Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор современного состояния дизайн проектирования мужских брюк 13
1.1. Существующее информационное обеспечение для анализа и прогнозирования признаков формы брюк 13
1.1.1. Классификации форм мужских брюк 13
1.1.2. Методы анализа формы брюк 21
1.1.3. Прогнозирование модных форм 25
1.1.4. Методы учета визуального восприятия при проектировании одежды
1.2. Современное информационное обеспечение процесса построения чертежей брюк и изменяемые конструктивные 33
параметры
1.2.1. Конструктивные параметры чертежей брюк 33
1.2.2. Анализ методик построения чертежей конструкций мужских брюк 37
1.3. Современное состояние технологий проектирования трехмерных систем «фигура-одежда» 43
1.4. Учет показателей свойств текстильных материалов в процессе проектирования систем «фигура-одежда» 47
1.4.1. Методы учета показателей свойств материала в трехмерном проектировании одежды 47
1.4.2. Инструментальные методы определения показателей свойств текстильных материалов 52
Выводы по главе 1 з
Разработка методики анализа и прогнозирования признаков формы мужских брюк 62
2.1. Анализ визуального восприятия систем «фигура-брюки» с применением технологии регистрации движений глаз
2.1.1. Методика регистрации движений глаз 62
2.1.2. Определение активных визуальных признаков систем «фигура - брюки» 67
2.1.3. Ранжирование визуальных признаков формы брюк 73
2.2. Параметрический анализ фотографий 78
2.2.1. Методика параметризации фотографических изображений 79
2.2.2. Формирование выборки фотографий 83
2.2.3. Анализ изменчивости геометрических параметров
формы брюк 86
2.3. Разработка классификации форм брюк 89
2.3.1. Обоснование основных классификационных признаков 89
2.3.2. Кластерный анализа 90
2.3.3. Разработка структуры классификации 93
2.4. Разработка методики анализа и прогнозирования признаков формы брюк 99
2.4.1. Анализ циклов изменения признаков модных форм брюк 99
2.4.2. Прогнозирование признаков модной формы 102
2.5. Разработка программного комплекса для анализа и прогнозирования признаков модных форм брюк 107
Выводы по главе 2 115
Исследование конструктивных параметров брюк с различными объемно-пространственными формами 117
3.1. Анализ чертежей модельных конструкций мужских брюк 117
3.1.1. Совершенствование метода антропометрических сетей 117
3.1.2. Параметризация чертежей модельных конструкций 122
3.1.3. Анализ функциональных взаимосвязей между параметрами чертежей конструкций
3.2. Разработка методики градации чертежей для получения различных объемно-пространственных форм брюк 129
3.3. Разработка метода оценки и прогнозирования эргономического соответствия брюк по чертежам конструкций 137
3.4. Разработка шаблона для диагностики и построения чертежей модельных конструкций брюк 1 3.4.1. Параметризация координат контурных точек чертежей 144
3.4.2. Разработка устройства и функциональных возможностей шаблона 146
Выводы по главе 3 153
4. Исследование формообразования трехмерных систем «фигура-брюки» 154
4.1. Анализ взаимосвязей между конструктивными параметрами 154 и геометрическими параметрами брюк в позе нон-стоп
4.2. Анализ оцифрованных трехмерных систем
«фигура - брюки» 157
4.2.1. Параметризация воздушных зазоров 157
4.2.2. Анализ взаимосвязей между параметрами системы «фигура-брюки» и конструктивными параметрами чертежей 161
4.3. Анализ показателей свойств материалов, влияющих на формообразование системы «фигура-брюки» 166
4.3.1. Измерение показателей физико-механических показателей свойств материала 167
4.3.2. Разработка новых показателей для характеристики оболочковых свойств текстильных материалов 168
4.3.3. Анализ взаимосвязей между параметрами складок и показателями свойств материала 175 4.4. Экспериментальная проверка результатов 178
Выводы по главе 4 182
5. Методика проектирования брюк с требуемыми показателями объемно-пространственной формы 183
5.1. Разработка алгоритма методики проектирования брюк 183
5.2. Проверка разработанной методики 186
Выводы по главе 5 196
Выводы и рекомендации 198
Список использованных источников
- Методы учета визуального восприятия при проектировании одежды
- Ранжирование визуальных признаков формы брюк
- Параметризация чертежей модельных конструкций
- Анализ показателей свойств материалов, влияющих на формообразование системы «фигура-брюки»
Введение к работе
Актуальность работы.
Современный уровень развития технологий позволяет применять для решения задач конструирования одежды компьютерные методы плоскостного и трехмерного моделирования. Виртуальное проектирование осуществляют в САПР одежды за счет последовательного перехода от внешней формы одежды к плоским чертежам деталей и узлов, а также по обратной схеме «одевания» трехмерного манекена одеждой с известными параметрами. Особую сложность вызывает воспроизведение поверхности складчатых не антропоморфных форм одежды и получение их адекватных разверток.
Перспективным направлением является разработка научных основ проектирования виртуальных систем «фигура-одежда» с разнообразными объемно-пространственными характеристиками, в первую очередь, за счет использования современных технических комплексов для бесконтактной антропометрии - бодисканеров. Актуальной проблемой остается формирование и рациональное использование новых баз данных для решения задач по управлению и прогнозированию формы одежды, учету показателей свойств текстильных материалов, проектированию реалистичных трехмерных оболочек.
Этапы процесса проектирования мужских брюк не являются полностью формализованными. Большое количество визуальной информации о формах брюк требует систематизации и разработки методов ее переработки и параметризации с учетом закономерностей психологического восприятия и возможности перехода от фотографического изображения к чертежам и трехмерным моделям. Многовариантность строения подкорпусной части фигуры, разнообразие объемно-пространственных форм (ОПФ) современных брюк вызывают сложности, как при построении конструкций, так и визуализации в трехмерной среде. Создание максимально реалистичной виртуальной модели системы «фигура-брюки», учитывающей особенности формообразования на отдельных участках, согласованной с конструктивными параметрами чертежей деталей и показателями физико-механических свойств материала, требует расширения базы данных, формализации закономерностей формообразования с учетом всех факторов.
Совершенствование процесса проектирования брюк различной ОПФ является актуальной научной проблемой, решение которой позволит перейти к автоматизированному построению деталей конструкций брюк, реалистичному отображению трехмерных оболочек систем «фигура-брюки», повысить степень удовлетворенности потребителей.
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.
Исследования проведены на кафедре конструирования швейных изделий Ивановской государственной текстильной академии, в OOO «UsabilityLab» (г. Москва), на кафедре текстильной инженерии Университета Верхнего Эльзаса – ENSISA (г. Мюлуз, Франция), в компании TELMAT Industrie (г. Гебвиллер, Франция).
Автор защищает:
- закономерности визуального восприятия систем «фигура-брюки»;
- классификацию форм мужских брюк;
- базы данных конструктивных параметров чертежей и геометрических параметров форм мужских брюк;
- методику и схему градации чертежей классических брюк для получения различных ОПФ;
- шаблон для стилевой идентификации и построения чертежей конструкций брюк;
- программное обеспечение для анализа и прогнозирования признаков формы брюк;
- закономерности изменения параметров поверхности брюк в трехмерных системах «фигура-брюки» под влиянием конструктивных параметров чертежей и показателей свойств материала.
Целью работы является повышение эффективности процесса проектирования мужских брюк.
Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:
- изучено морфологическое строение нижней опорной поверхности мужских фигур;
- исследованы особенности визуального восприятия признаков формы брюк и проведено ранжирование зон концентрации внимания;
- разработана номенклатура геометрических параметров формы систем «фигура-брюки»;
- разработана классификация форм мужских брюк;
- разработана методика и программное обеспечение для анализа и прогнозирования признаков формы брюк;
- разработана методика и схема градации чертежей классических брюк для получения разных ОПФ;
- разработан алгоритм построения чертежей конструкций брюк различных ОПФ в САПР «Грация»;
- разработан метод оценки и прогнозирования эргономического соответствия брюк по чертежам конструкций;
- разработан шаблон для стилевой идентификации и построения чертежей конструкций брюк по координатам основных точек контура;
- установлены взаимосвязи между геометрическими параметрами формы и конструктивными параметрами чертежей брюк;
- разработана теоретическая модель формообразования систем
«фигура-брюки» под влиянием показателей свойств материала и конструктивных параметров;
- разработана методика проектирования мужских брюк с требуемыми параметрами ОПФ;
- проведена практическая проверка результатов исследований.
Объекты исследования:
- подкорпусная часть мужской фигуры,
- фотографии систем «фигура-брюки»,
- чертежи конструкций мужских брюк,
- оцифрованные трехмерные системы «фигура-брюки»,
- текстильные материалы, используемые для изготовления брюк.
Методы и средства исследований. В работе использованы методология системного подхода к проектированию одежды, метод экспертной оценки и ранжирования факторов, компьютерные методы моделирования объектов в среде САПР «Грация», «Lectra» и «Ассоль».
В экспериментальной части применены методы натурного эксперимента, контактные и бесконтактные методы измерений систем «фигура-одежда» с помощью бодисканера Telmat Optifit Pro-2 (Франция) с двумя датчиками белого света. В исследованиях визуального восприятия брюк использовали метод видеоокулографии с использованием аппаратно-программного комплекса Tobii X120 (Швеция). Для исследования показателей свойств текстильных материалов использована система оценки Кавабата, KES «Kawabata Evaluation System» (Япония) и прибор «Fabric Stiffness Tester-M003B» (США).
Для обеспечения достоверности результатов, полученных в диссертационной работе, применены методы математической статистики с использованием пакетов прикладных программ MS Office Excel 2007 и SPSS 11,5 в среде Windows. Использованы графические редакторы Corel DRAW 12 и Adobe Photoshop CS3, а также собственные компьютерные программы.
Научная новизна работы заключается в установлении закономерностей комплексного влияния параметров конструкции и показателей свойств материала на формообразование мужских брюк.
Практическая значимость и реализация результатов работы.
Практическая значимость состоит в разработке методики анализа и прогнозирования признаков формы брюк, методики и схемы градации чертежей конструкций классических мужских брюк, шаблона для диагностики и построения чертежей брюк, метода оценки и прогнозирования эргономического соответствия брюк по чертежам конструкций, методики проектирования мужских брюк с требуемыми параметрами ОПФ. Некоторые результаты работы реализованы в САПР «Грация», «Lectra» и «Ассоль» и прошли апробацию на промышленном предприятии ООО «Сэми» (г. Иваново).
Техническая новизна отдельных результатов диссертационной работы подтверждена патентом РФ № 2412627 на изобретение «Шаблон для диагностики и построения чертежей стилизованных брюк». Авторские права защищены свидетельствами РФ об официальной регистрации программ для ЭВМ № 2011615980 «Программа построения чертежа конструкции брюк с заданной объемно-силуэтной формой» и № 2011617382 «Программа для анализа и прогнозирования модной формы брюк».
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, в 2007-2012 гг.; «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» (ПРОГРЕСС), Иваново, ИГТА, 2010, 2012; «Студенты и молодые ученые КГТУ – производству», Кострома, 2009; 2012; «Инновации и перспективы сервиса», Уфа, УГИС, 2011; «Инновации молодежной науки», Санкт-Петербург, СПГУТиД, 2011; «Новое в технике и технологии текстильной и легкой промышленности» Витебск, ВГТУ, 2011; «Теоретические знания - в практические дела», Омск, 2011; «User Experience Russia 2011», Москва, 2011; «Innovative Textile for high future demands – AUTEX-2012», Загреб, Хорватия, 2012; «3D Body Scanning Technologies 2012», Лугано, Швейцария, 2012; на заседаниях кафедры конструирования швейных изделий ИГТА в 2009-2012 гг.
В 2009 году в рамках программы «УМНИК-2009» проект «Разработка информационного обеспечения для дизайн-проектирования брюк широкого модельного ряда» получил грант Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (государственные контракты № 7049р/9617 от 01.07.2009 и № 8308р/13099 от 08.06.2010).
Публикации. Результаты диссертации опубликованы в трех статьях в журналах «Швейная промышленность» и «Известия вузов. Технология текстильной промышленности», включенных в перечень ВАК, тезисах и материалах докладов 15 российских и зарубежных конференций, одном патенте РФ на изобретение, двух свидетельствах об официальной регистрации программ для ЭВМ.
Структура диссертационной работы. Диссертационная работа содержит 262 страницы и состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников из 150 наименований, 6 приложений, включающих 1 патент РФ на изобретение, 2 свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ, результаты экспериментальных исследований, акт внедрения.
Методы учета визуального восприятия при проектировании одежды
Полнота и информативность классификации будет влиять на возможность ее использования на этапах дизайн-проектирования. Воспроизведение формы по эскизу является сложной задачей, требует большого опыта или доп шительных знаний закономерностей формообразования при переходе і г эскиза к чертежу конструкции. Поэтому подобные классификации требую і дополнительных рекомендаций по выбору конструктивных параметров чертг лей.
Конфигурация наклонных и одольных контурных линий формируют фронтальный и профильный силуэты [7], по которым также выделяют классификационные типы форм. , [ля описания силуэтной формы и контуров используют следующие призна і: длина, степень прилегания, степень объемности, уровень пояса, распо гжение продольных швов и сгибов.
В поясной одежде понятие силуэтных форм многообразно и определено вариантами возможных сочетани ширины на уровне бедер, бедра колена и линии низа. Н.В. Ещенко прел ожено деление поясной одежды на три силуэта: зауженный, прямой, рас- ренный [2]. Силуэт и степень прилегания определяют ОСФ брюк (рис. 1.2).
Прямой и расширенный под азделяются в свою очередь на прямой и расширенный от бедер, бедра и ; олена. Также предлагается использовать четыре основных вида по степени прилегания: плотноприлегающие, прилегающие, полуприлегаюшпе, свободные [2]. Приведенная классификация не охватывает разнообразия современных форм брюк, для которых характерны различные с -тания объемов по участкам.
Для характеристики объемн; \ к форм многими авторами предлагается многоуровневая структура классификаций [3, 8].В качестве ведущих классификационных признаков предлагаются геометрическое подобие формы, пластика формы, кото;1 обуславливается показателями свойств материала, а также степень наполненности объема.
Наиболее полно описывает і1 юрму комбинированные характеристики, т.е. сочетание вербальных и невербальных. Вербальные содержат описательную характеристику, ; танавливают единую терминологию, а невербальные - количественную . іактеристику в виде конкретных величин. Примером классификации ОСФ, использующей комбинированный способ характеристики, является классификация мужских классических брюк, разработанная Н.И.Ахмедуловой Эта классификация ОСФ классических мужских брюк связывает термин могию объема формы с характеристикой силуэта в виде унифицированных величин прибавок к полуобхвату бедер, обхвату бедра и ширины брюк в к: гене и внизу. Она основана на выделении зрительно-однородных (зрителы і различимых) форм (рис. 1.3). Рїнтервальї зрительного безразличия для мулеских классических брюк выявлены на основе экспериментальных исследований закономерностей их зрительного восприятия.
Рекомендуемые сочетания конструктивных параметров даны в абсолютных значениях для классических мужских брюк. Эти величины не могут быть использованы для пі ктирования современных моделей брюк других стилевых решений. КЛАССЫ Объемность, Псб,см Опорная зона объема на разных уровнях, силуэтного решения и формообразующих элементов.
Исторические формы брюк те существуют в современной моде в чистом виде, и поэтому цитирование іараметров исторических конструкций не представляется возможным вви у появления новых материалов, приемов достижения антропоморфного со »гве гствия, изменения эстетических идеалов и модных форм фигур. Многие исследователи изучают приемы формообразования чертежей КОЇМ грукций, полученных в разные годы для получения стилизованных моде ей [9]. Сравнительный анализ эволюции формы и конструкции позволяв установить математические взаимосвязи между ними.
Таким образом, рассмотренные классификации дают разрозненные характеристики формы и і; позволяют связать качественные и количественные показатели ме ;ду собой. Все они ориентированы на плоскостное конструирование и не адаптированы для проектирования формы в объеме с последующим получением разверток. На наш взгляд, правильнее будет характеризовать форму, и.к объемно-пространственную структуру. На современном этапе для п тей трехмерного проектирования важно параметрически описать п эстранственную ориентацию одежды относительно фигуры. При этом г ажио конкретизировать пропорциональные соотношения различных частей bop мы, учесть разнообразие современных моделей брюк.
Для разработки классификации форм брюк по набору количественных параметров может быть применен кластерный анализ. Кластерный анализ -это совокупность методов, позі , шлющих классифицировать многомерные наблюдения, каждое из ко І рых описывается набором исходных переменных. Термин кластери1 й анализ включает в себя более 100 различных алгоритмов. Кластери їй анализ приводит к разбиению на группы с учетом всех групповых признаї в одновременно [21].
Наиболее распространен среди неиерархических методов алгоритм к-средних, также называемый быстрым кластерным анализом. Полное описание алгоритма можно найти в работе Хартигана и Вонга [22]. В отличие от иерархических методов, і оте )ые не требуют предварительных предположений относительно ні зла кластеров, для возможности использования этого метола Б об одимо иметь гипотезу о наиболее вероятном количестве кластеров.
Ранжирование визуальных признаков формы брюк
Результаты расчетов представлены в таблице П1.2 (приложение 1). По наибольшему значению коэффициента вариации определены геометрические параметры формы брюк, которые во всех сезонах обладают наибольшей изменчивостью: расстояние от нижнего края брюк до пола Н, положение верхнего края F, ширина брюк внизу Е, расстояние от верхнего среза до уровня высоты сиденья Сг, ширина брюк в колене D. Из пропорциональных коэффициентов наибольшей изменчивостью отличается D/E заужение от колена к низу.
Для каждого года выделены средние значения геометрических параметров и пропорциональных соотношений, характеризующие типовую, наиболее распространенную форму брюк в этот период. По средним значениям геометрических параметров и пропорциональных коэффициентов форм брюк построены гистограммы изменения величин параметров по годам и построены полиномиальные линии трендов (рис.2.15 -2.16). Обозначения параметров согласно табл. 2.2.
По характеру линий трендов можно отметить, что в целом средние значения геометрических параметров мало изменяются от года к году, что не отражает реального характера смены модных тенденций в современной моде [25]. Традиционный циклический характер смены признаков формы в современной моде отличается короткими периодами формирования систем от 2 до 4 лет [13]. Динамика изменения средних значений не позволяет проследить этой цикличности и строить адекватные прогностические модели. Поэтому при анализе геометрических параметров необходимо учитывать существование в каждом модном периоде нескольких актуальных форм с отличающимися характеристиками, которые неправомерно усреднять.
Гистограмма изменения средних значений пропорциональных коэффициентов форм брюк по годам Для выделения актуальных форм необходимо использовать более сложные методы, позволяющие разбить сочетания геометрических параметров на группы с учетом весомости визуальных признаков формы в общем модельном решении. Это позволит разработать классификацию внешних форм мужских брюк, отражающую реально существующие в моде сочетания геометрических параметров и пропорциональных коэффициентов формы.
В качестве основных классификационных признаков нами выбраны геометрические параметры и пропорциональные соотношения формы брюк, изученные в предыдущем разделе. Согласно закономерностям визуального восприятия и полученной нами топографии зон концентрации внимания верхняя часть брюк на уровне бедер наиболее активно влияет на восприятие формы. Геометрические параметры остальных участков характеризуют силуэтную форму брюк, положение уровня верхнего края и уровня глубины сиденья, а также длину брюк. Ранжирование геометрических параметров формы в порядке убывания их визуальной информативности позволило получить следующий ряд:
Поэтому в качестве ведущего классификационного признака выбран объем брюк на уровне беде, а для его характеристики - пропорциональное соотношение роста к ширине брюк на уровне бедер Р/В. Силуэт брюк рассматривали на двух участках: - от уровня бедер до уровня колена характеризовали сочетанием двух пропорций В/С и СЮ. - от уровня колена до низа характеризовали пропорцией D/E. Положение верхней части брюк по высоте характеризовали двумя параметрами - положением верхнего края брюк F и уровнем глубины сиденья G
Длину брюк характеризовали расстоянием от пола до нижнего края Н. Таким образом, предложено классифицировать форму мужских брюк с помощью семи признаков, составляющих четыре уровня классификации (табл.2.3).
Для определения количества типов форм на каждом уровне классификации и количественной характеристики внешних форм брюк по выбранным признакам нами применен кластерный анализ с помощью метода Аг-средних, рассмотренного в разделе 1.1.2. Поскольку метод чувствителен к выбросам, нами проведен предварительный анализ выбросов и исключены из выборки формы, сильно отличающиеся по параметрам от остальных. В качестве исходной массива информации для выделения кластеров послужили значения геометрических параметров и пропорциональных соотношений форм брюк с 2003 по 2012 гг.
Метод -средних предполагает предварительное задание количества кластеров. Для первого уровня классификации выбрано 4 кластера в соответствии с общепринятым делением одежды по степени объемности на плотноприлегающую, прилегающую, полуприлегающую и свободную формы [2, 123]. Для определения оптимального числа типов форм на остальных уровнях нами проведено разбиение на кластеры в программе SPSS 11,5 по каждому из уровней и подуровней с варьированием числа кластеров от трех до двенадцати. Анализ качества кластеризации проводили по критерию Фишера и количеству фотографий брюк, отнесенных к каждому кластеру. При большом числе кластеров резко снижается частота встречаемости некоторых из них. Поэтому оптимальное число кластеров составило в среднем 4-5 шт. при минимальной частоте встречаемости кластера 5,5 %.
Ниже представлены результаты разбиения на кластеры внешних форм брюк по уровням и подуровням в программе SPSS 11,5. В табл.2.4 представлены значения центров кластеров, которые являются основой для количественной оценки отличия показателей формы друг от друга в разных группах.
Параметризация чертежей модельных конструкций
Нами проведена аппробация метода в среде промышленной САПР «Ассоль» на предприятии ООО «СЭМИ», г. Иваново. Акт производственных испытаний представлен в приложении 6. Получено пять конструкций классических брюк, с использованием разработанной схемы градации в автоматическом режиме. Полученные градационные чертежи представлены в приложении 2, рис.Ш.1. Анализ чертежей конструкций крайних форм показал, что величины параметров при градации изменяются согласно выявленным закономерностям, углы наклона средних линий при увеличении объема брюк уменьшаются согласно выявленным закономерностям. Изготовленные по полученным чертежам образцы мужских брюк имели хорошую посадку на типовой фигуре для типовой мужской фигуры 182-100-88.
Таким образом, разработан метод градации чертежей брюк, позволяющий быстро редактировать чертежи конструкций для получения различных ОПФ от плотноприлегающей до свободной.
Современные модели брюк характеризуются большим разнообразием форм. Зачастую используемые сочетания прибавок по участкам и величины конструктивных параметров могут приводить к нарушению эргономического соответствия готовых брюк. Поэтому необходимо разработать критерии для оценки и прогнозирования эргономического соответствия брюк по чертежам конструкций.
Наибольшее влияние на степень динамического соответствия брюк оказывают следующие конструктивные параметры: прибавки к длине сиденья /7дс и обхвату бедра 770беД, ширина брюк в колене Шк и переднезадний баланс брюк бпз. Оптимальные значения этих параметров компенсируют динамический прирост размерных признаков при совершении движений и обеспечивают необходимое перемещение брюк по поверхности фигуры [143].
Характер образующихся на брюках напряженных складок на внешней и внутренней поверхностях бедра при совершении движений может свидетельствовать о дефиците длины соответствующего конструктивного участка. При сгибании ноги в колене с одновременным его подъемом конструктивный уровень линии колена КУЛК смещается вверх относительно антропометрического уровня АУЛК, а верхний край пояса сзади опускается вниз по сравнению с исходным положением.
Для совершенствования антропометрической базы данных о динамических размерных признаках проведен обмер 30 мужских фигур в возрасте от 18 до 30 лет. Все фигуры были измерены согласно программе антропометрического обследования ОСТ 17-325-86 [145] по обнаженному телу в нижнем белье, измеряемые стояли в антропометрической позе в нижнем белье без обуви (рис.3.12).
Измерение проводили с помощью сантиметровой ленты. Предварительно на фигурах были намечены антропометрические точки, положение антропометрических уровней было зафиксировано с помощью эластичной тесьмы. В перечень стандартизированных размерных признаков было включено 6 дополнительных (табл.3.3.). Три размерных признака измерены в статике и динамике.
Чтобы использовать полученные значения дополнительных размерных признаков для дальнейшей обработки, была проведена проверка их подчиненности закону нормального распределения в программе SPSS 11.5 [122]. Для всех предложенных размерных признаков статистические показателя эксцесса и асимметрии находятся в пределах допустимых значений (табл. 3.4).
Величины Адпс и АдяК нельзя включать в расчет конструктивных отрезков целиком, поскольку часть динамического прироста компенсируется перемещением верхнего и нижнего края брюк при совершении движений человеком [146]. Величину приращения А0сбед можно непосредственно включать в значение минимально необходимой ширины этого участка и использовать при проверке соразмерности конструкции.
Наибольший динамический прирост происходит в области подъягодичной складки, поэтому в плотноприлегающих брюках с минимальными значениями Яобед и Шк необходимо увеличить величину переднезаднего баланса 6т и уменьшить прибавку к длине сиденья Ядс. В таких брюках перемещение линии колена ограничено и динамический прирост компенсируется запасом длины средней линии задней части брюк за счет переднезаднего баланса бт. Поэтому для плотноприлегающих эргономичных брюк из нерастяжимых материалов характерен не гладкий, а подчеркнутый задний контур с допустимой рельефностью в области подъягодичной складки. Наиболее информативным является задний контур брюк, который изменяет свою конфигурацию в зависимости от эргономического соответствия. На рис.3.12 показаны абрисы плотноприлегающих брюк из неэластичного материала, полученные с фотографий системы «фигура-брюки». Брюки имеют различные значения бпз и постоянные значения остальных параметров. а б в г д
На абрисах гид задний контур брюк напряжен, отсутствует свобода в подъягодичной области, что препятствует свободному подъему ноги.Чтобы прогнозировать качество конструкции брюк с точки зрения эргономического соответствия, необходимо использовать результаты исследований динамической антропометрии [129]. Нами предложена методика проверки эргономического соответствия БК брюк, которая заключается в следующем:
Анализ показателей свойств материалов, влияющих на формообразование системы «фигура-брюки»
Сформированные нами базы данных о показателях свойств материалов и коэффициентах складкообразования Xw; для систем «фигура-брюки» с различными ОПФ позволили провести корреляционно-регрессионный анализ взаимосвязей между ними. Корреляционные матрицы представлены в приложении 3 (табл. П3.13 -П3.14).
Из исследованных показателей ФМС наибольшее влияние на коэффициент складчатости оказывают жесткости на изгиб В и сдвиг G. Значения коэффициентов корреляции г = 0,55-0,82 при гкр = 0,3. Для других показателей ФМС коэффициенты корреляции имели меньшие значения либо незначительно превышали критическое гкр. Поведение материала в процессе изгиба и сдвига наиболее близко по физической сущности к складкообразованию в брюках. Жесткости на изгиб В и сдвиг G косвенно связаны и с толщиной, и линейной плотность, и волокнистым составом. При этом они позволяют прогнозировать поведение материала при формировании системы «фигура-брюки», и, поэтому, выбраны нами в качестве основных ФМС, характеризующих оболочковые свойства.
Показатели жесткости на изгиб В и сдвиг G не зависят друг от друга и при вычислении коэффициента складкообразования можно включать в расчетные формулы оба показателя.
После анализа корреляционных связей установлено, что показатели свойств материалов влияют на характер складкообразования не на всех участках формы. Значение коэффициента складкообразования Kwt для разных секторов сечений зависит от проявления разных показателей свойств и влияния конструктивных прибавок. Существуют секторы, в которых влияние показателей свойств выражено наиболее сильно. На уровне обхвата бедер к ним относятся секторы 2, 3, 4, 5, 9 и 10, на уровне обхвата бедра -секторы 3, 7, 8. Для этих секторов характерны зависимости типа:
В табл. 4.8 представлены регрессионные уравнения для вычисления коэффициентов складчатости на уровнях обхватов бедер и бедра. С помощью полученных уравнений можно вычислить коэффициенты складчатости, зная показатели свойств материала, из которого проектируют брюки и конструктивные прибавки. Далее по табл. 4.8 можно определить количество вершин складок и проектировать контур сечения брюк в каждом секторе.
С помощью установленных зависимостей можно идентифицировать показатели свойств материала в реальных сканированных системах «фигура-брюки». Идентификация показателей жесткости на изгиб и сдвиг заключается в расчете фактического значения коэффициента складчатости по формуле (4.8) и сопоставлении полученных значений с теоретическим, вычисленным по формулам из табл. 4.8 для материала с желаемыми показателями. Пример идентификации показателей жесткости на изгиб приведен нами в работе [150].
Сформированные модели открывают возможность проектирования трехмерных систем «фигура-брюки» с реалистичной поверхностью из различных материалов. Для проверки полученных результатов был проведен эксперимент. 1. Изготовили три образца мужских брюк из наиболее распространенных материалов: пластичной костюмной ткани из вискозных волокон, полушерстяной костюмной ткани, хлопчатобумажной джинсовой ткани. Значения основных конструктивных прибавок составили 77сб = 8 см и Д бед= 17см. 2. Брюки сканировали на фигуре 188-100-88 и получали совмещенные сечения на уровнях обхватов бедер и бедра. 3. Измерили фактические значения коэффициентов складчатости. 4. Измерили показатели жесткости на изгиб и сдвиг для исследуемых материалов на с помощью системы оценки Кавабата KES (табл.4.9).
Из рис. 4.13 видно, что при одинаковых значениях проекционных зазоров для брюк, изготовленных из материалов с разными показателями жесткости, степень складчатости поверхности различна на разных участках. Для пластичных материалов участки наибольшей складчатости сосредоточены со стороны передней части брюк, на уровне обхвата бедер, и боковой поверхности на уровне обхвата бедра. Для жестких материалов складкообразование более интенсивно со стороны задней части на уровне бедер и внутренней поверхности обхвата бедра.
Сравнивали теоретические значения коэффициентов складчатости с фактическими, измеренными в реальных систем «фигура-брюки» (табл.4.10). Большинство теоретических значений коэффициентов, вычисленных по предложенным уравнениям, незначительно отличаются от фактических значений, поскольку входят в доверительный интервал. В 42 исследованных секторах только 4 фактических значения коэффициентов складчатости отличаются от теоретических более, чем на величину доверительного интервала. Таким образом, ошибка составляет 10%. Учитывая подвижную структуру складок такая погрешность может считаться допустимой.
Строили каркас системы «фигура-брюки» на трехмерной сканированной фигуре, полученной в программной среде TELMAT, путем импорта полученных сечений на уровне обхвата бедер и бедра. Положение верхнего края брюк ниже антропометрической линии талии на 4 см. На рис. 4.14 в качестве примера представлены виртуальные системы «фигура-брюки» для пластичной и жесткой тканей. Конфигурация сечений учитывает пластику поверхности, характер складок и свойства материала.
Таким образом, установленные взаимосвязи между новым коэффициентом складчатости и количеством вершин складок в секторе с одной стороны, жесткостью материала на изгиб и сдвиг и конструктивными прибавками, с другой стороны, позволяют проектировать системы «фигура-брюки» различной ОПФ с реалистичной складчатой поверхностью в виртуальной среде.
