Содержание к диссертации
Список условных сокращений, принятых в диссертационной работе 7
Общая характеристика работы
1. Анализ существующих технологий проектирования воротников 15
1.1. Анализ структуры процесса проектирования деталей одежды
в системе «фигура-одежда» 15
1.2. Анализ исходной базы данных о морфологических особенностях верхней части торса и шеи 18
1.3. Анализ традиционного процесса проектирования воротников 24
1.4. Анализ способов задания поверхности верхней части стана и воротника 37
1.5. Анализ методов исследования показателей качества готовой одежды и свойств текстильных материалов и способов их учета
при проектировании одежды 40
1.6. Анализ методов типизации и унификации конструкций деталей узла «горловина-воротник» 42
1.7. Выбор методов и средств исследования для решения задач диссертационной работы 46 Выводы 48
2. Теоретическое обоснование виртуальной модели системы «верхняя часть торса - шея — верхняя часть стана — воротник»
и условий ее развертывания на плоскости 50
2.1. Структуризация исходных данных и разработка способа задания внешней формы поверхности 50
2.2. Разработка виртуальной модели верхней части торса и шеи фигуры 52
2.3. Определение номенклатуры антропометрических точек 57
2.4. Разработка виртуальной модели верхней части стана одежды 59
2.5. Разработка виртуальной модели воротника 61
2.6. Разработка теоретических основ построения развертки деталей воротника 65
I
Выводы 68
3. Разработка антропометрической базы данных
для проектирования узла «горловина-воротник» 69
3.1. Объекты и средства при антропометрическом исследовании верхней части торса и шеи в статике 69
3.2. Определение погрешности результатов измерений верхней
части торса и шеи бесконтактным методом 77
3.3. Обоснование дополнительных размерных признаков для описания верхней части торса и шеи женских фигур в статике 78
3.4. Разработка классификации морфологических особенностей верхней части торса и шеи женских фигур 86
3.5. Разработка теоретического чертежа верхней части торса и шеи женских фигур типового телосложения 92
3.6. Разработка методики модификации теоретического чертежа верхней части торса и шеи женских фигур типового телосложения
при изменении морфологического типа шеи 93
3.7. Экспериментальные исследования верхней части торса и шеи
в динамике 97
3.7.1. Объекты и средства экспериментальных исследований верхней части торса и шеи в динамике 97
3.7.2. Результаты антроподинамических исследований шеи женских фигур и построение виртуальной динамической модели
шеи 100
Выводы 104
4. Разработка конструктивной базы данных для проектирования деталей узла «горловина-воротник» 105
4.1. Разработка классификации внешних форм и вариантов конструктивно-декоративного решения узла «горловина-воротник» применительно к САПР 105
4.2. Исследование закономерностей зрительного восприятия экспертов к изменению параметров горловин и воротников в
готовом изделии 116
4.2.1. Выбор параметров горловины и воротников 117
4.2.2. Схема эксперимента по сравнению линий горловин и воротников 118
4.2.3. Определение показателей дифференциальной
чувствительности к изменению параметров горловин и воротников 122
4.3. Изучение закономерностей формообразования
узла «горловина-воротник» при трехмерном проектировании 132
4.3.1. Уточнение структурно-функциональной модели верхней
части торса 132
4.3.2. Разработка структурно-функциональной модели модельной линии горловины 140
4.3.3. Разработка структурно-функциональной модели воротника 148 Выводы 156
5. Разработка базы данных показателей свойств пакетов материалов 157
5.1. Объекты и средства исследований показателей свойств пакетов материалов 157
5.2. Определение показателей свойств пакетов материалов 165
5.3. Разработка имитационной модели воротника 170 5.4. Разработка интерактивной модели процесса формообразования
воротника 175
Выводы 178 6. Разработка нового способа проектирования узла «горловина- воротник» с использованием имитационного моделирования
на виртуальных моделях системы «женская фигура — одежда» 179
6.1. Структура разработанного алгоритма проектирования 179 узла «горловина-воротник»
6.2. Анализ графической модели узла «горловина-воротник» 180
6.3. Построение чертежа внешней формы модели верхней части
торса и шеи 185
6.4. Построение чертежа внешней формы модели верхней части
стана и линии горловины 186
6.5. Построение внешней формы воротника 188
6.6. Диагностика соответствия формы воротника 190
6.7. Построение разверток деталей воротника 190
6.8. Экспериментальная проверка 195
6.9. Производственная проверка 197 Выводы 198 Выводы и рекомендации 199 Список использованных источников 201 Приложения 215 Приложение 1. Схема расположения параметров для расчета значений размерных признаков на фотографическом изображении 216 Приложение 2. Определение погрешности результатов измерений верхней части торса и шеи бесконтактным методом 217 Приложение 3. Результаты антропометрического исследования верхней части торса и шеи в статике 220
Приложение 4. Результаты экспериментальных исследований процесса формообразования узла «горловина-воротник» 223
Приложение 5. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ 228
Приложение 6. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ 229
Приложение 7. Патент РФ на изобретение 230
Приложение 8. Акт внедрения программного модуля проектирования элементов узла «горловина — воротник» в НПО «Информационные компьютерные системы» САПР «Грация» 231
Приложение 9. Акт внедрения результатов диссертационной работы в учебный процесс 232
Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время перспективным научным направлением в конструировании одежды является развитие автоматизированной технологии трехмерного проектирования на основе предварительной разработки виртуальных моделей системы «женская фигура — одежда» с последующим получением плоских чертежей деталей. Его результатом является повышение эффективности принимаемых конструкторско-технологических решений за счет алгоритмизации- содержания основных этапов, использования интерактивных моделей процесса формообразования, получения адекватных чертежей деталей и пошаговой оценки результатов. Важнейшим этапом трехмерного проектирования является создание максимально реалистичной виртуальной модели системы «женская фигура - одежда», допускающей возможность имитационного моделирования при формообразовании отдельных узлов, изменения особенностей телосложения фигур и показателей свойств пакета материалов.
Наименее формализованной при построении чертежей и наиболее многовариантной по конструктивно-декоративному решению является внешняя форма сборочного узла «горловина-воротник» в женской одежде.
Основы алгоритмизации приближенных способов построения конструктивных элементов узла «горловина-воротник» и структуризации базы данных были заложены в работах ученых СПбГУТД, МГУДТ, РГУТиС, РосЗИТЛП, ИГТА и разработчиками ЕМКО СЭВ, СТАПРИМ, САПР Julivi, Optitex, «Ассоль», «Грация» и др. Обоснование состава базы данных для проектирования воротников предложено Янчевской Е.А., Мартыновой А.И., Суриковой Г.И., Коробцевой H.A. и др. Автоматизация именно этих способов малоэффективна, поскольку требует цикличности проработки формы и не обеспечивает целенаправленного управления ее параметрами. В работах Раздомахина H.H. заложены основы другого подхода с элементами имитационного моделирования и построения разверток деталей воротника по трехмерной виртуальной модели. Однако предложенная база данных ограниченна ввиду недостаточности- информации об условиях, процесса формообразования на фигурах различного типа телосложения. Необоснованное задание геометрических характеристик формы фигуры и. стана, отсутствие структурно-функциональных взаимосвязей между параметрами и критериев диагностики их согласования не обеспечивает получение шаблонов воротника с высокими качественными показателями.
Анализ существующего информационного обеспечения процесса проектирования воротников показал необходимость расширения базы данных, формализации закономерностей формообразования в системе «женская фигура — одежда» и алгоритмизации процесса построения его деталей:
Совершенствование процесса проектирования узла «горловина- воротник» на виртуальных трехмерных моделях системы «женская фигура — одежда» за счет использования нового информационного обеспечения для имитационного моделирования и диагностики качества формообразования является актуальной научной проблемой, решение которой позволит перейти к интегрированному автоматизированному построению деталей конструкции.
Диссертационная работа соответствует следующим пунктам паспорта ВАК научной специальности 05.19.04: 1. Разработка теоретических основ и установление общих закономерностей проектирования одежды на фигуры типового и нетипового телосложения. 3. Разработка математического и информационного обеспечения систем автоматизированного проектирования деталей одежды.
Работа выполнена в соответствии с планами научных исследований Ивановской государственной текстильной академии на 2005...2008 гг. на
кафедре конструирования швейных изделий и в рамках научного направления кафедры по анализу и синтезу систем «фигура — одежда» на основе использования алгоритмов, программ, САПР и оригинальных подходов к оценке конструктивно-декоративного решения модели.
Целью работы является повышение эффективности процесса проектирования деталей узла «горловина-воротник», генерируемых с помощью систем автоматизированного проектирования в интерактивном режиме.
В качестве объектов исследования выбраны поверхность верхней части торса и шеи женских фигур, женская плечевая одежда, сборочный узел «горловина-воротник» (УГВ), процессы проектирования горловин и воротников, пакеты материалов.
Для достижения поставленной цели в работе решены следующие научные и технологические задачи:
— предложена новая номенклатура размерных признаков верхней части торса и шеи женских фигур для построения виртуальной модели;
-разработана классификация морфологических типов верхней части торса и шеи женских фигур;
— создан электронный каталог теоретических чертежей (ТЧ) и виртуальных моделей верхней части торса и шеи женских фигур типового телосложения (ФТТ) и предложен алгоритм трансформации верхней части торса и шеи при изменении морфологического типа;
— определен алгоритм согласования формы верхней части стана и внутренней поверхности воротника с моделью фигуры;
— сформирована номенклатура конструктивных и геометрических параметров воротников для управления процессом формообразования;
— определены функциональные взаимосвязи между геометрическими параметрами внешней формы УГВ и конструктивными параметрами чертежей их деталей;
— составлена классификация внешних форм и вариантов конструктивно-декоративных решений горловин и воротников по показателям зрительной однородности;
— разработан электронный каталог внешних форм и конструктивно- декоративных решений горловин и воротников;
— предложен новый метод определения показателей формы перегиба в пакете материалов воротника;
— разработан алгоритм подбора пакета материалов при имитационном моделировании заданной внешней формы;
— разработан алгоритм проектирования внешней формы воротника и плоских чертежей деталей УГВ;
-разработан программный модуль и проведена его проверка в САПР «Грация»;
— проведена практическая проверка теоретических моделей УГВ.
Методы и средства исследований. В работе использованы методология системного подхода к проектированию одежды, методы структурного анализа, инженерные методы построения ТЧ объектов и разверток поверхностей, компьютерные методы моделирования объектов в среде САПР «Грация».
В антропометрических и антроподинамических исследованиях верхней части торса и шеи женских фигур выбраны контактные и бесконтактные методы измерений. В экспериментах по выявлению сенсорных характеристик внешней формы горловин и воротников использовали психофизический метод с применением постоянных раздражителей. Для исследования показателей свойств пакетов текстильных материалов использованы стандартные и новая методики.
Для обеспечения достоверности результатов, полученных в диссертационной работе, применены методы математической статистики с использованием пакетов прикладных программ MS Office Excel и SPSS 12,0 в среде Windows, выполнен расчет систематической и случайной погрешностей результатов измерений при доверительной вероятности 0,95.
Научная новизна работы заключается в разработке теоретических основ имитационного моделирования и диагностики плоских и трехмерных реалистичных объектов системы «верхняя часть торса — шея - верхняя часть стана - воротник», базирующихся на структурно-функциональных взаимосвязях и интерактивных процессах управления.
Практическая значимость и реализация результатов работы. Разработан новый способ проектирования деталей УГВ, обеспечивающий повышение эффективности и получение желаемой формы модели с учетом морфологических особенностей фигуры, конструктивно-декоративного решения и показателей свойств пакета материалов.
Сформирован электронный каталог ТЧ верхней части торса и шеи женских ФТТ.
Разработаны классификация и электронный каталог внешних форм и вариантов конструктивно-декоративных решений горловин и воротников.
Техническая новизна результатов диссертационной работы подтверждена патентом РФ на изобретение № 2295899 «Способ построения шаблона воротника». Авторские права подтверждены свидетельствами об официальной регистрации программ для ЭВМ №2006610340 «Программа построения геометрической модели поверхности и разверток деталей воротника» и № 2007610662 «Программа построения геометрической модели внешней формы линии горловины стана и чертежа ее конструкции».
Результаты работы используются в учебном процессе ГОУ ВПО «Ивановская государственная текстильная академия» при подготовке инженеров по специальности 260902 Конструирование швейных изделий и включены в учебное пособие "Автоматизированное проектирование одежды по визуальному образу: узел «горловина-воротник»".
Апробация результатов работы. Основные результаты исследований были доложены:
на межвузовских и международных научно-технических конференциях: «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» (ПОИСК), Иваново, ИГТА, 2004...2008; «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (ПРОГРЕСС), Иваново, ИГТА, 2006...2008; «Современные проблемы информатизации в технике и технологиях», Воронеж, 2005; «Инновации и перспективы сервиса», Уфа, УГИС, 2005; «Текстиль и мода 2005», Воронеж, 2006; «Наука - сервису», Москва, РГУТиС, 2006; «Актуальные проблемы проектирования и технологии изготовления текстильных материалов специального назначения» (ТЕХТЕКСТИЛЬ), Димитровград, ДИТУД УлГТУ, 2007;
на заседаниях кафедры конструирования швейных изделий ИГТА в 2005...2008 гг.
Публикации. Результаты диссертации опубликованы в 2 статьях в журнале «Швейная промышленность», включенном в перечень ВАК, тезисах и материалах докладов 9 конференций, 1 патенте РФ на изобретение, 2 свидетельствах об официальной регистрации программ для ЭВМ.
Структура диссертационной работы. Диссертационная работа содержит 214 страниц и состоит из введения, 6 глав, заключения, списка использованных источников из 115 наименований, 9 приложений, включающих 1 патент РФ на изобретение, 2 свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ, результаты экспериментальных исследований, акты внедрения.
