Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние информационной базы для компьютерной оптимизации конструкции одежды 14
1.1. Перспективы компьютерного проектирования и оптимизации конструкции 14
1.2. Общая постановка задачи оптимизации элементов конструкции одежды 19
1.3. Обоснование объектов оптимизации , 24
1.4. Анализ исходных данных для оптимизации базовых элементов конструкции одежды . 27
1.4.1. Влияние базовых элементов на визуальную гармонию системы «эскиз - конструкция — изделие» 27
1.4.2. Влияние базовых элементов на показатели технологичности и качества 33
1.4.3. Анализ поведения материалов при формирований криволинейных конструктивных линий в одежде 38
1.4.4. Анализ технологий оформления угловых участков деталей. 43
1.5. Обоснование выбора САПР для решения задачи оптимизации элементов конструкции одежды 48
1.6. Формулирование цели и задач исследований 49
2. Систематизация свойств базовых элементов конструкции одежды 52
2.1. Свойства конструктивных линий 52
2.2. Регламентация кривизны конструктивной линии по признакам приемлемости 56
2.3. Свойства угловых участков деталей 59
Выводы 63
3. Разработка информационной базы для оптимизации показателей геометрических свойств криволинейных конструктивных линий . 64
3.1. Методы и средства исследований 64
3.1.1. Характеристика текстильных тканей, используемых в экспериментах ., 64
3.1.2. Методика изучения влияния кривизны криволинейных конструктивных линий на показатели технологичности и качества конструкции 65
3.1.3. Методика изучения закономерностей зрительного восприятия криволинейных конструктивных линий в одежде
3.1.4. Методика исследования структурных изменений в материале при формировании перегиба по криволинейной конструктивной линии 70
3.1.5. Методика исследования деформационных свойств текстильных тканей 76
3.1.6. Оценка точности результатов экспериментов 77
3.2. Влияние геометрических параметров криволинейной конструктивной линии на ее визуальное восприятие в одежде . 80
3.3. Влияние кривизны криволинейной конструктивной линии на показатели технологичности конструкции 85
3.4. Аналитическое описание механики формирования перегиба текстильной ткани по криволинейной конструктивной линии... 89
3.5. Экспериментальные исследования по формированию в текстильной ткани перегиба по криволинейной конструктивной линии
3.5.1. Анализ критических состояний перегиба ткани по криволинейной конструктивной линии 106
3.5.2. Исследования формообразования в текстильной ткани вдоль криволинейных конструктивных линий 109
3.5.3. Исследования поведения текстильной ткани при перегибе по криволинейной конструктивной линии 116
Выводы 124
4. Разработка информационной и методологической базы для автоматизированного проектирования и оптимизации угловых участков лекал деталей одежды 126
4.1. Влияние конструктивно-технологических особенностей угловых участков деталей одежды на показатели технологичности конструкции 126
4.2. Систематизация требований к параметрам угловых участков 135
4.3 Разработка алгоритмов для машинного построения угловых участков лекал 140
4.4. Аналитическое описание взаимосвязей параметров угловых участков лекал 143
4.4.1. Анализ идентичности параметров парных угловых участков лекал 143
4.4.2. Анализ закрепляемости угловых участков лекал 151
4.4.3. Анализ технологичности угловых участков лекал 152
4.5. Экспериментальная проверка алгоритмов построения угловых участков лекал 155
4.6. Обоснование приемов управления признаками соответствия угловых участков лекал для их оптимизации 159
Выводы 161
5. Разработка компьютерной технологии проектирования оптимальных параметров базовых элементов конструкции одежды 162
5.1. Постановка задачи оптимизации . 162
5.2. Определение нормируемых значений параметров
оптимизации 166
5.2.1. Определение нормируемого параметра RHOPM 168
5.2.2. Определение нормируемого параметра фнорм 172
5.2.3. Определение интервалов зрительного безразличия к изменениям параметров базовых элементов конструкции для условий итерационного поиска оптимума 173
5.3. Разработка компьютерной технологии оптимизации базовых элементов конструкции одежды 174
5.4. Программное обеспечение процесса оптимизации базовых элементов конструкции 179
5.5 Построение лекал с использованием специализированных программных модулей оформления угловых участков 188
5.5.1. Общая характеристика специализированных программных модулей 188
5.5.2. Формирование лекал с использованием специализированных программных модулей 189
5.6. Расчет экономического эффекта от внедрения
разработанного программного продукта 195
Выводы 198
6. Практическая проверка результатов работы 201
Выводы и рекомендации. 203
Список использованной литературы
- Анализ исходных данных для оптимизации базовых элементов конструкции одежды
- Регламентация кривизны конструктивной линии по признакам приемлемости
- Методика изучения влияния кривизны криволинейных конструктивных линий на показатели технологичности и качества конструкции
- Разработка алгоритмов для машинного построения угловых участков лекал
Введение к работе
Актуальность темы
Проектирование одежды - сложный многоэтапный процесс, в ходе которого осуществляют переход от первоначального художественного образа модели к готовой одежде - продукту промышленного производства. Конечный успех зависит от таланта и опыта конструктора, умения учесть большое количество факторов, влияющих на результат. На начальных этапах разра-. ботки конструкции новой модели одежды трудно предусмотреть все последствия принимаемых решений. Сложность прогнозирования результатов обусловлена геометрической неопределенностью проектируемого объекта и особенностями процесса преобразования плоского текстильного материала с анизотропными показателями свойств в неразвертываемую объемную поверхность деталей и узлов одежды. Выходом из этой ситуации является разработка компьютерных технологий интерактивного конструирования с элементами искусственного интеллекта.
Системы, позволяющие на этапе параметрического синтеза прогнозировать рациональные сочетания параметров конструкции, являются системами искусственного интеллекта, использование которых открывает широкие возможности для решения многовариантных задач с большим числом исходных данных.
Эффективность интерактивного конструирования возрастет, если в ходе творческого поиска, проводимого конструктором, САПР будет выполнять подстраховывающую роль и предлагать оптимальные конструктивные решения. Однако компьютерная техника может управлять сложными ветвящимися процессами только при наличии условий четкой формализации действий, основанной на количественном описании параметров конструкции, показателей свойств материалов и проектируемой формы одежды.
Отсутствие на сегодняшний день четко обоснованных принципов оптимизации качества одежды путем варьирования показателями свойств элементов конструкции послужило основой для разработки методологии и компьютерной технологии оптимизации конструкторских решений на стадии разработки модельной конструкции..
Работа выполнена в рамках гранта 2001 года Министерства образования РФ в области исследования фундаментальных проблем легкой промышленности «Разработка теоретических основ и методологического аппарата проектирования одежды из новых видов материалов для целей художественно-конструкторской подготовки моделей» (шифр ТОО-10.4-722) и в соответствии с планами научных исследования ГОУ ВПО «Ивановская государственная текстильная академия» на 2001-2004 гг.
Целью настоящей работы является повышение качества и технологичности одежды на основе оптимизации базовых элементов конструкции одежды.
В качестве" объектов исследований выбраны процессы проектирования и зрительного восприятия базовых элементов конструкции одежды, материалы для одежды и методы исследования их формообразующих свойств.
Для достижения поставленной цели в ходе работы решены следующие задачи:
проведен анализ современного состояния информационной базы для оптимизации конструкции одежды в процессе компьютерного конструирования;
выполнена систематизация элементов конструкции одежды и показателей их свойств на базе деструктуризации до уровня простейших (базовых) элементов;
разработана теоретическая модель деформирования участков текстильной ткани при формировании перегиба вдоль криволинейной конструктивной линии;
определены категории кривизны конструктивных линий с позиций обеспечения качества одежды;
разработана методология учета показателей свойств текстильной ткани при проектировании геометрических параметров криволинейных конструктивных линий;
определены диапазоны возможной коррекции криволинейных конструктивных линий в процессе их оптимизации с сохранением визуального образа проектируемой модели одежды;
определены управляемые параметры и критерии оптимизации элементов конструкции, установлена стратегия решения задачи оптимизации;
разработана методология проектирования рациональных параметров базовых элементов конструкции с использованием систем искусственного интеллекта;
разработана компьютерная технология оптимизации параметров базовых элементов конструкции;
разработаны геометрические приемы построения угловых участков лекал.
Методы исследования. Работа базируется на системном подходе к решению поставленной задачи. На отдельных этапах использованы общая теория систем, методы многомерной классификации, экспертной оценки и математического моделирования, теория оптимизации, алгоритмизации и программирования.
В экспериментах по исследованию показателей свойств текстильных тканей и объемно-пространственных форм одежды использованы инструментальные, органолептические и динамометрические методы.
Достоверность результатов, полученных в диссертационной работе, подтверждена многократными измерениями и статистическим обоснованием воспроизводимости результатов, полученных по нестандартным методикам, а также совпадением результатов теоретических и экспериментальных исследований.
Для обработки результатов экспериментальных исследований использованы методы корреляционного и регрессионного анализа, математической статистики и теории погрешностей.
Научная новизна работы состоит в установлении закономерностей формообразования и зрительного восприятия криволинейных конструктивных линий в одежде из текстильных материалов и их использовании в компьютерном проектировании и оптимизации параметров базовых элементов конструкции одежды с применением систем искусственного интеллекта и новой базы данных.
В работе впервые получены следующие научные результаты:
1. Составлена классификация элементов конструкций деталей одежды.
2. Получены аналитические модели, описывающие закономерности
формирования перегиба текстильной ткани вдоль криволинейной конструк
тивной линии.
-
Получены математические модели управления показателями свойств базовых элементов конструкции деталей одежды в направлении их оптимизации.
-
Определены закономерности зрительного восприятия геометрических параметров базовых элементов конструкции.
-
Определены закономерности влияния показателей свойств криволинейных конструктивных линий на качество одежды.
-
Разработана методология контроля и обеспечения оптимальных параметров базовых элементов конструкции одежды в процессе компьютерного проектирования.
Практическая значимость
1. Разработана методика оптимизации параметров базовых элементов
конструкции.
-
Разработан экспресс - метод прогнозирования способности текстильной ткани к формообразованию вдоль криволинейных конструктивных линий.
-
Определены значения показателей базовых элементов конструкции, обеспечивающие технологичность и требуемый уровень качества одежды.
-
Разработаны способы оформления угловых участков лекал деталей применительно к условиям их компьютерной реализации.
-
Разработано программное обеспечение для оптимизации показателей свойств базовых элементов конструкции швейного изделия.
6. Разработано программное обеспечение для автоматического по
строения угловых участков лекал с соблюдением требований к их оформле
нию.
Программные модули оптимизации элементов конструкции и оформления угловых участков лекал включены в состав штатного программного обеспечения САПР «Грация» (НПО «Инфоком», г.Харьков).
Техническая новизна отдельных результатов работы подтверждена патентом РФ № 2190337 на изобретение «Способ построения шаблона спинки мужской одежды».
Результаты работы внедрены в учебный процесс ГОУ ВПО «Ивановская государственная текстильная академия» при подготовке инженеров по специальности 280900 «Конструирование швейных изделий».
Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены на следующих международных и межвузовских научно-технических конференциях и заседаниях: «Современные наукоемкие технологии перспективные материалы в текстильной и легкой промышленности» (ПРОГРЕСС), Иваново, ИГТА, 1997...2002 гг.; «Новые ресурсосберегающие технологии и улучшение экологической обстановки в легкой промышленности», Витебск, ВГТУ, 1998 г.; «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» (ПОИСК), Иваново, ИГТА, 2001...2003 гг.; «Технология и материаловедение швейного производства», Кострома, КГТУ, 2001- 2002 гг.; конференция в рамках конкурса «Адмиралтейская игла», Санкт Петербург, СПГУТД, 2002 г.; «Актуальные проблемы создания и использования новых материалов и оценки их качества» (Материаловедение - 2002), Черкизово, МГУС, 2002 г.; «Перспективы использования компьютерных технологий в текстильной и легкой промышленности» (ПИКТЕЛ - 2003), Иваново, ИГТА, 2003 г.; заседаниях кафедры конструирования швейных изделий ИТТА (Иваново, 2002...2004 г.).
Публикации. Основные положения проведенных исследований представлены 5 статьями, 8 тезисами докладов, 1 патентом РФ на изобретение, 2 свидетельствами об официальной регистрации программ для ЭВМ, 1 учебным пособием с грифом УМО Легпром Министерства образования РФ, 1 отчетом по гранту № 01.20.0108419.
Структура работы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключе
ния, списка литературы и приложений. Работа изложена на страницах
текста и содержит 70 рисунков и 14 таблиц. Библиография включает 191 наименование.
Анализ исходных данных для оптимизации базовых элементов конструкции одежды
Любая отдельная деталь изделия также имеет конструктивное построение, включающее: контур детали, материал из которого она выполнена, направление нити основы, внутренние конструктивные линии.
На последнем уровне схемы представлены элементарные структурные составляющие: линии наружного контура детали и угловые участки детали, которые являются наиболее простыми базовыми элементами, составляющими основной "строительный" материал конструкции изделия.
Базовые (простейшие) элементы определяют качество всех вышележащих структурных составляющих. Поэтому задача оптимизации конструкции должна решаться путем направленного воздействия на простейшие структурные компоненты конструкции, обоснованным управлением их свойствами.
Воздействие на базовые элементы структуры обеспечивает наивысший эффект в достижении результата оптимизации, так как предусмотрено прямое адресование функции цели и снижено влияние побочных взаимодействий,
Базовыми (элементарными) объектами конструкции являются конструктивные линии и углы, образуемые этими линиями. Они обладают богатыми возможностями в создании художественного образа модели.
Конструктивные линии, по сути, являются одним из основных средств создания формы модели и её зрительного эффекта. В силу большого разнообразия форм кривые линии могут придать образу черты мягкости, текучести и пластичности или наоборот, подчеркнуть динамичность, стремительность, неуравновешенность; привносят в композицию легкий шарм, очарование. Во все периоды развития моды кривые конструктивные линии широко использовали в разработке одежды. Современная мода изменчива. Иногда она стремиться к простоте и утилитарности, тогда кривые линии уходят на второй план, как бы распрямляясь, присутствуют в завуалированном виде. Но на очередном витке развития моды кривые линии вновь приобретают неожиданное смелое звучание и составляют квинтэссенцию модного образа (рис. 1.5).
Гармонизация художественной идеи и результата будет достигнута при идентичности впечатления о внешнем виде образа (эскиза) модели и готового изделия.
Поскольку переход от эскиза к изделию формируется конструкцией, то гармонизация возможна только на триединстве системы «эскиз - конструкция -изделие» (Э-К-И).
Вопросы соответствия образца изделия и чертежа конструкции художественному замыслу модели были рассмотрены в ряде работ [5,10,11,25,40,50,102.. Л 05], на основе которых: - выработаны определенные правила проверки пропорциональных соотношений элементов модели с использованием условных модулей и масштабных линеек; - установлены функциональные и геометрические связи между компонентами системы "эскиз - конструкция1 , позволяющие осуществлять синтез деталей в конструкцию изделия; - принципиально разработан процесс проектирования в системе «эскиз-конструкция» на основе комбинаторики из согласованных типовых элементов графической базы данных; - разработан способ выявления взаимного соответствия двух конструкций на основе анализа продольных членений ниже экстремальных точек фигуры.
Однако в этих работах условия соответствия определены прежде всего на основе идентичности структурного построения сопоставляемых объектов без учета их сенсорного восприятия.
Конструктивные линии (их форма, расположение, количество, углы между ними) оказывают сильное психоэмоциональное воздействие на человека и формируют в сознании впечатление о внешнем виде изделия. Поэтому вопросы гармонизации системы Э-К-И не могут быть решены без учета зрительного восприятия линий.
Восприятию конструктивных линий в одежде и проработке их в конструкции посвящены многие работы, выполненные под руководством Шершневой Л.П. [47,104,106], Козловой Т.В. [102,107,108], Кобляковой Е.Б. [85,109,110], Романова В.Е. [111].
Вопрос о гармонии кривых - один из основных в работе над конструкцией. При зрительном восприятии объекта признаки его геометрических свойств оказывают преобладающее эмоциональное воздействие на человека. Центрами информативности являются участки большой кривизны, нерегулярной формы, вершины углов, крутые изгибы, точки пересечения линий и. т.д. [102,107,108,112..Л 15]. Взгляд скользит вдоль линии, резкое изменение направления линии или ее кривизны содержит активные информативные признаки и всегда сопровождается дополнительным усилием мышц глаза [105,107,108,116,117]. Нарушение гладкости или резкое изменение кривизны подсознательно вызывает негативную реакцию зрительного аппарата. Плавные кривые воспринимаются лучше, так как требуют меньшей; дополнительной мышечной энергии глаз. Поэтому в конструкции всегда обеспечивают гладкое сопряжение линий двух смежных деталей, которое характеризуется отсутствием заметного для глаза излома при переходе от одной детали к другой. В среде конструкторов существует выработанная практическим опытом тенденция избегать чересчур острых углов между линиями, что связано с вероятностью возникновения проблемных ситуаций на этапах конструкторско-технологической проработки модели,
Для решения задачи гармонизации системы Э-К-И важна не только безукоризненная проработка каждого отдельного элемента конструкции, необходима визуальная идентификация соответствующих элементов в трех ипостасях модели: в эскизе, конструкции, изделии, что может быть достигнуто только на базе законов зрительного восприятия.
Регламентация кривизны конструктивной линии по признакам приемлемости
Линия среза - линия, образующая наружный контур детали, по которой происходит вырезание детали из материала; синоним термину «линия наружного контура». Например, линия среза проймы 3,-4Ч детали спинки (рис.2.4,а).
Смежные линии - две конструктивные линии одной детали, распложенные на контуре детали (лекала) последовательно одна за другой, имеющие одну общую точку соприкосновения, которая является угловой. Например, линии 2-3 и 3-4 основного контура детали спинки (рис.2.4,а).
Линия формирующая перегиб - основная конструктивная линия, по которой технологический припуск в изделии будет заутюжен с перегибом на саму деталь ( линии по которой происходит перегиб технологического припуска). Линия не формирующая перегиб - основная конструктивная линия по которой технологический припуск не будет перегибаться, а расположен в продолжение детали.
На уровне обобщенного элемента рассмотрены характеристики линий, которые будут проявляться при технологической обработке и монтаже деталей в узлы.
Первоочередная линия - одна из смежных основных конструктивных линий детали, по которой технологическая обработка будет произведена до обработки смежной с ней линии. Например, линия притачивания кокетки первоочередная относительно смежной линии проймы (рис. 2.4,6).
Последующая конструктивная линия - одна из смежных линий детали, технологическая обработка, по которой будет произведена после обработки первоочередной смежной линии. Например, линия проймы последующая по отношению к линии притачивания кокетки (рис.2.4,в).
Равноочередные конструктивные линии - смежные конструктивные линии детали, которые будут обрабатываться в одной технологической операции. Например, линии отлета и конца воротника женской блузки.
Смежные детали - детали, соединяемые в изделии общим швом и образующие общую поверхность, в которой одна деталь продолжает другую. На пример, полочка и кокетка полочки (рис.2.4,6).
Сопрягаемые линии - две основные конструктивные линии, принадлежащие смежным деталям, и взаимно продолжающие одна другую в готовом изделии. Например, линия проймы кокетки и линия проймы полочки (рис.2.4,б).
Точка сопряжения - точка соединения двух сопрягаемых линий двух деталей. Например, точка Р (рис.2.4,6), в которой соединены линия проймы кокетки и линия проймы полочки.
На верхнем уровне иерархической системы рассмотрены характеристики конструктивных линий, которые проявляются в изделии в целом.
Соединительная линия - это основная конструктивная линия, по которой происходит присоединение одной смежной детали к другой, или одного смежного узла к другому, например линии боковых, плечевых швов.
Краевая линия - это основная конструктивная линия, по которой прохо-дит наружный край готового изделия. Например, линия низа изделия или края борта.
Из рассмотренных характеристик линий количественно определено только свойство - геометрическая форма, которая характеризуется величиной кривизны или радиуса кривизны линии. Управление параметрами геометрической формы линии позволит направленно изменять технологические и эстетические показатели конструкции изделия.
С учетом возможности воспроизведения в одежде из реального материала все криволинейные конструктивные линии формирующие перегиб, разбиты нами на два класса: линии приемлемой кривизны и линии недопустимой в изделии кривизны (рис.2.5.).
За определяющий фактор приемлемости кривизны линии принята возможность получения гладкой, ровной поверхности материала в изделии вдоль криволинейной линии (соединительной или краевой). Гладкость поверхности достигается после перегибания припусков шва или припусков на подгиб до плотного прилегания к детали без возникновения в материале искажения гладкости поверхности, как с лицевой, так и с изнаночной стороны детали, непредусмотренного в модели изделия. Ровнота поверхности детали вдоль конструктивной линии является одним из основных требований к качеству швейного изделия [125,126,154,155].
К приемлемым отнесены конструктивные линии такой кривизны, выполнение которых в материале возможно современными техническими средствами с обеспечением требуемого уровня качества технологической обработки и устойчивого сохранения параметров шва в готовом изделии.
К линиям недопустимой кривизны отнесены такие, которые не могут быть воспроизведены в материале изделия современными техническими средствами с обеспечением требуемого уровня качества технологической обработки или не обеспечивают устойчивое сохранение параметров шва в готовом изделии.
Чем больше кривизна конструктивной линии, тем больше опасность нарушения гладкости поверхности материала вдоль линии и вероятнее попада- ниє линии в категорию неприемлемых.
Граничное значение между приемлемой и недопустимой кривизной названо критическим. Критический радиус кривизны - это минимально возможный радиус кривизны конструктивной линии, которую материал физически способен сформировать при сохранении гладкости его поверхности.
Состояние структуры материала при перегибе по линии критического радиуса кривизны названо критическим.
Линии приемлемой кривизны также неоднозначны по условиям обеспечения требуемого уровня качества, поэтому они были разбиты на две группы: линии беспроблемной и линии проблемной кривизны. К беспроблемным линиям отнесены такие, для которых требуемый уровень качества формирования и закрепления перегиба по кривой достигают за счет типовых технологических операций ВТО при традиционных режимных параметрах.
К проблемным линиям отнесены такие, для которых устойчивое закрепление припусков на шов (подгиб) возможно только с использованием дополнительных технологических средств (закрепление припуска ниточным или клеевым способом, надсекание припусков на шов и т.д.).
Методика изучения влияния кривизны криволинейных конструктивных линий на показатели технологичности и качества конструкции
Эксперимент воспроизводил процесс ниточного соединения деталей с криволинейными срезами (одна деталь с выпуклым срезом, другая - с вогнутым). В пробах соединяемые срезы включали прямолинейный и криволинейный участки (рис.3.1) со следующими параметрами: - радиус кривизны криволинейных участков линий изменяли от 4 до 40 см с шагом 2 см; - длину криволинейного участка во всех пробах принимали равной 12,6см; - общая длина линии шва во всех пробах равна 30 см.
При минимальном радиусе R=4 см криволинейный участок представлял собой полуокружность. Для проб с R 4 см криволинейные участки являлись дугами окружностей соответствующих радиусов кривизны.
За показатель технологичности принята продолжительность выполнения ниточного соединения криволинейных срезов деталей, t, сек.
Качество оценивали органолептически по гладкости поверхности материала в зоне соединительного шва после разутюживания технологических R-Пт а б Рис.3.1. Формы проб с криволинейными соединяемыми срезами: а - выпуклый срез; б - вогнутый срез припусков и инструментально по величине несовмещения краев соединяемых деталей в конце соединительной строчки.
Затраты времени на выполнение операции стачивания измеряли секундомером с ценой деления 0,2 сек., длину участка несовмещения концов стачиваемых деталей измеряли вдоль линии строки металлической рулеткой с ценой деления 1,0 мм. Результаты оценивали при трехкратном повторении экспериментов на аналогичных пробах. Методика изучения закономерностей зрительного восприятия криволинейных конструктивных линий в одежде
Для определения закономерностей зрительного восприятия конструктивных линий проведены исследования интервалов зрительного безразличия к изменениям геометрических параметров этих линий.
Объектом исследования явились конструктивные линии рельефов в женских плечевых изделиях. Основной эксперимент проведен на деталях спинки жакета женского. Геометрические свойства линии рельефа характеризовали показателями формы и направления. Форму определяли радиусом кривизны R в точке экстремума, направление - углом р между анализируемой линией рельефа и смежной с ней линией проймы (рис. 3.2). Исследованы линии одинарной кривизны с одной точкой экстремума. Точки начала Ті и конца Т4 линии рельефа условно названы опорными. Радиусы кривизны измеряли в диапазоне от 5,5 до 65,0 см, установленном на основе анализа промышленных лекал изделий различного ассортимента на швейных предприятиях г.г. Иванова, Шуи, Владимира и Н.Новгорода.
В выбранном диапазоне приняты базовые значения радиусов кривизны: 5.5; 7.0; 8.5; 10.0;11.5; 12.0; 14.0.; 16.0; 24.0; 32.0; 64.0. По каждому базовому значению разработаны стимульные ряды конструктивных линий с радиусами кривизны большими и меньшими базовых. Шаг изменения радиуса кривизны линии внутри стимульного ряда установлен на основе разведывательных экспериментов и для различных стимульных рядов составил от 0,5 до 1,5 см. В каждом стимульном ряду рассматривали И вариантов линий (базовый, и по пять вариантов в сторону увеличения и уменьшения радиусов кривизны). Внутри каждого стимульного ряда положение опорных точек Tt и Т4, а также значение угла направления ф сохраняли неизменными (рис. 3.2). Для этого в районе опорных точек конструктивные линии различной кривизны совмещали с базовой линией. Длина отрезка совмещения зависела от разности кривизн линий, но во всех случаях была не менее 1,0 см.
Для различных стимульных рядов опорную точку Tj смещали вдоль линии проймы, а точку Tt вдоль линии низа. Всего проанализировано более 120 вариантов радиусов кривизны конструктивных линий.
Диапазон изменения направлений линий принят с учетом анализа промышленных конструкций. Минимальный угол направления равен фтП = 30, что соответствует наименьшему из встречающихся значений в промышленных конструкциях; максимальный угол определен возможностью проведения из Фтпах точки Ті красивой естественной линии рельефа, и не превышал фтах 90 (рис.3.3).
Диапазон направлений линий был разбит с шагом 2,5, что позволило представить сенсорное пространство направлений 25-тью вариантами линий. Среди них выделены базовые значения направлений: 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80 градусов.
Для исследуемых вариантов рельефных линий (как по радиусу кривизны, так и по направлению) были изготовлены плоские шаблоны деталей и объемные макеты узлов спинки.
Эксперимент проведен с учетом требований к организации экспертных методов оценки [158]..Группа экспертов состояла из 30 человек и включала специалистов швейных предприятий, преподавателей и студентов старших курсов кафедры конструирования швейных изделий ИГТА.
Для проведения исследований выбраны благоприятные условия: 1) наблюдения проводили в утренние часы, когда наблюдатель менее все 69 го утомлен (с 10 до 14 часов), 2) освещение смешанное (естественное плюс искусственное - лампами накаливания), 3) параметры температуры и влажности в помещении нормальные, 4) отсутствие посторонних раздражителей, 5) оптическое расстояние до объекта составляло 3 м и обеспечивало благоприятные соотношения физиологических характеристик наблюдателя (фокусное расстояние глаз) и геометрических размеров объекта наблюдения[114], 6) оцениваемые объекты демонстрировали в неподвижном состоянии, 7) условия наблюдений сохраняли постоянными на протяжении всего эксперимента.
Для определения границ зрительного безразличия использовали метод постоянных раздражителей при двухкатегорийной системе оценки [114].
Каждая предъявляемая наблюдателю проба состояла из двух стимулов, один из которых был эталонным, а другой - сравниваемым. Эталонный стимул оставался одним и тем же на протяжении опыта, сравниваемые стимулы последовательно изменяли. Порядок предъявления проб установлен в порядке случайных чисел. Эксперт отмечал, видит ли он отличия в сравниваемых объектах или нет. Образец анкеты приведен в табл. П2.2.
Основная серия опытов проведена на плоских деталях. Исследования объемных макетов предприняты как проверочные и проведены по стимул ьному ряду с базовыми параметрами R=8.5CM, ф=55. Макеты узлов спинки демонстрировали на манекене.
Разработка алгоритмов для машинного построения угловых участков лекал
Для выявления механизма формообразования криволинейной линии выполнено геометрическое моделирование перегиба материала по кривой и аналитическое описание процессов, происходящих в его геометрической структуре. Схема перегиба по вогнутой линии показана на рис. 3.12,а, по выпуклой - на рис. 3.12,6.
В исходном состоянии детали отрезки ОС и ОБ соответствуют нитям основы и утка в зоне технологического припуска. Точка О - точка пересечения нитей основы и утка, расположена на формируемой криволинейной линии. В геометрической модели направление под углом 45 к нити основы (линия ОА) находится в середине пробы. В исходной ткани нити основы и утка ортогональны.
При заутюживании технологического припуска нити СБ и ОС перейдут на противоположную сторону относительно линии сгиба. Нить ОС займет положение ОСі, нить ОБ - положение ОБ і.
Условие неизменности длин нитей при формообразовании установленное Савостицким А.В. [85,138,140], запишем как S « d. Однако с учетом толщины материала t длина нити в заутюженном состоянии меньше чем в исходном, так как часть длины нити расходуется на перегиб (рис. 3.13). В геометрической модели длину нити основы (утка) на участке технологического припуска до и после перегиба определяем по осевой линии ткани. При этом линии сгиба соответствует не край материала, а линия середины толщины материала. До перегиба S = ОС После перегиба: d = 0,0, « ОС - Щ = S - t = S 2,071.. (3.18) і-/ При этом перегиб ткани происходит не в точке О, а в точке О!, расстояние между которыми равно: OO!=0,5t. (3.19) Радиус перегиба материала в середине его толщины равен г (рис. 3.13): - для вогнутой линии сгиба r=R - 0.5t, (3.20) - для выпуклой линии сгиба r=R + 0.51. (3.21)
Исходный участок среза СБ, ограниченный нитями основы и утка, после формирования перегиба по кривой займет положение линии CiBj (рис. 3.12).
Влияние толщины материала на длину нити основы (утка), " приходящуюся на ширину технологического припуска, при формировании перегиба При перегибе по вогнутой линии срез увеличит, а по выпуклой уменьшит свою длину, что происходит под действием формообразующих усилий.
Для вогнутой линии сгиба формообразующие растягивающие усилия F можно разложить на две составляющие Z и N (рис. 3.14,а). Составляющая Z направлена вдоль нити и стремится увеличить ее длину. Составляющая N перпендикулярна нити, стремится развернуть нить в сторону увеличения угла ф между нитями.
Для выпуклой линии сгиба (рис. 3.14,6) формообразующее сжимающее усилие G раскладывается на составляющую Н, которая стремится укоротить длину нити, и составляющую W, стремящуюся повернуть нить в направлении уменьшения угла ср между ними.
В результате действия формообразующих усилий N и W нити на участке заутюженного припуска располагаются не по прямым линиям, а изгибаются, как показано на рис. 3.15,а и б. Кроме того, под действием усилий Z и Н нити могут изменять свою длину: удлиняться при вогнутом и укорачиваться при выпуклом перегибе.
Для описания механизма перегиба материала по кривой использован дифференциальный подход последовательного рассмотрения перегибаемых участков технологического припуска. Вся ширина припуска П разбита на отдельные элементарные участки (см. рис. 3.15). Участок, расположенный ближе всего к линии перегиба, назван начальным. Ширину начального участка принимали равной 0,5 см, что соответствует минимальному значению исследуемых технологических припусков. Ширину каждого из последующих элементарных участков припуска принимали равной 0,25 см. Ввиду малости элементарных участков линию нити на каждом из них принимали за отрезок прямой, пренебрегая изгибом.
Перегиб на начальном участке технологического припуска показан в увеличенном виде на рис. 3.16. Ввиду малости расстояния между точками ОиОі на рисунке показана только одна из них - О. Всем составляющим на начальном участке присвоен индекс 1. Поскольку линия ОА направлена под углом 45 к нити основы, то имеем:
