Моделирование процесса дублирования текстильных материалов

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Modeling of the process of textile fabrics fusing Chizhik M.1, Nemirova L.2 Моделирование процесса дублирования текстильных материалов Чижик М. А.1, Немирова Л. Ф.2

'Чижик Маргарита Анатольевна / Chizhik Margarita — кандидат технических наук, профессор,

кафедра дизайна костюма;

2Немирова Любовь Федоровна /Nemirova Lyubov — кандидат технических наук, доцент, кафедра конструирования и технологии изделий лёгкой промышленности, Институт дизайна и технологий Омский государственный технический университет, г. Омск

Аннотация: в статье проанализированы регрессионные модели клеевых соединений, в которых многофакторный процесс дублирования формализуется как однокритериальный. Предложен подход к моделированию процесса дублирования тканей термоклеевыми прокладочными материалами, основанный на многомерной геометрии и реализованный в программе «Гиперспуск», который позволяет определять область значений параметров при задании одновременно нескольких критериев, визуализировать результаты, представлять их в форме, удобной для анализа.

Abstract: the article analyzes the regression models of adhesive connections of textile fabrics where multivariate of the fusing process is formalized as a one-criterion. An approach to modeling fusing process duplication interlining fabrics packing materials based on multidimensional geometry and implemented in "Giperspusk"program, which allows to determine the range of parameters when specifying multiple criteria simultaneously, visualize the results, present them a form suitable for analysis.

Ключевые слова: моделирование, дублирование, клеевое соединение, регрессионная модель, геометрическая модель, жесткость, прочность.

Keywords: modeling, fusing, adhesive connection, regression model, geometrical model, rigidity, durability.

DOI: '0.20861/2304-2338-20'6-81-00'

В производстве одежды на этапе проектирования осуществляется выбор материалов, при котором не только подбирается пакет основных, подкладочных и прокладочных материалов, но и устанавливаются режимы и параметры их обработки [1]. Так, в результате дублирования основного материала прокладочным, свойства получаемой системы существенно отличаются от исходных, в том числе и в зависимости от параметров процесса склеивания [2]. Окончательное решение о составе пакета материалов может быть принято после проведения испытаний.

На практике возникают проблемы прогнозирования свойств получаемых соединений с учётом свойств исходных материалов и режимов обработки, а так же определения оптимальных режимов для получения соединения с требуемым качеством. В исследованиях такие задачи решаются на моделях, полученных на основе регрессионного анализа [2, 3], а многофакторные задачи формализуются как однокритериальные

В работе [2] В. Е. Кузмичёв исследует клеевые соединения на мультипликативных моделях, полученных по методу корреляционно-регрессионного анализа Брандона, позволяющих оценить влияние на результат каждого фактора в отдельности.

В мультипликативной модели [2, с. 65] сомножителями являются функции параметров технологического процесса и свойств материалов: П = квф(Оф(В5о)фО)ф(»ф(г),

где т - продолжительность прессования, t - температура рабочего органа пресса, с; В50 - коэффициент воздухопроницаемости материала, дм3/(м2-с); С; p - усилие сжатия, кПа. Модель управления прочностью клеевых соединений (П, Н/см): П = [4,92sink(t - 80) - 1,49] [0,38 (sinB50 + 1) + 0,64] [0,009p + 0,59]

[0,006щ + 1,17] [0,02т + 0,16], (1) где щ - адгезионная способность, усл. ед.; k - эмпирический коэффициент.

Модель справедлива при Г = 140-170°С; т = 20-30 с; р = 30-50 кПа.

Модель жёсткости клеевых соединений [2, с. 68] на основе костюмных тканей

где ЖМ - жёсткость проб материалов до склеивания, мН-см2; Ы3 - поверхностная плотность основного материала, г/м2; Г - температура склеивания, °С.

Модель справедлива для клеевого соединения материалов в интервале температур Г = 110-190°С.

Модель (1) показывает, что прочность клеевого соединения определяют параметры процесса, регулируя которые можно управлять прочностью. А задавая прочность, по модели (1) можно установить один из параметров процесса при неизменных других. По модели (2) жёсткость определяют свойства основных материалов, однако дублирование чаще производят в интервале температур, рекомендуемых для прокладочных материалов, без учёта структуры и свойств материалов верха.

Таким образом, если при дублировании необходимо получить соединение, удовлетворяющее сразу двум параметрам качества, по моделям (1) и (2) невозможно установить параметры его получения.

Поскольку технологические процессы многопараметрические, а качество швейного изделия - многокритериальное, для решения задач выбора параметров применена геометрическая модель [4]. В отличие от аналитических, она позволяет определять область значений параметров при задании одновременно нескольких критериев.

Исходными для построения модели являются параметры процесса X = {хь х2, ... хк} формирующие критерии эффективности процесса У = {уь у2, ..., ут}. Взаимосвязи параметров и критериев определяют каркасы гиперповерхности, полученные путём подбора кривых определённого класса аппроксимации для каждого выбранного критерия у,-. Заданные значения критериев у, , геометрически будут определять гиперплоскости уровня. Пересечение гиперповерхности с гиперплоскостью уровня в и-мерном пространстве является областью значений параметров для у,* , а пересечение областей

п

О = П О будет определять область оптимальных параметров, общую для всех

г=1 '

критериев. Для построения геометрической модели была разработана программа «Гиперспуск» [5]. В отличие от аналитических, геометрическая модель позволяет визуализировать результаты, представляет их форме, удобной для анализа.

В работе представлен фрагмент, геометрической модели процесса дублирования, полученной в программе «Гиперспуск» (рис. 1) в виде совокупности линий сечений гиперповерхности и гиперплоскостей уровня критериев (верхняя и центральная части рис. 1), определения параметров получения соединения требуемого качества (нижняя часть рис. 1).

Регулируемые параметры процесса: температура рабочего органа (Г, С°) и продолжительность сжатия и нагревания (т, с). Области параметров: температура Г = 140-180°С с интервалом варьирования Г = 20°С; время т = 15,0-65,0 с, интервал варьирования т = 5 с. Усилие сжатия постоянное - 33,4 г/см2 (45 кг). Критерии эффективности: прочность клеевого соединения (К, кН/м) (по ГОСТ 28832-90) и жёсткость пакета (Е1, мкН-см2) (по ГОСТ 10550-93).

Рис. 1. Фрагмент геометрической модели процесса дублирования

На основе костюмной ткани с жесткостью 6468 мкН-см2 могут быть получены дублированные пакеты с жёсткостью Е1 = 12863-98605 мкН-см2 в зависимости от примененного текстильного прокладочного материала и параметров дублирования. Прочность склеивания в указанном интервале температур возрастает с увеличением усилия сжатия и

достигает значений Я = 0,155-0,6 кН/м. В указанном диапазоне могут быть выбраны сочетания параметров, позволяющие получать дублированные системы, удовлетворяющие совокупности заданных критериев качества.

Литература

1. Немирова Л. Ф. К вопросу конфекционирования материалов для одежды / Л. Ф. Немирова // Швейная промышленность, 1997. № 8. С. 15-16.

2. Кузьмичёв В. Е. Теория и практика процессов склеивания деталей одежды: В. Е. Кузьмичёв, Н. А. Герасимова. М.: Издательский центр «Академия», 2005. 256 с.

3. Немирова Л. Ф. Разработка метода автоматизированного подбора материалов для одежды: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.19.01 / Л. Ф. Немирова. М. МТИЛП, 1993. 21 с.

4. Чижик М. А. Графическая модель оптимизации параметров ниточного соединения деталей одежды / М. А. Чижик // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности, 2013. № 5 (347). С. 86-90.

Longitudinal and circumferential stresses in the presser polymeric hoses

Kornev V.1, Rybakov Ju.2 Продольные и кольцевые нагрузки в напорных полимерных рукавах Корнев В. А.1, Рыбаков Ю. Н.2

'Корнев Виталий Анатольевич /Kornev Vitaly - кандидат химических наук, доцент, старший научный сотрудник 23 отдела; 2Рыбаков Юрий Николаевич /Rybakov Jurij - кандидат технических наук, старший научный сотрудник, начальник 23 отдела, Федеральное автономное учреждение 25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации, г. Москва

Аннотация: проведен анализ внутренних напряжений и нагрузок в напорных плоскосворачиваемых рукавах под давлением рабочих жидкостей и внешних факторов. Проведен расчет продольных и кольцевых нагрузок, жесткости, распора напорных рукавов из термопластичного полиуретана. Показан высокий уровень эластичности и прочности полиуретанового рукава, что создает предпосылки его работоспособности в сложных реальных условиях эксплуатации. Проанализированы подходы к расчету внешних нагрузок на напорный рукав и выбраны расчетные формулы.

Abstract: the analysis of internal stresses and pressure loads in lay flat hoses under the presser of the working liquids and external factors. The calculation of longitudinal and circumferential stresses, rigidity of presser hoses from thermoplastic polyurethane. It shows a high level of flexibility and strength of the polyurethane hose, which creates preconditions of its performance in real exploitation conditions. Analyzed approaches to the calculation of external loads to presser hose and chosen suitable formula for calculation.

Ключевые слова: плоскосворачиваемый рукав, трубопровод, продольные и кольцевые напряжения, нагрузки, коэффициент Пуассона, модуль упругости, жесткость, гибкая нить, распор.

Keywords: lay flat hose, pipe, longitudinal and circumferential stresses, loads, Poisson ratio, elastic modulus, rigidity, flexible thread, thrust.

В реальных условиях эксплуатации напорные плоскосворачиваемые рукава (НИР) из полимерно-текстильных конструкционных материалов подвергаются воздействию постоянных, длительных, периодических внутренних и внешних нагрузок.

Внешние нагрузки обусловлены воздействием ветра и движения воды, рассчитываемым по формулам провисающей (гибкой) нити [1-6].