Введение к работе
Актуальность работы
Повышение требований к изделиям, выпускаемым текстильной промышленностью немыслимо без оценки качества этой продукции, особенно на стадии проектирования. Методы оценки должны быть точными и оптимальными, а для этого необходимо создать теоретическую модель исследуемого процесса. Одним из основных направлений в улучшении качества выпускаемой продукции является контроль за электростатическими свойствами текстильных материалов и возможность закладывать определенные электрические свойства еще на стадии проектирования.
Возможность такого предварительного качественно-теоретического анализа электростатических свойств и выбора системы определяющих параметров, на наш взгляд, может дать только рассмотрение точной математической модели электростатического состояния текстильных материалов с целью получения аналитической функциональной зависимости при соблюдении физических законов.
Таким образом, совершенствование методов прогнозирования электростатических свойств текстильной продукции, а как следствие и развитие теоретической базы, является актуальной задачей.
Цель и задачи исследования
Целью диссертационной работы является построение математической модели электростатического состояния текстильных материалов с различными физическими и геометрическими характеристиками.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
определение параметров, оказывающих наибольшее влияние на электростатическое состояние текстильных материалов;
исследование электростатических свойств текстильных материалов разных структурных особенностей, как одного, так и различного состава;
разработка математической модели электростатического состояния волокон, имеющих в поперечном сечении округлую, овальную формы, с учетом воздуха;
получение и исследование математическими методами функциональной зависимости электрической емкости от диэлектрической проницаемости волокон с различными формами поперечных сечений и с учетом воздушной прослойки;
разработка схемы исследования и прогнозирования электростатических свойств волокон, нитей, тканей с учетом воздушной прослойки и геометрической конфигурации волокон; сопоставление данных, полученных аналитическими и экспериментальными исследованиями.
Методы исследования
В качестве теоретической основы в исследованиях использовались методы математического анализа, алгебра и аналитическая геометрия, а так же численные методы прикладной математики. Экспериментальные исследования проводились с использованием стандартизованных методов в лабораторных условиях, а так же для лабораторных исследований использовался компенсационный метод. Обработка экспериментальных результатов осуществ-
лялась методами корреляционно-регрессионного анализа на ЭВМ с помощью программ Microsoft Excel и MathCAD. Научная новизна работы При проведении теоретических и экспериментальных исследований автором впервые:
построены математические модели электростатического состояния волокон различных форм с прилегающей оболочкой воздуха;
получены функциональные аналитические зависимости между электроемкостью материала и его диэлектрической проницаемостью; математическими методами исследованы эти функциональные зависимости, по результатам исследования построены графики, получены расчетные функциональные таблицы, предложена аппроксимация функции и, как результат аппроксимации, обратная функциональная зависимость;
рассмотрены математическими методами функциональные связи волокон в нити, отражающие их электростатическое состояние;
предложена методика расчета электроемкости текстильных материалов.
Практическая значимость работы заключается в
оценке и возможности варьировать электростатическими параметрами текстильных материалов, не прибегая к опытному исследованию;
создании математической модели электростатического состояния текстильных материалов с учетом воздушной прослойки;
получении функциональных аналитических зависимостей электроемкости текстильных материалов от коэффициента диэлектрической проницаемости;
создании метода прогнозирования электростатических параметров и разработке функциональных таблиц, позволяющих достаточно быстро проводить расчеты по прогнозированию электростатических свойств текстильных материалов.
Результаты исследований могут быть использованы на текстильных предприятиях при проектировании тканей, что позволит значительно сократить сроки разработки нового ассортимента при минимальных материальных затратах.
Апробация работы
Основные результаты научных исследований докладывались и получили положительную оценку на
Международной научно-технической конференции «ПРОГРЕСС» (2005, 2006, 2007), Иваново, ИГТА.
Всероссийской научно-технической конференции «Текстиль» (2004, 2005, 2006), МГТУ им. А. Н. Косыгина.
Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Дни науки - 2005»; С.-Петербург, СПГУТД.
Межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Студенты и молодые ученые КГТУ - производству» (2006), Кострома, КГТУ.
Международной научно-технической конференции «Экология и и ресурсосберегающие технологии промышленного производства» (2006), Витебск, ВГТУ.
Заседании кафедры текстильного материаловедения МГТУ им. А.Н. Косыгина
Публикации
По теме диссертационной работы опубликовано 14 печатных работ.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, пяти глав и общих выводов. Работа выполнена на 167 страницах машинописного текста, содержит 27 рисунков, 17 таблиц, список литературы из 97 наименований.
