Разработка метода расчета рациональных параметров строения тканей различного переплетения с учетом технологии их изготовления тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.19.03, кандидат технических наук Раченкова, Ольга Михайловна

• Раченкова, Ольга Михайловна
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Раченкова, Ольга Михайловна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1. Работы, посвященные разработке методов и систем автоматизированного проектирования тканей.

1.2. Работы, посвященные разработке методов проектирования.

1.3. Работы, посвященные нахождению взаимосвязи технологических параметров и параметров строения ткани.

1.4. Работы, посвященные оптимизации технологического процесса ткачества.

Задачи исследования.

Выводы по главе.

Глава 2. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО МЕТОДА РАСЧЕТА РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ СТРОЕНИЯ ТКАНИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ.

2.1. Взаимосвязь технологических параметров изготовления ткани и параметров ее строения.

2.1.1. Вывод и анализ функциональной взаимосвязи между технологическими параметрами изготовления тканей и параметрами их строения на основе линейной теории изгиба нитей.

2.1.2. Вывод универсальных формул взаимосвязи между технологическими параметрами изготовления тканей и параметрами их строения.

2.1.3. Нахождение параметров строения и изготовления ткани с учетом пространственного расположения нитей в элементе ткани.

2.2. Разработка метода расчета рациональных параметров строения ткани и технологических параметров ее изготовления.

2.2.1. Метод прогнозирования технологических параметров ткани по параметрам строения и изготовления ткани.

2.2.2. Метод прогнозирования параметров изготовления ткани по технологическим параметрам и параметрам строения ткани.

2.3. Разработка алгоритма и программы расчета рациональных параметров строения ткани и технологических параметров ее изготовления.

2.4. Влияние вида переплетения на параметры строения и технологические параметры изготовления ткани.

2.5. Влияние технологических параметров на параметры строения ткани и различных параметров строения на технологические параметры изготовления ткани.

Выводы по главе.

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ВЛИЯНИЯ НАТЯЖЕНИЯ НА СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА ТКАНЕЙ РАЗЛИЧНОГО ПЕРЕПЛЕТЕНИЯ.

3.1. Выбор измерительной аппаратуры.

3.2. Методика проведения эксперимента.

3.3. Исследование натяжения нитей основы при изготовлении тканей различного переплетения.

3.4. Влияние натяжения основы на строение вырабатываемых тканей.

3.5. Влияние натяжения основы на свойства вырабатываемых тканей.

3.6. Влияние вида переплетения на расположение нитей основы и утка в ткани.

Выводы по главе.

Глава 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ЗАПАРАВОЧНОГО НАТЯЖЕНИЯ ОСНОВНЫХ НИТЕЙ.

4.1. Выбор критериев оптимизации.

4.2. Влияние технологических параметров на параметры оптимизации.

Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка метода расчета рациональных параметров строения тканей различного переплетения с учетом технологии их изготовления»

Реформы последних десяти - пятнадцати лет в нашей стране были направлены на изменение политической доктрины и развитие рыночной экономики. Построение новых форм взаимодействия межу государством, предприятием и потребителем привели к жесткой конкуренции со стороны зарубежного производителя, что способствовало «утечке» капитала из страны. Чтобы заполнить образовавшийся дефицит экономики, государство начало вводить новые налоги и поднимать налоговые ставки, что привело к разорению еще большего количества предприятий. Помимо этого, критическое положение в текстильной промышленности обострилось развалом Союза, так как сырье, составляющее до 90% себестоимости конечного продукта пришлось закупать за валюту в бывших союзных республиках. Кроме того, многие предприятия текстильной промышленности, в частности ткацкие фабрики, на момент начавшихся преобразований были оснащены устаревшим оборудованием, что не позволило составить достойную конкуренцию нахлынувшему из-за рубежа современному и качественному товару.

Однако, в последнее время начались сдвиги, связанные с политико-экономическими преобразованиями в России. В частности, рассматриваются законопроекты по снижению налогового бремени отечественного производителя за счет пополнения бюджета из других источников, в частности за счет упразднения теневой экономики и контроля за доходами и расходами частных граждан. Помимо этого, ведется активная пропаганда отечественной продукции, всегда выгодно отличавшейся от зарубежных аналогов применением при изготовлении натурального сырья.

Поэтому, на данном этапе развития ткацкого производства особо остро стоит задача выработки ассортимента тканей, отвечающих тенденциям моды и, в то же время, предусматривающего экономный расход

- 6 сырья. Ее решение достигается посредствам применения программных средств на этапе проектирования параметров строения ткани и технологических параметров ее изготовления.

Современные технологии во всем мире неразрывно связаны с применением программных средств для обработки и хранения информации. Проведенный анализ литературных источников показал, что на данный момент в нашей стране существует две разновидности программного обеспечения. К первому относятся программы, реализующие потребности дессинатора. Это построение рисунка переплетения и заправочный расчет ткани. Вторая разновидность программ позволяет рассчитывать параметры строения или свойства ткани. Как правило, эти программы являются результатом научных разработок. Общим недостатком таких программ является их ограниченность количеством заведенных переплетений. Очевидна необходимость написания программ, позволяющих рассчитывать заданные величины для любых переплетений.

Актуальность исследования заключается в разработке функциональной взаимосвязи между параметрами строения и технологическими параметрами изготовления тканей главного класса, их производных, а также тканей комбинированного класса переплетений и автоматизированных методов прогнозирования параметров строения ткани и технологических параметров их изготовления на ткацких станках.

Целью данной диссертационной работы является получение универсальной математической модели, устанавливающей взаимосвязь между параметрами строения однослойных тканей и технологическими параметрами их изготовления, разработке программного обеспечения для расчета любой однослойной ткани.

Научная новизна работы заключается в: - получении универсальной функциональной взаимосвязи между параметрами строения ткани и технологическими параметрами ее изготовления

- 7 с учетом пространственного расположения основы и утка в ткани, их сжатия на основе линейной теории изгиба нитей;

- разработке методики расчета рациональных параметров строения ткани в зависимости от свойств используемых нитей, параметров заправки и строения тканей;

- разработке методики расчета оптимального натяжения основы и утка в зависимости от параметров строения ткани, ее параметров заправки на ткацкий станок и свойств используемых нитей;

- разработке алгоритма задачи автоматизированного расчета параметров строения и технологических параметров изготовления ткани.

Практическая ценность работы заключается в:

- разработке программного обеспечения для расчета параметров строения любых однослойных тканей и технологических параметров их изготовления на ткацком станке;

- определении оптимального натяжения основы для получения тканей заданного строения для 20 переплетений;

- получении математических моделей для прогнозирования параметров строения, свойств тканей и условий их изготовления на ткацком станке в зависимости от заправочного натяжения.

Автор защищает:

1. Универсальную функциональную зависимость между параметрами строения ткани и технологическими параметрами с учетом пространственного расположения основы и утка в ткани, их сжатия на основе линейной теории изгиба нитей.

2. Математические модели для прогнозирования параметров строения, свойств тканей и условий их изготовления на ткацком станке в зависимости от заправочного натяжения для 20 переплетений.

- 8

3. Методику расчета рациональных параметров строения ткани в зависимости от свойств используемых нитей.

4. Методику расчета оптимального натяжения основы и утка в зависимости от параметров строения ткани, ее параметров заправки на ткацкий станок и свойств используемых нитей.

5. Алгоритм задачи автоматизированного построения рисунка переплетения любой однослойной ткни и расчета ее параметров строения и технологических параметров изготовления.

6. Рекомендации по установлению оптимального заправочного натяжения при выработке тканей заданного строения для 20 переплетений.

- 9

Заключение диссертации по теме «Технология текстильных материалов», Раченкова, Ольга Михайловна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ.

1. Выведены основные функциональные зависимости между технологическими параметрами изготовления тканей и параметрами их строения на основе линейной теории изгиба нитей для ткани переплетением саржа 1/4.

2. Проанализированы основные функциональные зависимости между технологическими параметрами изготовления тканей и параметрами их строения на основе линейной теории изгиба нитей для тканей 20 переплетений.

3. Разработаны универсальные формулы для расчета функциональных зависимостей между технологическими параметрами изготовления тканей и параметрами их строения на основе линейной теории изгиба нитей с учетом реального расположения нитей в ткани для любых однослойных тканей мелкоузорчатого строения.

4. Разработан метод проектирования технологических параметров ткани по параметрам строения и изготовления ткани.

5. Разработан метод проектирования параметров изготовления ткани по технологическим параметрам и параметрам строения ткани.

6. Разработан алгоритм программы расчета технологических параметров изготовления тканей и параметров их строения, позволяющий строить любые мелкоузорчатые переплетения, производить расчет их параметров и записывать данные в табличном виде отдельным файлом.

7. Проанализирована зависимость параметров строения тканей и технологических параметров их изготовления от вида переплетения.

- 179

8. Проанализирована зависимость параметров строения тканей от технологических параметров их изготовления.

9. Проанализирована зависимость технологических параметров изготовления тканей от параметров их строения.

10. Выбраны оборудование, измерительная аппаратура, а также средства и методики исследования и приведена матрица планирования эксперимента, позволяющие проводить экспериментальные исследования с необходимой достоверностью полученных результатов.

11. Проведен эксперимент, исследующий строение и физико-механические свойства тканей и позволяющий сделать вывод о верности теоретических разработок и пригодности тканей к использованию.

12. На основе проведенного эксперимента представлены данные, полученные в результате исследования микросрезов ткани, проведен анализ полученных характеристик и проведен расчет коэффициентов, влияющих на расположение нитей в ткани.

13. В результате оптимизации установлены оптимальные параметры выработки хлопчатобумажных тканей малой плотности для 20 переплетений.

- 180

РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Выведенные математические модели позволяют прогнозировать параметры строения, свойства тканей и условия их изготовления на ткацком станке в зависимости от заправочного натяжения для 20 переплетений.

2. Разработанные методики расчета оптимального натяжения основы и утка в зависимости от параметров строения ткани, ее параметров заправки на ткацкий станок и свойств используемых нитей может быть рекомендована при проектировании однослойных тканей и подборе оборудования для их выработки.

3. Разработанная программа PFS.exe позволяет решать задачи построения рисунка переплетения любой однослойной ткни и расчета ее параметров строения и технологических параметров изготовления автоматизированным способом.

4. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования позволили составить рекомендации по установлению оптимального заправочного натяжения при выработке тканей заданного строения для 20 переплетений.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Раченкова, Ольга Михайловна, 2000 год

1. Сурнина Н.Ф. Проектирование ткани по заданным параметрам.-М.:1973.-142с.

2. Кальченко А.И., Муратова Г.И. Автоматизированная технология проектирования хлопчатобумажных тканей.-М.:ЦНИИТЭИлегпром, 1991, 27с.

3. Белов В.В., Воробьев Е.М., Шаталов В.Е. Теория графов, М.: -Высшая школа, 1976, 392с.

4. Алексеев К.Г. Основы расчета параметров строения и формирования тканей. М.: Легкая индустрия, 1973, 168с.

5. Севостьянов А.Г. Методы и средства исследования механико-технологических процессов текстильной промышленности. М.: -Легкая индустрия, 1980, 392с.

6. Севостьянов А.Г., Севостьянов П.А. Моделирование технологических процессов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.

7. Мартынова A.A., Черникина Л.А. Лабораторный практикум по строению тканей. Учебное пособие для высших учебных заведений текстильной промышленности. М.: Легкая индустрия, 1976, 296с.

8. Кукин Г.Н., Соловьев A.A., Кобляков А.И. Текстильное материаловедение (текстильные полотна и изделия): Учебник для ВУЗов. М.: Легпромиздат, 1992, 272с.

9. Николаев С.Д., Власов П.В., Сумарукова Р.И., Юхин С.С. Теория процессов,. Технология и оборудование ткацкого производства. -М.: Легпромиздат, 1995, 256с.

10. Диссертации и авторефераты.

11. Литовченко А.Г. Разработка метода проектирования и оптимальных параметров изготовления ткани из комбинированных нитей. Дис. к.т.н. М, 1995. - 195с.

12. Мартынова A.A. К вопросу проектирования технических тканей из химических волокон по прочности на раздирание: Дис.к.т.н. М., 1964. - 151с.

13. Юхина Е.А. Определение оптимальных параметров строения и условий изготовления хлопколавсановых тканей: Дис.к.т.н. М., 1984. - 171с.

14. Васильев A.B. Создание оптимального строения ткани для рабочей одежды и технология ее изготовления: Дис.к.т.н. М., 1985. - 192с.

15. Левакова Н.М. Определение оптимальных параметров строения и условий изготовления ситовых тканей: Дис.к.т.н. М., 1989. - 194с.

16. Фирсов A.B. Разработка метода проектирования рисунков мелкоузорчатых переплетений и его реализация на ПЭВМ: Дис.к.т.н. М., 1995. - 113с.

17. Меркулов A.B. Разработка метода проектирования и оптимальных параметров изготовления ворсовых тканей: Дис.к.т.н. М., 1997 -224с.

18. Васильчикова Н.Д. Проектирование строения и свойств меланжевых тканей из лавсановискозной пряжи: Дис.к.т.н. Л., 1968.

19. Оников Э.А. Непрерывный процесс тканеобразования: условия эффективности, параметры и опытная реализация: Дис.д.т.н. М., 1981. - 462с.- 183

20. Примаченко Б.М. Разработка путей оптимизации процесса прибоя уточной нити на ткацких станках: Автореф. Дис.к.т.н. Л., ЛИТЛП1985. 18с.

21. Юхин С.С. Разработка оптимальных технологических параметров выработки полутораслойной хлопчатобумажной ткани на бесчелночных ткацких станках: Дис.к.т.н. М., 1986. - 193с.

22. Степанов Г.В. Создание и технология получения технических тканей для производства композитных материалов: Автореф. Дис.д.т.н. -Иваново, 1985. 76с.

23. Николаев С.Д. Научные основы прогнозирования технологического процесса ткачества для получения тканей заданного строения: Дис.д.т.н. М., 1989. - 469с.

24. Попов Е.П. Теория и расчет гибких упругих стержней. М.: Наука,1986. 296с.

25. Щербаков В.П. Научные основы переработки нитей в трикотажном производстве: Дис.д.т.н. М., 1984. - 324с.

26. Милашюс В.М. Исследование релаксационных свойств тканей: Дис.д.т.н. Каунас, 1974. - 327с.

27. Новиков Н.Г. О строении ткани и о проектировании ее с помощью геометрического метода. М.: Текстильная промышленность, 1946.

28. Власов П.В. Нормализация процесса ткачества. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 346с.

29. Шеверинова Л.Н. Определение оптимальных параметров строения и условий изготовления тканей из нитей новых структур: Дис.к.т.н. -М., 1991.

30. Артеменко Б.Ф. Исследование процесса зевообразования на станках СТБ-2-330 с жаккардовыми машинами: Дис.к.т.н. М., 1978.- 216с.- 184

31. Ничипорчик Л.Д. Изменение строения ткани в зависимости от величины соотношения натяжения основы и утка: Дис.к.т.н. М., 1966. - 172с.

32. Мельяченко Ж.В. Разработка метода проектирования технологических параметров изготовления мебельно-декоративных тканей: Дис.к.т.н. М., 1992. - 199с.3. Статьи .

33. Борзунов Г.И. Синтез ткацкого переплетения по заданному цветному рисунку. Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности. 1981- №5, - с.42-45.

34. Палаткин М.В. Эффективный алгоритм анализа цветных тканых узоров. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции «Текстиль-96», МГТА имени А.Н. Косыгина, с. 1 ЗОНТ

35. Успасских С.М., Куриленко О.Ю. Проектирование жаккардовых тканей с заданными свойствами. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции «Текстиль-96», МГТА имени А.Н. Косыгина. с. 127.

36. Слостина Г.Л. и Сумарукова Р.И. Применение ЭВМ для построения рисунков переплетений с мелкоузорчатым эффектом. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции «Текстиль-96», МГТА имени А.Н. Косыгина. с.95-96.

37. Чарухин И.Г. Расчет толщины технических тканей миткалево переплетения. Текстильная промышленность. 1952 - №5.- 185

38. Николаев С.Д., Юхин С.С., Раченкова О.М. Взаимосвязь технологических параметров и параметров строения ажурных тканей. Вестник МГТА, 1995. с.39-45.

39. Николаев С.Д., Раченкова О.М., Ляхова Е.В. Взаимосвязь технологических параметров строения тканей комбинированного класса переплетений. Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Прогресс-96», Иваново, ИГТА. с.99-100.

40. Николаев С.Д., Раченкова О.М. Компьютерное моделирование геометрических моделей строения тканей различного переплетения. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции «Текстиль-96», МГТА имени А.Н. Косыгина. с.94-95.

41. Раченкова О.М. Особенности построения геометрических моделей строения тканей. Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции «Текстиль-97», МГТА имени А.Н. Косыгина. с. 123.

42. Раченкова О.М., Николаев С.Д. Компьютерное моделирование геометрических моделей строения тканей различного переплетения. Тезисы докладов научной конференции РосЗИТЛП, 1998. с. 102.

43. Николаев С.Д., Раченкова О.М. Компьютерное моделирование геометрических моделей строения тканей различного переплетения. Ж. Известия ВУЗов. Технология текстильной промышленности. 1998, №4. с.42-44.- 186

44. Раченкова О.М., Авилочкина Н.А., Никишин В.Б., Николаев С.Д. Разработка геометрических моделей строения тканей различного переплетения. Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Прогресс-98», Иваново, ИГТА. с. 138.

45. Раченкова О.М., Никишин В.Б. Исследование натяжения основных нитей на ткацком станке. Тезисы докладов всероссийской научно-технической конференции «Тексиль-98», МГТА имени А.Н. Косыгина. с.77-78.

46. François Roussel. Pour de tissus factices originaux. L'industrie textile. Février 1998. №1295. c.47-48.

47. François Roussel. Faux unix sur base sergé de 3. L'industrie textile. Mars 1998. №1296. c.45-49.

48. François Roussel. Grande diagonale sur 16 lames. L'industrie textile. Avril 1998. №1297. c.37-39.

49. François Roussel. Effets factices sur une base de natté 2 et 2. L'industrie textile. Mai 1998. №1298. c.39-42.

50. François Roussel. Construction de sablés (1). L'industrie textile. Juin 1998. №1299. c.49-51.

51. François Roussel. Construction de sablés (2). L'industrie textile. Juillet/aout 1998. №1300. c.31-33.

52. François Roussel. Jeu de doimiers. L'industrie textile. Septembre 1998. №1301. c.59-61.

53. François Roussel. Pathwork pour de grandes compositions. L'industrie textile. Oktobre 1998. №1302. c.45-47.

54. François Roussel. Rentrages par blocs pour des tissus à jours. L'industrie textile. Novembre 1998. №1303. c.49-51.- 187

55. François Roussel. Grain de poudre. L'industrie textile. Décembre 1998 №1304. c.45-47.

56. François Roussel. Petit lexique des dérivés de la toile. L'industrie textile. Janvier 1999. №1305. c.39-40.

57. Jean-Claude Boisset. Solustions pour de bonnes lisières. L'industrie textile. Juillet/aout 1998. №1300. c.41-44.4. Стандарты и методики.

58. Нити текстильные. Метод определения линейной плотности. ГОСТ 6611.1-73, СТ СЭВ 2488-80.

59. Нити текстильные. Методы определения разрывной нагрузки и удлинения при разрыве, ГОСТ 6611.2-73.

60. Нити текстильные. Метод определения стойкости к истиранию в петле.

61. Нити текстильные. Методы определения разрывных характеристик при растяжении.

62. Плотность ткани по основе и утку, ИСО 7211/2.

63. Определение уработки нитей, ИСО 7211/3.

64. Ткани и штучные изделия текстильные. Метод определения раздирающей нагрузки, ГОСТ 17922-72.

65. Ткани и штучные изделия текстильные. Методы определения линейных размеров, линейной и поверхностной плотности, ГОСТ 3811-72.

66. Ткани и штучные изделия текстильные. Методы определения разрывных характеристик при растяжении, ГОСТ 3813-72.189