования изделий из трикотажа при создании высокоэластичной одежды, а главное - разработки системы управления процессом ее проектирования в целом, охватывающей все этапы жизненного цикла изделия: от маркетинговых исследований до эксплуатации одежды.
Исследование деформационных свойств высокоэластичных трикотажных полотен с учетом условий эксплуатации
Как изложено выше, трикотажные полотна, особенно легко подвергающиеся деформациям, в процессе эксплуатации в результате определенных воздействий (тепла, влаги и др.) обладают свойством изменять свои линейные размеры в сторону, как уменьшения, так и увеличения. Для трикотажа под усадкой понимают также в основном уменьшение линейных размеров полотна или готового изделия. Некоторые исследователи [15, 25] усадку трикотажа рассматривают не только как уменьшение линейных размеров, а вообще как относительное изменение его длины и ширины после проведения определенной операции (раскроя, шитья, ВТО и др.) или после истечения какого-либо отрезка времени в процессе эксплуатации изделия.
Как отмечают исследователи [41, 49], происходят изменения линейных размеров трикотажных полотен и изделий из них под действием возникающей на различных этапах производства деформации растяжения трикотажа. Большая доля полной деформации растяжения - исчезающая ее часть (условно-упругая деформация), - приводит к уменьшению линейных размеров трикотажа. Другая часть полной деформации растяжения, неисчезающей со временем после снятия нагрузки и называемая условно-остаточной [44,48], - к увеличению размеров полотна или готового изделия.
В известных работах Бузова Б.А. [15, 16] и других авторов [44, 89, 90, 91], усадка трикотажного полотна происходит в результате изменений в его петельной структуре. При этом изменяются связи между отдельными элементами петельной структуры, меняются точки контакта петель и конструкция петель. Соотношение сил трения и упругих сил нарушается. Выпрямленные участки начинают изгибаться, кривизна дуг и положение петель в полотне изменяется, смещаются точки контакта, меняется длина, ширина и толщина трикотажа [3], что в конечном итоге приводит к изменению линейных размеров полотна.
Вследствие наличия у трикотажа такой специфической легкоподвижной структуры практически на всех стадиях жизненного цикла изделия - от технологического процесса выработки полотен до готовых трикотажных изделий, надетых на фигуру, — полотна, как правило, находятся в неравновесном (деформированном) или напряженно-деформированном (НДС) состоянии. С течением времени трикотаж стремится вернуться к своему равновесному состоянию, при котором он не проявляет стремления к дальнейшему изменению размеров и имеет наиболее высокую устойчивость [58]. В равновесном состоянии происходит релаксация напряжений, полученных трикотажем на различных стадиях технологического процесса производства эластичных нитей, трикотажных полотен и изделий из них.
Среди факторов, влияющих на величину усадки при эксплуатации изделия, в литературе [3,15] указываются сырьевой состав, структура и способ получения материалов, а также условия изготовления одежды. Исследователи [26,32] отмечают, что наибольшее влияние на величину усадки трикотажных полотен оказывают процессы вязания и отделки полотен, когда они растягиваются в продольном направлении и полученные напряжения фиксируются при крашении, сушке, каландрировании и прессовании.
Релаксация деформации растяжения, полученной трикотажем при вязании и отделке, происходит в основном в процессе отлежки полотна перед раскроем [89]. Однако она наблюдается и во время раскроя полотен, шитья и окончательной ВТО изделий из-за нарушения связей петельной структуры. В это время полотно усаживается, вследствие чего изменяются размеры деталей изделия. Из анализа работ некоторых исследователей [87,89, 90] выяснилось, что изменение линейных размеров полотен связано также и со значительными деформациями трикотажного полотна, происходящими в процессе подготовки трикотажного полотна к раскрою (при настилании, влажно-тепловой обработке полотна). Усадка происходит также при эксплуатации одежды из трикотажа, химической чистке и стирке под влиянием тепла, влаги, моющего раствора, растворителей и механических воздействий.
Следует заметить, что воздействие ВТО на высокоэластичные трикотажные полотна в рассмотренных работах не изучалось. Авторы [33], исследуя воздействие ВТО на купоны, полотна и готовые изделия, выделяют две основные причины усадки: обратный релаксационный процесс (стремление текстильного материала после снятия напряжений, испытываемых им в процессе изготовления, приобрести первоначальные размеры) и набухание волокон при смачивании. Авторы [89,98] указывают на зависимость величины изменения линейных размеров трикотажа не только от его структурных характеристик (вида переплетения, плотности и волокнистого состава), но и в большей степени от режимов ВТО.
Приводятся данные Г.Н. Кукина и А.Н. Соловьева [46] о режимах ВТО трикотажа и о температуре и времени воздействия на трикотаж. Для установления правильных режимов влажно-тепловой отделки трикотажа необходимо учитывать его теплостойкость, т. е. температура отделки должна быть такой, чтобы при ней не изменялись свойства волокон, образующих трикотаж. По данным Г. Н. Кукина и А. Ы. Соловьева, волокна шерсти не меняют своих свойств при нагревании до температуры 130-135 С, волокна хлопка и льна - до 120 С, вискозные волокна - до 120-130 С, ацетатные - до 95-100 С и полиэфирные - до 60-70 С. Анализ литературных источников и других материалов показал, что какие-либо данные о режимах ВТО для материалов с вложением полиуретановых волокон и нитей отсутствуют.
Анализ имеющейся литературы в области производства трикотажных изделий, показал, что все авторы указывают на обязательный учет усадки трикотажа на всех «проблемных» стадиях. В работе [57] отмечается, что усадку в процессе изготовления трикотажных изделий можно значительно снизить путем введения в производственный цикл дополнительной стадии -операции отлеживания - для снятия напряжений, возникающих на стадиях вязания и отделки полотен. Авторы [73,74] на стадии ВТО предлагают использовать принудительную усадку полотна, в процессе которой трикотаж должен получить такую усадку по длине, чтобы после этой обработки при выполнении операций раскроя, пошива, окончательной отделки и в носке трикотаж возможно меньше изменял линейные размеры.
Разработка инструментального метода и установки для исследований напряженно-деформированного состояния легкодеформируемых материалов
Вопросы ВТО и деформации швейных материалов изучали многие исследователи. Это Мелихов Е.Х., Черепенько А.П., Кобляков А.И., Жихарев А.П., Бурмистров А.Г. и другие. Однако, они не уделяли внимания влиянию взаимодействия рабочих органов технологического оборудования на условия деформации швейных материалов. Кроме, может быть, Соколова В.Н., который изучал влияние свойств текстильных материалов в процессе его раскроя. А также Шагунов Д.Н., который рассмотрел часть задач влияния параметров рабочих органов пресса при ВТО. Не решенными остались ряд задач, главным образом влияющих на качество операции ВТО современных швейных материалов. Учитывая, что современные швейные материалы разительно отличаются от материалов 20-30-летней давности, где структура материалов состояла из натуральных волокон или смеси их, в состав которой входили те же волокна. В настоящее время это уже в большей части искусственные химические и полиамидные материалы, ВТО которых требует исследования. В связи с этим необходимо стало всесторонне исследовать свойства амортизационного покрытия рабочих органов оборудования ВТО, условий взаимодействия новых швейных материалов с рабочими органами прессов ВТО.
Решение этих задач потребовало разработки физической и математической моделей амортизационного покрытия рабочих органов оборудования ВТО, а именно: взаимодействие рабочих органов пресса со швейными материалами. Известно, что механические свойства амортизационных материалов рабочих органов прессов ВТО, можно отнести к упруговязким материалам, характеристики которых обеспечиваются такими составляющими как упругость, подчиняющаяся закону Гука для твердых тел (рис.8), и вязкость, подчиняющаяся закону Ньютона для идеальной жидкости (рис.9). Упругая составляющая Вязкая составляющая
Возможно параллельное и последовательное их соединение. Учитывая, что упругая часть рабочих органов ВТО работает на сжатие, то при параллельном соединении составляющих частей физической модели будет иметь вид, как показано на рисунке 10.
Анализируя физическую модель, была получена математическая модель процесса деформации амортизирующего слоя рабочих органов пресса. Как известно, математическая модель упругого элемента Гука Gy=E-8, где Gy - напряжение, Е - модуль упругости, 8 - деформация. Математическая модель вязкой составляющей, так называемый элемент Ньютона, имеет вид: d8 GB=k—L = ,, где Sx - деформация элемента Ньютона, к - коэффициент вязкости внутреннего трения. По схеме, изображенной на рисунке 10, видно, что при нагружении силой Р амортизационный слой деформируется так, что 8 = 8Х, а общее напряжение будет вычисляться по формуле: G = GY+GB = E-8+k-S.
Если положить G = G0= const, что соответствует пределу напряжения силиконовой резины при сжатии, ограниченной с одной стороны корпусом подушки, и затем проинтегрировав, получим 8 = —-+С е к .
Если в начальный момент времени возникает деформация 8 = 80 (момент касания подушек), то График данной функции изображен на рисунке 11. 5
Из графика видно, что при постоянной нагрузке Р или 8 деформация 80 амортизационного слоя подушки увеличивается и стремится к значению —, что соответствует предельной деформации амортизирующего слоя (си Е ликоновой резины), ограниченной металлической плотностью подушки.
По окончанию прессования изделия подушки расходятся и амортизирующий слой восстанавливается, т.е. происходит релаксация амортизирующего слоя. Однако, полного восстановления может и не быть, т.к. подобные материалы обладают остаточной деформацией, величина которой незначительна. Поэтому ресурс подобных рабочих органов измеряется тысячами рабочих циклов. Большей долговечностью обладает силиконовая резина с закрытыми порами. Для обеспечения качества ВТО различных изделий из различных материалов необходимо иметь ряд сменных подушек, включающих резины как с закрытыми порами, так и с открытыми порами. Как известно силиконовые резины с открытыми порами более эластичные.
Математические модели позволяют прогнозировать процесс деформации как самих подушек при ВТО, так и объекта обработки, т.е. изделия. Так, задавая значение Е и предельное значение напряжения материала подушек G0, можно наглядно наблюдать значения деформации амортизационного слоя подушек (рис.11), и, следовательно, возникающие деформации в материале, вычисляемые в зависимости от времени рабочего процесса. Отсюда легко планировать сам процесс влажно-тепловой обработки для различных материалов обрабатываемых изделий.
Рассмотрение этапов создания спортивной одежды из высокоэластичных материалов в виде системы позволило выявить информационные потребности для проектирования и изготовления спортивной одежды из высокоэластичных материалов на каждом этапе и наметить пути определения содержания наименее разработанных информационных массивов. Это является основой для разработки оборудования и выбора технологических режимов в процессе создания продукции. Особое значение имеют при этом процессы ВТО, так как здесь окончательно задается форма и качество изделия.
Практические рекомендации по использованию результатов проектирования
Помимо статического соответствия одежды особо значимым является динамический комфорт, поэтому важным представляется создание таких условий обработки спортивной одежды на предприятиях бытового обслуживания, которые максимально гарантируют благоприятные эргономические условия.
Наиболее часто применяются для аппроксимации деформационных характеристик элементов покрытий и обрабатываемых материалов степенные функции. К положительным особенностям следует отнести их гибкость и простоту (наличие всего двух параметров), возможность аналитического расчета всех показателей деформационных характеристик: деформации по заданному давлению прессования, давления по заданной деформации, дифференциального модуля упругости в заданной точке характеристики. Кроме того, следует отметить также простоту вычислительной процедуры аппроксимации экспериментальных данных степенной зависимостью и возможность использования при оценивании параметров степенной функции метода наименьших квадратов.
К недостаткам следует прежде всего отнести отсутствие физического смысла аппроксимирующей степенной функции г=арь (6 1) вблизи нуля: при /?—»0 дифференциальный модуль упругости Еа, по смыслу, должен стремиться к EQ - начальному модулю упругости, в то время как для степенной функции при/?=0 имеет место равенство =0.
Тем не менее, в ограниченных пределах изменения давления прессования, не включающих значения р-0, степенные функции описывают экспериментальные деформационные характеристики с достаточно высокой степенью точности [115,120]. Обращает на себя внимание справедливость аппроксимирующих формул только начиная с давления 0,01 МПа, что обусловлено наличием в них постоянной Ъ. Другим важным для моделирования фактом является нелинейный характер деформационной кривой для пружинного покрытия на начальном ее участке при ожидаемой линейности основного (упругого) элемента. Как следует из изложенного, наиболее распространенные степенные аппроксимирующие функции одновременно и наименее отвечают требованиям, сформулированным в предыдущем разделе. При современных тенденциях широкого применения вычислительной техники и новейших информационных технологий, в том числе и на предприятиях бытового обслуживания, можно ставить более серьезные задачи перед разработчиками математических моделей, чем только задачу обеспечить заданную точность аппроксимации. Действительно, практически любой коммерческий пакет про- грамм, предназначенный для регрессионного анализа, позволяет, причем автоматически, выполнить подбор сразу нескольких аппроксимирующих функций, а также расчет оптимальных (как правило, по принципу наименьших квадратов) значений параметров этих функций и критериев оценки точности аппроксимации.
Поэтому представляется, что на нынешнем этапе развития технологии и оборудования ВТО самым главным требованием к аппроксимирующим функциям является обеспечение их физического смысла, а именно, связи параметров математических моделей с физическими показателями деформационных свойств материалов, с одной стороны, и конструктивными параметрами элементов покрытий, с другой.
Перейдем теперь к рассмотрению математических моделей более сложных систем - пакетов, состоящих из одного или нескольких упругих слоев покрытия и обрабатываемого изделия, также являющегося упругим элементом. Вначале рассмотрим простейший случай двухслойного пакета, часто используемого при обработке спортивных изделий из высокоэластичных материалов. Одним из важнейших требований к функциям, аппроксимирующим деформационные свойства пакета, является возможность синтеза ее параметров по параметрам функций, описывающих элементы пакета.
Как видно из номограммы (рис. 37), при заданных значениях технологических параметров с учетом трехлетнего срока службы амортизирующего элемента покрытия ПП-0,25У2М (с относительной вариабельностью жесткости 8С=±40%), имеются следующие ограничения на его параметры: при диапазоне изменения толщины обрабатываемых изделий /zys=4 мм начальная жесткость амортизирующего элемента не должна превышать 23 кПа/мм, а конечная - 56 кПа/мм.
Похожие диссертации на Совершенствование оборудования для влажно-тепловой обработки спортивной одежды из высокоэластичных материалов на предприятиях бытового обслуживания
