Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Общие закономерности анализа моделей и методов построения информационных систем для конструирования спортивной женской одежды 8
1.1 Особенности рынка спортивной женской одежды для игры в теннис 8
1.2 Информационные системы и произведения искусства. Ретроспектива и современное состояние моды спортивной женской одежды для игры в теннис 12
1.2.1 Исторические аспекты взаимосвязи информационных систем и искусства 12
1.2.2 Ретроспектива женской одежды для игры в теннис 19
1.2.3 Современное состояние моды спортивной женской одежды для игры в теннис. Критерии оценки и перспективы развития 23
1.3 Анализ моделей и методов построения информационных систем для конструирования швейных изделий 29
1.4 Методы синтеза решений в системе «Констат» 40
1.4.1 Эвристические и компьютерные методы поискового конструирования 40
1.4.2 Метод анализа иерархий (МАИ) 45
1.4.3 Морфологический метод 49
Выводы. Постановка задач исследований 55
Глава 2. Структурно-информационная модель системы «Констат» 59
2.1 Разработка задач, решаемых системой «Констат» 59
2.2 Функционально-структурный анализ и синтез моделей 68
2.2.1 Ретроспективный анализ моделей 68
2.2.2 Общий анализ и синтез моделей 74
2.3 Представление выбора модели одежды в виде экспертной системы 86
2.4 Модель системы «Констат» в понятиях SADT 95
Выводы 102
Глава 3. Методы поддержки конструкционных решений в системе «Констат» 104
3.1 Выбор цветового решения 104
3.2 Многокритериальный выбор основного и скрепляющего материала .. 112
3.3 Разработка параметров лекал 133
Выводы 139
Глава 4. Реализация результатов исследования 141
4.1 Разработка моделей и образцов теннисных платьев 141
4.2 Экономическое обоснование результатов 149
Выводы 151
Общие выводы 152
Список используемых источников
- Информационные системы и произведения искусства. Ретроспектива и современное состояние моды спортивной женской одежды для игры в теннис
- Эвристические и компьютерные методы поискового конструирования
- Функционально-структурный анализ и синтез моделей
- Многокритериальный выбор основного и скрепляющего материала
Введение к работе
Актуальность темы. Современное состояние российского рынка спортивных швейных изделий характеризуется доминирующей долей товаров импортного производства. Основными причинами такого положения являются: качество изготовления и внешний вид отечественных изделий, часто не удовлетворяющий запросам потребителей; отставание и несоответствие одежды требованиям и направлениям моды; ограниченный ассортимент выпускаемой продукции.
Решить данные проблемы можно за счет создания системы автоматизированного проектирования (САПР), позволяющей обеспечить эволюционную сменяемость моды, сказывающейся не только на структуре формы одежды, но и на более мобильных ее элементах: линиях внутрикомпозиционного членения, тканях, фактуре, цвете. Это позволит: улучшить конструкторскую подготовку моделей изделий, повысить технологичность конструкции.
Применение новых компьютерных технологий в проектировании спортивной одежды позволит значительно повысить производительность труда и исключить влияние субъективного аспекта на процесс и результаты принятых решений. Наиболее перспективен комплексный подход к решению задач конструирования. Реализация такого подхода связана с разработкой информационных автоматизированных систем проектирования обеспечения (ИО).
Создание модели информационной системы (ИС) САПР спортивной одежды («Констат») осуществлено на базе системно-структурного анализа конструкции одежды, с выявлением функциональных и информационных связей на всех этапах преобразования проектной информации.
Объект исследования. Спортивная женская одежда.
Предмет исследования. Процесс проектирования спортивной женской одежды на примере моделей теннисных платьев.
Цели и задачи исследования. Основной целью данной работы является разработка состава, структуры и методов решения задач ИО САПР, по-
5 зволяющей повысить качество и сократить сроки конструирования спортивной женской одежды. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
формирование комплекса задач, решаемых системой «Констат»;
обоснование структуры и состава информационного обеспечения;
сбор информации о конструкции женской одежды;
разработка методов преобразования информации в процессе решения поставленных задач;
разработка состава и структуры автоматизированной системы и ее элементов.
Методы исследования. Исследования выполнены на основе системного подхода к решению поставленных задач с использованием метода анализа и синтеза проектных решений, теории фракталов, теории графов, методов построения экспертных систем, метода анализа иерархий, SADT (Structured Analysis and Design Technique) - методологии структурного анализа проектирования.
Научная новизна. В предлагаемой системе в целях получения нетрадиционных решений при конструировании спортивной женской одежды осуществлен комплексный подход, объединяющий методы поискового конструирования и положения теории проектирования экспертных систем.
Разработана методика преобразования информации при эволюционном прогнозировании и дизайна спортивной одежды.
Введена независимая экспертная оценка основного и скрепляющего материалов одежды с автоматизированным выводом конечного результата посредством метода анализа иерархий.
Реализовано получение новых эстетичных цветовых сочетаний деталей одежды при исследовании периферийных областей управляемых цветных изображений фракталов.
Структура работы. В первой главе проводится аналитический обзор общих закономерностей построения информационных систем для конструирования спортивной женской одежды. Проведенный анализ показал, что:
информационные системы для конструирования спортивной женской одежды обладают сложностью и противоречивостью отдельных преобразований, что приводит к неуправляемой многовариантности проектных решений. В результате сделан вывод о необходимости поиска путей совершенствования процесса преобразования информации при конструировании швейных изделий и разработке информационной системы, реализующей данные процессы;
для реализации основной цели работы необходимо исследовать процессы преобразования информации в ходе проектирования системы с целью определения способов решения отдельных задач. Реализация данных исследований включает следующие этапы:
совершенствование способа решения задачи анализа проектной информации;
совершенствование способа решения задачи комплектования элементов моделей женской одежды.
Вторая глава посвящена разработке структурно-информационной модели предлагаемой системы. Приводятся задачи, решаемые системой, функционально-структурный анализ и синтез моделей. Представлен пример выбора моделей одежды с использованием положений теории экспертных систем.
В третьей главе рассматриваются метод поддержки конструктивных решений в системе, выбор цветового решения изделия и разработка параметров лекал для изготовления спортивной одежды.
Четвертая глава посвящена разработке конструкции моделей женского теннисного платья, испытанию образцов теннисных платьев и обоснованию внедрения предлагаемой системы в промышленность.
Практическая значимость работы состоит в разработке состава и структуры автоматизированной системы конструирования спортивной жен-
7 ской одежды. Реализация данной системы позволяет качественно изменить труд инженера-конструктора, сократить время освоения производства новых моделей, сократить трудоемкость процесса конструирования, значительно улучшить результаты проектных решений.
Результаты исследований апробированы в ходе учебного процесса по курсам «Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности», «Конструирование одежды» в ОрелГТУ, и на швейном предприятии ЗАО «Радуга».
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: IV Международной научно-технической конференции Technika Technologia monmazu maszyn - 2001 - Ржешов (Польша); Межвузовской научно-технической конференции (Братск, 2001); Международной научно-технической конференции Technology — 2002 — Орел: ОрелГТУ, 2002; Международной научно-технической конференции «Стратегия качества, безопасность и конкурентоспособность в рынке» — Орел: Орловский коммерческий институт - 2003; VI Международной конференции «Мода и дизайн: исторический опыт - новые технологии» - С.-Петербург: СПГУТД - 2003; Международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (Прогресс - 2004) - Иваново; ИГТА, 2004; VII Международной конференции «Мода и дизайн: исторический опыт — новые технологии» — С.Петербург: СПГУТД - 2004; НТК в ОрелГТУ 2000 - 2004 гг.
Информационные системы и произведения искусства. Ретроспектива и современное состояние моды спортивной женской одежды для игры в теннис
О природе эстетического опыта Паск выдвинул следующую гипотезу [82, 96]: человек склонен искать в своем окружении новизну, а, обнаружив новую ситуацию, научиться управлять ею. В области символов, которые составляют наиболее важную сторону окружающих человека условий, «новизна» присутствует в событиях и конфигурациях, которые для каждого конкретного индивидуума выглядят неоднозначно и которые порождают неопределенность, связанную с состоянием его знаний и ставят перед ним проблемы. В широком смысле слово «управление» в этой символической области эквивалентно «решению задач», но может восприниматься как «привыкание» или как «объяснение», или как «привязывание» к имеющимся опытным данным. При обучении управлению или решению проблем человек должен обязательно заниматься концептуализацией и абстрагированием. Благодаря этому, окружающая человека среда интерпретируется на различных уровнях в рамках некоторой иерархии абстракций (на одной и той же странице мы видим, например, буквы, слова, грамматические предложения в целом - прекрасную прозу).
Таким образом, эстетический опыт воспринимается как исследование достаточно сложных ситуаций и открытие структуры и значения. Основываясь на такой модели эстетического опыта, можно разрабатывать программы для ЭВМ, которые будут создавать «произведения искусства», удовлетворяющие требованиям, характерным для полученной модели.
Анализ произведений искусства - одна из первых сфер применения теоретико-информационных идей и методов. Суть задачи заключается в обнаружении связи между силой эстетического воздействия тех или иных произведений, их элементов, приемов художественной выразительности и т.п., с одной стороны, и их «неожиданностью» - оригинальностью, - с другой. Это породило поиски теоретико-информационного критерия эстетического воздействия — поиски, в которых искусствоведы чаяли найти тот инструмент измерения эстетических явлений, в котором они так нуждались, а специалисты по теории информации - отточить свои методы на «нетрадиционных» для них задачах. Так между кибернетиками и искусствоведами возникло идейное сотрудничество, которое нашло отражение во многих работах по информативности искусства, искусствометрии вообще — работах, среди авторов которых были такие ученые, как Бирктоф Г. и Колмогоров А.Н. [82].
Проблема оказалась сложнее, чем представлялась вначале. Стало ясно, что здесь может привести к успеху лишь кропотливая совместная работа математиков, искусствоведов, социологов, проводимая с помощью методик, строящихся на математико-кибернетической базе.
Однако опыты по «соединению» теории информации с искусствоведением не прошли даром. Информационный подход к эстетическому воспри 14 ятию завоевал право на существование. Одной из концепций в этой области стала информационная эстетика, разработке которой посвящено уже много статей и несколько монографий, в частности, А. Моля. [82].
Исходным пунктом информационно-эстетических концепций обычно является статическая теория информации К. Шеннона. Формулы этой теории, надлежащим образом примененные, позволяют вычислить, сколько в эстетическом сообщении «новой информации» (в шенноновском смысле), т.е. насколько оно «оригинально» и сколько в нем избыточности.
Именно Шеннон ввел понятие «избыточность языка». Она равна относительному числу «лишних» букв в тексте, без которых читатель мог бы обойтись. Например, во фразе «Я иду в школу» можно обойтись без последних букв «олу» — и так будет понятно. Академик Колмогоров подсчитал, что избыточность (с точки зрения математики) русского языка равна 4/5, или 80%! Как и алфавит других языков, русский алфавит - пример неэкономичности, опять же - с точки зрения математики [82].
А. Моль, развивая шенноновский подход, считал, что благодаря избыточности информации форму сообщения можно варьировать, не меняя содержания того или иного произведения [82].
Информационную эстетику - в этом смысле - как раз и интересует, каким образом автор эстетического сообщения — художник — использовал эту избыточность. При данном информационно-эстетическом подходе изучается не текст произведения, а «прочерк», которым оно написано.
В подобной информационной эстетике эстетическое понимание достаточно узко. Однако при других подходах, например, семантическом, картина эстетического оказывается более содержательной [94].
Информация, заключенная в сообщении, зависит от намерений автора текста. Чтобы вложить в текст нужную информацию, автору приходится иногда отходить от традиционного употребления слова или традиционных канонов в живописи и музыке. Воспроизведение нового может повлиять на всю систему воспроизведения творческой деятельности, ввести в нее новые отношения. Например, в поэзии новое метафорическое употребление тех или иных слов. Как писал Мандельштам О.Э.: «Живое слово не обозначает предмета, а свободно выбирает, как бы для жилья, ту или иную предметную значимость, вещность, милое тело. И вокруг вещи слово блуждает свободно, как душа вокруг брошенного, но не забытого тела» [41].
Первые шаги в анализе изобретательного искусства были сделаны такими талантами, соединяющими в одном лице науку и искусство, как Леонардо да Винчи и Альбрехт Дюрер.
Леонардо да Винчи разработал строгие закономерности композиции, ясную систему жестов и мимики персонажей. Все это в полной мере воплощено в росписи «Тайная вечеря» (1495-1497) в трапезной монастыря Санта-Мария-де-ла-Грацие в Милане.
Леонардо писал: «Когда ты срисовываешь или начинаешь вести какую-нибудь линию, смотри на все срисованное тобой тело и отмечай, что именно встречается с направлением начатой линии» [82]. Эта мысль используется при создании современных алгоритмов в машинной графике. Синтез изображения, подобный современному фотороботу или компьютерному изображению, толковался Леонардо следующим образом: «Если ты хочешь заставить казаться естественным вымышленное животное, возьми голову овчарки или легавой собаки, присоедини к ней кошачьи глаза, уши филина, нос борзой, брови льва, виски старого петуха и шею водяной черепахи» [16].
Леонардо утверждал, что живопись — дело ума. Он продолжал разрабатывать теорию линейной перспективы, добиваясь удивительного эффекта глубины. Во фреске «Тайная вечеря» торцевая стена трапезной исчезает. За пролетом (уже нарисованным) видится продолжение реального помещения — миланской трапезной с далеким окном, за которым уже не небо Милана, а Иерусалима, и в этой (уже нарисованной) трапезной проходит величавая и скорбная сцена прощания Христа с учениками. Леонардо видел, что линейная перспектива, которую он назвал «рулем живописи», даже выполненная по строгим математическим правилам, не всегда дает эффект реальности. Он искал ответы на вопросы: почему близкие предметы более отчетливы, а далекие - смутны и как бы подернуты дымкой? Почему воздух розовеет на восходе и закате? Почему светлый предмет на темном фоне кажется еще светлее?
Эвристические и компьютерные методы поискового конструирования
Эвристические методы основаны на использовании достаточно четко описанных методик и правил новых решений. Эти методы начали разрабаты вать еще с древних времен (Сократ, Архимед); особое внимание им уделили выдающиеся ученые 17 — 18 вв. Ф. Бэкон, Р. Декарт и Г. Лейбниц. Начиная с 40-х гг. прошлого столетия резко увеличилось количество исследований и разработок по созданию и применению эвристических методов, методик, приемов, принципов, правил и т.п. В настоящее время известно более ста эв ристических методов, методик, подходов и их модификаций.
Из наиболее популярных эвристических методов мозговой атаки, эвристических приемов, морфологического анализа и синтеза в системе используются наиболее формализуемые - эвристические приемы.
Современное состояние эвристических и компьютерных методов достаточно широко освещено в литературе [53,65]. Из наиболее известных компьютерных методов синтеза решений: И/ ИЛИ графах, синтеза физических принципов действия, математического программирования - синтеза оптимальных структур и форм в системе применяется синтез решений на И/ИЛИ графах и математическое программирование.
Потребность - это общепринятое и краткое описание на естественном языке назначения объекта проектирования (ОП) или цели его создания (существования). При описании потребности отвечают на вопрос: «Что (какой результат) желательно иметь (получить) и каким особым условиям и ограничениям при этом нужно удовлетворить?»
Если рассматривать более детально описание потребности, то оно должно включать следующую информацию: — необходимое действие (наименование действия); — объект (предмет обработки), на который направлено это действие; — особые условия и ограничения. Описание потребности (Р) формально можно представить в виде трех компонент: P = (D,G,H), (1.5) где D — указание действия, произвольно рассматриваемого ОП и приводящего к желаемому результату, т. е. к удовлетворению (реализации) интересующей потребности; G - указание объекта или предмета обработки, на который направлено действие D; Н - указание особых условий и ограничений, при которых выполняется действие D.
Наряду с понятием потребности в инженерной практике также широко используется понятие функции ОП. В работе [65] было показано, что описания потребности и функции ОП тождественно совпадают. Различие между потребностью и функцией состоит в том, что понятие потребности всегда связано с человеком или автоматом (коллективом людей, автоматов), поставившим задачу реализации потребности и выполняющим проектирование соответствующего ОП и его изготовление. Понятие функции всегда связано с ОП, реализующим эту потребность. В связи с этим интересно отметить, что человек часто выступает в двух качествах: как субъект, формулирующий потребность, и как элемент ОП, реализующий эту потребность.
Описание функции объекта содержит следующую информацию: потребность, которую может удовлетворить ОП; физическая операция (физическое превращение, преобразование), с помощью которой реализуется потребность. Таким образом, описание ФО состоит из двух частей: F = (P,Q), (1.6) где P - удовлетворяемая потребность, описываемая по формуле; Q - физическая операция. Описание физической операции формально можно представить состоящей из трех компонент: Q =(АТ, Е, Ст), или Q = (АТ- Е-»СТ), (1.7) где Ат, Ст - соответственно входной и выходной потоки; Е - наименование операции по превращению Ат в Ст. Функциональная структура одежды как объект проектирования (ОП) состоит из нескольких элементов (агрегатов, блоков, узлов) и может быть естественным образом разделена на части. Каждый элемент как самостоятельный ОП выполняет определенную функцию и реализует определенную физическую операцию (ФО), т. е. между элементами имеют место два вида связей и, соответственно, два вида их структурной организации. Во-первых, элементы имеют определенные функциональные связи друг с другом, которые образуют конструктивную функциональную структуру. Конструктивная ФС представляет собой ориентированный граф, а ребрами -функции элементов.
Кроме функциональных связей, между элементами ОП имеются еще потоковые связи, т.е. элементы, которые, реализуя определенные физические операции, образуют поток преобразуемых факторов.
Конструктивное решение представляет собой конструктивное оформление КР. Конкретные правила описываются в виде двухуровневой структуры через характерные признаки ОП в целом и его элементов. При этом используют следующие группы признаков [65]: - указание перечня основных элементов; - взаимное расположение элементов в пространстве; - способы и средства соединения и связи элементов между собой; - последовательность взаимодействий элементов во времени; - особенности конструктивного исполнения элементов (геометрическая форма, материал и т. д.) - принципиально важные соотношения параметров для ОП в целом или отдельных элементов. КР конкретного ОП может быть описано с любой степенью детализации. Для этого используют иерархический набор двухуровневых описаний КР, т. е. сначала описывают КР одежды в целом, затем КР каждого элемента детали и т. д. Описание КР на естественном языке, как правило, дополняют его графическим изображением.
Каждый ОП находится в определенном взаимодействии с окружающей средой. Для одежды — это природная или искусственная среда, в которой функционирует человек, для которого проектируется одежда, а также он сам, энергия его действия.
Функционально-структурный анализ и синтез моделей
Изучение конструктивной эволюции связано с изучением и анализом истории развития моделей спортивной женской одежды. Суть такого исследования состоит в повторении цикла [79]: 1) начало изготовления и использования поколения моделей; 2) накопление в течении времени недостатков у поколения моделей; 3) создание (разработка) нового поколения моделей устраняющего недостатки предыдущего, и начало его изготовления и использования. Наиболее важные цели проведения анализа конструированной эволюции: 1. При создании нового поколения, как правило, имеется несколько путей дальнейшего конструктивного изменения и совершенствования. Среди всех альтернативных путей обычно только один бывает наиболее правиль ным и перспективным. Остальные часто бывают тупиковыми. Поэтому каж дый раз встает ответственная задача не только изобрести несколько альтер нативных улучшений традиционных решений, но, главное, найти единствен ное наиболее правильное решение. Дальнейшее развитие и совершенствование модели, основывается на всей истории конструктивной эволюции. Знание этой истории лучше всего ориентирует интуицию, т.е. изучение эволюции помогает выявить устойчивые основные факторы, влияющие на развитие, и наиболее правильно сформулировать для себя тенденции развития. 2. Знание истории часто подсказывает удачные идеи дальнейшего совершенствования. В практике в связи с этим существует афоризм: «Всё новое — хорошо забытое старое». 3. Анализ конструктивной эволюции позволяет выявить и кратко описать опыт решения задач конструирования. Такой опыт часто формируют в виде обобщенных эвристических приемов (правил), подсказывающих полу 69 чение от базового прототипа улучшенного решения. Ценность таких правил состоит в том, что они часто срабатывают повторно, т.е. их имеет смысл сознательно использовать, тем более, что среди них оказываются и частные закономерности изменения конструкции моделей. 4. Каждый хороший художник в целях совершенствования своего мастерства считает обязательным для себя копирование работ великих мастеров. Анализ конструктивной эволюции позволяет получать мыслительную тренировку и углубленно изучать работу и опыт выдающихся модельеров.
С точки зрения современных критериев оценки теннисных платьев:1) неэстетичность2) невыразительность3) некоммуникативность ( нечитаемость формы)4) непластичность(отсутствие взаимосвязи формы иматериала) Повышение функциональной эффективности (приобретение свойств спортивной одежды) В отличие от предыдущей модели:1) уменьшениедлины юбки доуровня чуть вышеколена2) силуэт переходит от свободного к полуприлегающему3) отсутствиерукава4) образ современного теннисного платья
Модель МР-5(1960 г) Рисунок 1.5 Приобретение образа современного теннисного платья Модель МР-6(1980 г) Рисунок 1.5 С точки зрения современных критериев оценки теннисных платьев:1) неэстетичность2) невыразительность3) некоммуникативность Повышение функциональной эффективности В отличие от предыдущей модели:1) уменьшениедлины юбки до середины бедер2) плечи обнажаются для ещебольшей свободы
Синтез функциональной структуры системы. Функциональная структура, как правило, представляет собой граф функционального взаимодействия ее элементов Е и объектов V. При построении графа сначала изображают его основные вершины — функциональные элементы. В верхнем горизонтальном ряду располагают вершины — функциональные элементы первого уровня; ниже во втором ряду - вершины - элементы второго уровня и так далее до самого нижнего уровня функционального разбиения. Выше элементов первого уровня в горизонтальном ряду располагают вершины - объекты V, а еще выше в прямоугольной рамке рекомендуется давать наименование рассматриваемой системы, которая при анализе системы более высокого уровня становится также вершиной графа. Всем вершинам присваиваются обозначения, совпадающие с обозначениями соответствующих функциональных элементов Е и объектов V. Все изображения функциональных элементов соединяют штриховыми линиями, указывающими на конструктивное разделение системы и всех элементов, т.е. от наименования объекта проектирования идут штриховые линии до вершин-элементов первого уровня; каждый элемент первого уровня Ej соединяется штриховыми линиями с вершинами-элементами второго уровня Fj.i, Fj.2, ..., полученными разделением элемента Еь и т.д.
Ребрами графа являются функции элементов. Ребра выходят из вершин-элементов, функции которых они описывают, и заканчиваются в вершинах 77 элементах, работу которых они обеспечивают, или в вершинах-объектах V, с которыми взаимодействуют вершины-элементы, являющиеся началом ребра. Вершины-элементы, в которых заканчиваются ребра-функции, легко определить из описания функции. Если элемент имеет несколько функций, то из соответствующей вершины будет выходить такое же число ребер-функций. Всем ребрам на графе присваивают обозначения, совпадающие с обозначениями соответствующих функций элементов.
Многокритериальный выбор основного и скрепляющего материала
Принятие решения о выборе основного и скрепляющего материала для теннисной одежды, обладающего строгим функциональным назначением, представляется сложной задачей, связанной с многокритериальным анализом альтернатив, а также целями, обусловленными конкурентоспособностью конечного изделия в такой специфической области, как спорт.
Для моделирования принятия решения по выбору основного и скрепляющего материала для теннисной одежды использовались опытные данные по критериям оценки материалов [57, 64]. В качестве системообразующей методики был выбран метод анализа иерархий [70, 71].
При подготовке исходной информации для реализации метода анализа иерархий (МАИ) были проведены испытания предполагаемых образцов ткани для теннисных платьев.
Спортивная одежда находится в постоянном контакте и взаимодействии с поверхностью тела человека, образуя подвижную, изменяющуюся в пространстве и во времени эргономическую систему «человек-одежда». В процессе взаимодействия этой системы на участках динамического контакта в материалах деталей одежды возникают небольшие по величине, но многократно повторяющиеся деформации растяжения, вызывающие утомление материалов и его усталость: местные нарушения структуры, ухудшение механических свойств, а на участках наибольших по величине деформаций, в конечном счете - разрушение детали или соединительных швов. Такими участками в деталях плечевой одежды являются нижние участки проймы спинки, расположенные непосредственно у швов втачивания рукавов в проймы (на 2-4 см выше линии груди), аналогичные участки на полочке, а также верхние участки рукава (на уровне линии глубины проймы). Именно на этих участках чаще всего возникают аварийные ситуации (состояния отказа) при нерациональных соотношениях размеров одежды (например, ширины спинки или ширины рукава) с соответствующими размерами тела человека в динамике.
Важной задачей является прогнозирование статистическими методами безотказности (надёжности) одежды путем оптимизации уровня деформаций при различных значениях припусков на свободное облегание. Под количественным содержанием понятия надежности готового швейного изделия и его составных частей предложено понимать вероятность безотказного выполнения изделием в системе «человек-одежда» сложного комплекса определённых функций при заданных эксплуатационных условиях. Одним из важнейших показателей надежности одежды является стойкость её материалов и соединительных швов к многократному растяжению (выносливость), которую в практике материаловедческих исследований [35, 95] принято характеризовать числом циклов деформирования, выдерживаемых образцами материалов до разрушения.
Зависимость выносливости материалов деталей одежды от величины заданной циклической деформации Ещ изучалась на примере хлопчатобумажной ткани. Рассмотрены результаты моделирования на приборе-пульсаторе условий эксплуатации одежды с целью определения показателей надежности и оптимизации уровня деформаций в материалах деталей одежды в процессе её эксплуатации. Основным требованием к натурному моделированию реальных процессов многократного деформирования материалов деталей одежды является адекватность комплекса внешних усилий, действующих на материал в относительно короткий промежуток времени п циклов — при эксперименте, - фактическим, действующим на изделие в течение значительно более длительного периода времени в процессе его эксплуатации.
Число циклов п, которое выдерживает образец, не разрушаясь, зависит от изменяющегося параметра Е . Исходя из этого, испытания образцов ткани по утку на многоцикловое растяжение проводилось при различных значениях Ещ в пределах 7 - 13%, принимая во внимание, что при Ещ 7% резко возрастает длительность испытаний (и- оо), а при Езцу наоборот, длительность очень мала («- 1). Испытания проводили в ОрелГТУ на приборе-пульсаторе Павловой М.И. [31] при частоте 100 циклов/мин (1,7 Гц), зажимной длине образца - 200 мм, рабочей ширине — 25 мм. По каждому варианту испытывали 50 образцов.
Функция отказов h(n) определяется по формуле h(n) = f(n)/[l-F(n)J9 где {(п) — плотность распределения; \-F(n) - функция «безотказной работы» материала в течение п циклов; F(n) — интегральная функция распределения.
Изменение функции отказов к(п) от числа циклов п для Езц, равного 13%, показано на рисунке 3.2. Как видно из рисунка, функция отказов имеет относительно медленный рост на начальном этапе многоциклового растяжения и значительно возрастает на последующих этапах деформирования. Установлено, что основной особенностью функции отказов применительно к текстильным материалам является «анормальность» выхода из строя образцов ткани при их многоцикловом деформировании, выраженная тем сильнее, чем меньше Ещ. На рисунке Ъ.ЪЪ изображена кривая плотности распределе
