close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Разработка методов оценки и прогнозирования свойств плетеных полотен из текстильных материалов

код для вставкиСкачать
2
Общая характеристика работы
Актуальность темы. Создание изделий из текстильных материалов
методом плетения получило в последнее время широкое распространение.
Плетеные текстильные полотна, малошовные и бесшовные изделия технического назначения находят применение в области ракето- и авиастроения, в
производстве композиционных материалов и других областях. Ассортимент
плетеных текстильных изделий бытового назначения преимущественно
представлен изделиями легкой промышленности: одеждой (платья, жилеты,
жакеты), аксессуарами, головными уборами, отделочными деталями и материалами, обувью, изделиями для интерьера, сувенирной продукцией. Для создания изделий применяются преимущественно ручные техники плетения,
используются разные текстильные материалы, за счет чего достигаются разнообразные художественно-колористические эффекты плетеных изделий.
Актуальность изготовления изделий методом плетения обуславливается развитием новых 3D и 4D+ САПР. Внедрение модульных технологий в индустрию моды позволяет из универсальных модулей получать уникальные кастомизированные продукты.
Создание качественных плетеных изделий связано с рядом трудностей
из-за недостаточной информации о свойствах плетеных полотен и методах их
определения. Плетеные текстильные полотна являются менее изученными
материалами по сравнению с тканями, неткаными и трикотажными полотнами. Существующая нормативно-техническая документация распространяется
только на плетеные текстильно-галантерейные изделия: шнуры, тесьму и
кружевные изделия. Регламентируемая номенклатура показателей качества
плетеных текстильно-галантерейных изделий, включающая в себя вид сырья,
плотность, линейные размеры изделий и их изменения после мокрых обработок, разрывные характеристики при растяжении, устойчивость окраски – не в
полной мере позволяет оценить технологические свойства плетеных полотен,
определяющие стабильность их структуры.
Разработка номенклатуры показателей свойств, характеризующих стабильность структуры, и методов их определения, расширение сведений о
свойствах плетеных полотен является актуальной задачей с позиции создания
качественных и конкурентоспособных плетеных изделий с разнообразными
авторскими фактурами.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематикой госбюджетных научно-исследовательских работ КГУ, финансируемых по единому заказу-наряду: 1.8-БФ-11 «Развитие научных основ проектирования и
разработка методов оценки свойств материалов с целью совершенствования
ассортимента, технологии изготовления и экспертизы швейных изделий».
Цель диссертационной работы – обеспечение качества и расширение
ассортимента текстильных плетеных полотен и изделий на основе разработки
методов определения свойств полотен, характеризующих стабильность
структуры, и использования нетрадиционных материалов для плетения.
Достижение поставленной цели предусматривает решение следующих
научных и технических задач:
3
– систематизировать сведения по ассортименту текстильных плетеных
полотен и изделий и методам определения характеристик их строения и
свойств;
– разработать номенклатуру показателей свойств, характеризующих
стабильность структуры плетеных полотен;
– разработать методы определения свойств плетеных полотен, характеризующих стабильность структуры;
– исследовать взаимосвязь характеристик строения и свойств плетеных
полотен;
– разработать метод прогнозирования стабильности структуры плетеных полотен при сдвиге;
– изучить влияние технологических и эксплуатационных факторов на
свойства плетеных полотен;
– разработать практические рекомендации по результатам исследований и апробировать результаты исследований.
Общая характеристика методов исследования. Для решения поставленных задач в рамках работы применены стандартные и усовершенствованные методы определения свойств текстильных материалов, разработанный
метод определения стабильности структуры плетеных полотен при сдвиге,
методы интегрального исчисления и математической статистики, которые
осуществлялись на ПЭВМ с применением пакетов прикладных программ:
Formability, Hardness, MS Excel, MathCad.
Область исследования. Работа выполнена в соответствии с п.2 «Строение, свойства и показатели качества тканей, трикотажа и нетканых материалов», п.6 «Методы и приборы для исследования свойств сырья, полупродуктов и готовых изделий текстильной и легкой промышленности», п.7 «Методы
оценки и контроля показателей качества, стандартизации, сертификации и
управление качества материалов и изделий в текстильной и легкой промышленности» и п.8 «Методы проектирования и прогнозирования свойств и показателей качества материалов и изделий текстильной и легкой промышленности» Паспорта специальности 05.19.01 – Материаловедение производств
текстильной и легкой промышленности.
Научная новизна результатов работы заключается в том, что:
– усовершенствована номенклатура характеристик строения и свойств
плетеных полотен;
– разработан метод определения стабильности структуры плетеных полотен при сдвиге, новизна которого подтверждена патентом РФ на изобретение № 2549497;
– предложен комплекс показателей, характеризующих стабильность
структуры плетеных полотен;
– разработана методика определения пригодности исходных текстильных материалов для изготовления плетеных полотен и изделий;
– разработан метод прогнозирования стабильности структуры плетеных полотен из льняной ровницы по характеристикам их строения.
4
Практическая значимость работы состоит в следующем:
– разработана номенклатура характеристик свойств плетеных полотен,
позволяющая осуществлять оценку стабильности их структуры;
– усовершенствована методика оценки свойств плетеных полотен при
изгибе, которая способствует совершенствованию оценки качества плетеных
полотен;
– разработанная методика определения пригодности исходных материалов к изготовлению плетеных полотен и изделий по степени жесткости позволяет осуществлять выбор материалов для изготовления качественных плетеных полотен и изделий;
– сформированы справочные сведения по характеристикам стабильности структуры плетеных полотен, выполненных наиболее распространенными двуаксиальными и триаксиальными переплетениями;
– разработаны практические рекомендации по рациональному выбору
плетеной структуры в зависимости от назначения проектируемых полотен и
изделий;
– результаты диссертационной работы апробированы в условиях предприятий («Новый лен» г. Кострома, ателье «ИП Андронова С.В.» г. Пермь) и
в организации, занимающейся декоративно-прикладным творчеством (кружок «Берегиня» при Селецкой МКУК «Холмогорская ЦМБ» Архангельская
обл.). Разработанные методики и справочные данные используются при выполнении научно-исследовательских и выпускных квалификационных работ
в ФГБОУ ВО «КГУ».
Апробация результатов работы. Основные положения и результаты
диссертационной работы изложены, обсуждены и получили положительную
оценку на межвузовской научно-технической конференции молодых ученых
и студентов «Студенты и молодые ученые КГТУ – производству» (г. Кострома, КГТУ, 2013, 2015, 2016 г.); на международной научно-практической
конференции, посвященной 20-летию кафедры технологии и материаловедения швейного производства «Взаимодействие высшей школы с предприятиями легкой промышленности: наука и практика» (г. Кострома, КГТУ, 2013);
на межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов
«Молодые ученые – развитию текстильной и легкой промышленности
(ПОИСК-2014)» (г. Иваново, ИВГПУ, 2014 г.); на международной научнотехнической конференции «Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях (Лен-2014)», «Актуальные проблемы науки в технологиях текстильной и легкой промышленности (ЛЕН-2016)» (г. Кострома,
КГТУ, 2014, 2016 г.); на международной научно-технической конференции
«Техническое регулирование: базовая основа качества материалов, товаров и
услуг» (г. Шахты: ИСО и П (филиал) ДГТУ, 2015 г.); на всероссийской научной конференции молодых ученых «Инновации молодежной науки» (г.
Санкт-Петербург, СПГУТД, 2015, 2016 г.); на ХVIII международном научнопрактическом форуме «Физика волокнистых материалов: структура, свойства,
наукоемкие технологии и материалы» (SMARTEX), (г. Иваново, ИВГПУ,
5
2015, 2016 г.); на научных семинарах КГУ по материаловедению производств
текстильной и легкой промышленности (г. Кострома, 2013‒2016 гг).
Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 24
печатных работах, в том числе 7 в изданиях, рекомендованных ВАК. Получен патент РФ на изобретение № 2549497 от 30.03.2015 г.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов и списка использованных источников, включающего
212 наименований. Работа изложена на 152 страницах, имеет 34 таблицы, 71
рисунок, 11 формул, 6 приложений.
Основное содержание работы
Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы,
сформулированы цели и задачи исследований, отмечена научная новизна и
практическая значимость результатов работы.
Глава 1. Анализ научных исследований в направлении изучения
строения и свойств текстильных плетеных полотен и изделий
Проведен анализ информации, посвященной ассортименту текстильных плетеных изделий, их строению и свойствам. Установлено, что в настоящее время наиболее распространенными переплетениями при изготовлении
плетеных изделий являются двуаксиальные и триаксиальные переплетения,
которые характеризуются наличием в структуре двух и трех систем исходных элементов соответственно.
Проведен анализ нормативно-технической документации и работ отечественных и зарубежных ученых (Е. В. Луниной (Лаврис), Е. М. Базаева,
А. Е. Пастуховой, Ю. С. Кутуевой, К. Биркефельд, А. П. Шмидт, Ч. Роджерса,
С. Криста, Д. Кляйна, Р. Бротона, Г. Глэдфельдера и других авторов). Показана необходимость разработки методов определения и исследования свойств
плетеных полотен и изделий, характеризующих стабильность их структуры.
Глава 2. Выбор материалов и изготовление объектов исследований
В качестве материалов для изготовления плетеных полотен использовались: плетеные шнуры, тканые ленты и вязаная тесьма разного волокнистого состава, а также углеродные нити на основе гидратцеллюлозных волокон.
Одним из видов исходных материалов, использованных для плетения,
выбраны льняные материалы, обладающие уникальными свойствами. С целью расширения ассортимента плетеных полотен и изделий апробирована
возможность переработки и применения нетрадиционных для плетения материалов из льна. Для изготовления объектов исследований вырезались полосы
в виде лент из нерациональных остатков льняных костюмно-платьевых тканей, и использовался полуфабрикат прядения – льняная ровница мокрого
способа прядения суровая и окрашенная (табл. 1).
6
Таблица 1
Плетеные полотна из различных исходных материалов
Характеристика
исходных материалов для изготовления плетеных
полотен
Характеристика
плетеного полотна
Переплете- Внешний
ние
вид
Характеристика исходных
материалов для
изготовления
плетеных
полотен
Лента тканая
жаккардового
переплетения
и тесьма вязаная
из лавсановых
комплексных
нитей
Шнур
плетеный
и тесьма вязаная
из лавсановых
комплексных
нитей
Двуаксиальное
прямого
типа
Полосы льняной
ткани
Триаксиальное
прямого
типа
Триаксиальное косого типа
Шнур плетеный
(сутаж), основа –
х/б пряжа, оплетка – лавсановые
комплексные
нити
Тесьма вязаная
из лавсановых
комплексных
нитей
Двуаксиальное
прямого
типа
Лента тканая
жаккардового
переплетения
из лавсановых
комплексных
нитей
Двуаксиальное
прямого
типа
Лента тканая
жаккардового
переплетения
из х/б пряжи
Двуаксиальное
прямого
типа
Характеристика плетеного
полотна
Переплетение
Внешний
вид
Двуаксиальное
прямого типа
Двуаксиальное
прямого типа
Двуаксиальное
прямого типа
Двуаксиальное
косого типа
Льняная
ровница
Двуаксиальное
прямого
типа
Углеродные
нити
на основе
гидратцеллюлозных
волокон
7
Триаксиальное
прямого типа
Триаксиальное
косого типа с
вертикальной
системой
Триаксиальное
косого типа с
горизонтальной системой
Двуаксиальное
прямого типа
Триаксиальное
прямого типа
Плетеные полотна изготавливались двуаксиальными и триаксиальными
переплетениями прямого и косого типов с системами исходных элементов в
одно сложение, а для полотен из ровницы – в одно и два сложения. Прямой
тип переплетения характеризуется ортогональным расположением двух систем исходных элементов в плоскости плетения, косой – наклонным. Для
наклонных систем исходных элементов плетеных полотен приняты следующие условные обозначения: правая (Z) – исходные элементы направлены
слева вверх направо, левая (S) – справа вверх налево (рис. 1). Полотна триаксиальных переплетений (рис. 2) вырабатывались с разным расположением
третьей системы.
–Z-система
– S-система
Рис. 1. Схема двуаксиального
плетеного полотна косого типа
с обозначением систем исходных
элементов
а
б
в
Рис. 2. Схемы плетеных полотен триаксиальных
переплетений: а – прямого типа с правой
третьей системой; б – косого типа с вертикальной третьей системой; в – косого типа
с горизонтальной третьей системой
Для объективной оценки строения плетеных полотен и изделий составлен перечень характеристик структуры, включающий в себя вид и характеристику исходных элементов (волокнистый состав, линейная плотность, ширина, жесткость при изгибе), плотность (число исходных элементов одной системы на условной длине полотна, равной 10 см; геометрическая плотность,
bi, мм, для каждой из систем: bг – плотность горизонтальной, bв – вертикальной, bz – правой, bs – левой системы) и переплетение (количество систем исходных элементов, участвующих в образовании переплетения, расположение
систем исходных элементов в плоскости плетения, для двуаксиальных плетеных полотен также коэффициент неподвижности переплетения Кнп = Мs/Fn).
Глава 3. Разработка методов оценки и исследование свойств, определяющих стабильность структуры плетеных полотен
Стабильность структуры плетеных полотен и изделий является одним
из основных показателей, определяющих их качество. Под стабильностью
структуры понимается способность плетеных полотен сохранять геометрические размеры ячеек при внешних воздействиях.
Актуальность исследований стабильности структуры плетеных полотен
при сдвиге, который характеризуется изменением углов между системами
исходных элементов в структуре полотна, обусловлена ограниченностью
сведений о свойствах плетеных полотен при сдвиге и отсутствием стандартных методов их определения.
8
Разработан и запатентован метод определения релаксационных свойств
материалов при сдвиге, который характеризует стабильность структуры плетеных полотен (патент РФ на
изобретение № 2549497). Метод реализуется на автоматизированном устройстве, входящем в измерительный комплекс (рис. 3), разработанный
в КГУ. Цельноплетеная проба
рабочими размерами 50×100
мм закрепляется в верхнем и
нижнем зажимах, деформируется путем сдвига на угол 5°, Рис.3. Измерительный комплекс для определения свойств плетеных полотен при сдвиге
при котором не нарушается
ровнота поверхности полотна, и выдерживается в нагруженном состоянии в
течение 15 минут. Затем проба возвращается в исходное положение и подвергается отдыху в течение 5 минут. При измерении осуществляется запись
диаграмм сдвига и восстановления, что позволяет определить комплекс характеристик стабильности структуры: жесткость при сдвиге Рсдв, сН, характеризующую способность плетеного полотна сопротивляться действию сдвигающего усилия; падение усилия в пробе в состоянии сдвига ∆Рсдв, %; работу
сдвига Aсдв, мкДж; работу восстановления АВсдв, мкДж; разность работ ∆А,
мкДж; максимальный угол сдвига полотна αmax, град; изменение углов между
системами исходных элементов от их первоначального положения после отдыха ∆φ, град, и коэффициент устойчивости структуры Ксдв, %, который
определяется отношением работы восстановления после сдвига к работе
сдвига:
.
(1)
Значения коэффициентов устойчивости структуры при сдвиге, близкие
к 100%, свидетельствуют о высокой стабильности структуры плетеного полотна.
Разработанный метод является универсальным, позволяет получить
принципиально новые характеристики, которые расширяют информацию о
свойствах материалов, дает возможность проводить сравнительный анализ
свойств разных материалов и может быть использован как при создании новых материалов, так и для оценки влияния новых видов отделки на качество
материалов.
Проведенные по разработанному методу исследования показали, что на
стабильность структуры плетеных полотен при сдвиге в большей степени
оказывает влияние вид исходных материалов и переплетение. Значения
жесткости при сдвиге у плетеных полотен из льняной ровницы выше, чем у
полотен, изготовленных из полос тканей (рис. 4). Полотна триаксиальных
переплетений имеют более устойчивую к действию сдвигающего усилия
структуру по сравнению с полотнами двуаксиальных переплетений.
9
Рсдв, сН
двуакисальное переплетение
прямого типа
80
70
двуаксиальное переплетение
косого типа
60
50
триаксиальное переплетение
прямого типа с правой третьей
системой
40
30
20
триаксиальное переплетение
косого типа с вертикальной
третьей системой
10
0
из льняной
ровницы
(Т=720 текс)
из льняной
ровницы
(Т=980 текс)
из льняной из полос ткани из полос ткани из полос ткани
ровницы
(Мs=150 г/м²) (Мs=200 г/м²) (Мs=225 г/м²)
(Т=1,17 ктекс)
триаксиальное переплетение
косого типа с горизонтальной
третьей системой
Рис. 4. Влияние строения плетеных полотен на характеристики жесткости при сдвиге
Влиять на способность плетеных полотен сопротивляться действию
сдвигающего усилия возможно и за счет числа сложений систем ровниц.
Например, при выборе структуры плетеных полотен с большими значениями
жесткости при сдвиге можно выбрать триаксиальное переплетение прямого
типа с системами ровниц в одно сложение или двуаксиальное переплетение
прямого типа с ортогональными системами ровниц в два сложения (рис. 5).
Двуаксиальные
переплетения Рсдв, сН
полотна
120
двуаксиального
проще в изготовлении, чем полот- 100
переплетения
80
на триаксиальных переплетений,
60
полотна
поэтому предпочтительнее.
40
триаксиального
20
переплетения
Исследование стабильности
0
ортогональные ортогональные
плетеных полотен, используемых
системы в одно системы в два
при разработке изделий объемной
сложение
сложения
формы или принимающих такоРис. 5. Влияние числа сложений ровницы
вую вследствие огибания поверх(Т = 980 текс) на характеристики жесткости
при сдвиге плетеных полотен прямого типа
ности в процессе эксплуатации,
двуаксиальных и триаксиальных переплетеактуально и при изгибе.
ний с правой третьей системой
Определение характеристик
стабильности структуры плетеных
полотен при изгибе проведено по усовершенствованной с точки зрения подготовки проб методике определения жесткости материалов, разработанной в
КГУ и реализуемой на автоматизированном устройстве УОЖУ измерительного комплекса.
Оценка стабильности структуры при изгибе проведена по характеристикам, аналогичным характеристикам стабильности структуры при сдвиге:
жесткости при изгибе Ри, сН, работе изгиба Аи, мкДж; работе восстановления
после изгиба АВи, мкДж, разности работ изгиба и восстановления после изгиба ∆А, мкДж и по коэффициенту устойчивости структуры при изгибе Ки, %.
10
Исследования свойств плетеных полотен из льняной ровницы показали,
что с увеличением линейной Ри, сН
двуаксиальное
переплетение прямого
плотности исходных элемен- 70
типа
тов жесткость при изгибе 60
увеличивается (рис. 6), воз- 50
двуаксиальное
переплетение косого
растает и коэффициент статипа
40
бильности структуры плете30
триаксиальное
ных полотен. Лучшими покапереплетение прямого
20
зателями стабильности структипа с правой третьей
системой
туры при изгибе обладают 10
0
триаксиальное
плетеные полотна триаксииз льняной из льняной из льняной переплетение косого
альных переплетений косого
ровницы
ровницы ровницы (Т = типа с вертикальной
(Т=720 текс) (Т=980 текс) 1,17 ктекс) третьей системой
типа с вертикальной третьей
триаксиальное
системой и прямого типа с
переплетение косого
правой третьей системой.
типа с горизонтальной
третьей системой
Исследования влияния
Рис. 6. Влияние строения плетеных полотен
расположения третьей систена характеристики жесткости при изгибе
мы исходных элементов на
стабильность структуры триаксиальных полотен прямого типа при сдвиге и
изгибе показали, что стабильной структурой при сдвиге и изгибе обладают
плетеные полотна с правой третьей системой, расположенной под углом 45°
(рис. 7). Полученные сведения позволяют научно обоснованно выбирать угол
расположения третьей системы для проектирования полотен с требуемыми
свойствами.
Ксдв, %
75
82,5
82
81,5
81
80,5
80
60
Ки, %
15
30
74
72
70
68
66
75
45
60
15
30
45
а
б
Рис. 7. Характеристики коэффициентов стабильности структуры плетеных полотен
триаксиального переплетения прямого типа из льняной ровницы (Т = 980 текс):
а – при сдвиге; б – при изгибе
Единичные показатели позволяют оценить стабильность структуры при
определенном виде деформации: сдвиге или изгибе. Для комплексной оценки
стабильности структуры плетеных полотен предложен комплексный показатель – коэффициент стабильности структуры К, учитывающий стабильность
структуры плетеных полотен при сдвиге и изгибе:
.
(2)
√
Новый и усовершенствованный экспериментальные методы позволяют
оценивать стабильность структуры плетеных полотен на основе полученных
11
значений единичных и комплексного показателей, и изготавливать качественные плетеные изделия.
Глава 4. Разработка метода прогнозирования стабильности структуры плетеных полотен
Исследования показали, что на характеристики стабильности структуры плетеных полотен при сдвиге наибольшее влияние оказывает переплетение.
Для изыскания зависимостей характеристик стабильности структуры
при сдвиге от переплетения плетеных полотен и разработки расчетного метода прогнозирования исследованы свойства двуаксиальных плетеных полотен прямого типа, выработанных с разной плотностью из льняной ровницы.
Анализ взаимосвязей характеристик стабильности структуры при сдвиге и
характеристик строения показал, что наиболее чувствительным показателем
является коэффициент неподвижности переплетения, определяемый отношением поверхностной плотности к коэффициенту переплетения, характеризующему степень рыхлости переплетения и определяемому отношением произведения раппортов по горизонтали и вертикали к числу связей исходных
элементов в раппорте.
Методом наименьших квадратов получены математические модели,
которые представляют собой линейные зависимости жесткости при сдвиге
(3) и коэффициента устойчивости структуры при сдвиге (4) от коэффициента
неподвижности переплетения:
Рсдв = 0,045Кнп+12,223;
(3)
Ксдв = 0,069Кнп + 59,022,
(4)
Проведенный регрессионный анализ моделей показал их адекватность:
средняя ошибка аппроксимации составила для Рсдв 2,3 %, для Ксдв – 1,2 %.
Проверка работоспособности моделей выявила, что отклонения расчетных
значений характеристик сдвига от экспериментальных не превышают 6,2 %,
что свидетельствует об адекватноКсдв, %
сти применения полученных зави76
симостей для прогнозирования 74,574
72
стабильности
структуры
при
70
сдвиге двуаксиальных плетеных 70,3
68
полотен.
66
Полученные
математиче64
ские зависимости
позволяют
62
0
50
100 165,0
150
200
250
осуществлять
прогнозирование
226,0
Кнп
характеристик
стабильности
Рис. 8. Практическое использование
структуры при сдвиге двуаксиграфической
зависимости характеристик
альных плетеных полотен из
сдвига двуаксиальных плетеных полотен
льняной ровницы еще на стадии
из льняной ровницы от коэффициента
их проектирования (рис. 8).
неподвижности переплетения
Разработанный метод позволяет проектировать плетеные
12
полотна из льняной ровницы с заданной стабильностью структуры путем варьирования характеристиками их строения. Для экспресс-оценки стабильности структуры при сдвиге двуаксиальных плетеных полотен из льняной ровницы целесообразно использовать графические зависимости (см. рис. 8).
Глава 5. Исследование влияния технологических и эксплуатационных факторов на стабильность структуры плетеных полотен и разработка рекомендаций по практическому использованию результатов исследований
В процессе изготовления и эксплуатации плетеные полотна подвергаются действию влаги, вследствие чего происходит изменение их линейных
размеров и свойств. Наиболее существенное влияние влага оказывает на
свойства изделий из гидрофильных волокон, поэтому исследование влияния
влаги на стабильность структуры особенно актуально для льняных плетеных
полотен.
Исследования показали, что влажность воздуха оказывает влияние на
стабильность структуры при сдвиге плетеных полотен из льняной ровницы.
Жесткость при сдвиге у полотен двуаксиальных переплетений снижается в
1,3 раза, у триаксиальных – в 1,2 (рис. 9).
Рсдв, сН
влажность W = 2%
влажность W = 65%
влажность W = 98%
70
60
50
40
30
20
10
0
из льняной
ровницы
(Т=720 текс)
из льняной
ровницы
(Т=980 текс)
из льняной
ровницы
(Т=1,17 ктекс)
Двуаксиальные переплетения
из льняной
ровницы
(Т=720 текс)
из льняной
ровницы
(Т=980 текс)
из льняной
ровницы
(Т=1,17 ктекс)
Триаксиальные переплетения
Рис. 9. Влияние влажности воздуха на характеристики жесткости при сдвиге
плетеных полотен прямого типа
Результаты исследований показали, что вид исходных материалов оказывает влияние на изменения линейных размеров плетеных полотен после
мокрых обработок: у полотен, изготовленных из полос ткани, усадка составляет порядка 0,5 %, что в два раза ниже, чем у полотен из льняной ровницы
(1,0–2,0 %). Полотна триаксиальных переплетений менее подвержены изменению линейных размеров в сравнении с полотнами двуаксиальных переплетений.
Рассмотрены вопросы практического использования результатов исследований. На основе градации жесткости исходных материалов при изгибе
составлены практические рекомендации по проектированию плетеных изделий (табл. 2).
Проведенная оценка свойств плетеных полотен по разработанным экспериментальным методам позволила получить и сформировать новые справочные сведения о стабильности структуры плетеных полотен двуаксиальных и триаксиальных переплетений.
13
Разработана градация плетеных полотен из разных исходных материалов по степени стабильности структуры при сдвиге (табл. 3).
Таблица 2
Рекомендации по выбору исходных материалов для изготовления
плетеных изделий
№
Степень
группы жесткости
1
Малая
Жесткость при изгибе
исходного материала Ри, сН
Менее 14,0
2
Средняя
14,0–17,0
3
Высокая
Более 17,0
Рекомендуемый вид
изготавливаемого изделия
Одежда, аксессуары, панно, салфетки, скатерти, порывала, сувениры
Детали одежды, аксессуары, сувениры, накидки на стулья, покрывала
Детали одежды, пояса, сумки, сувениры
Таблица 3
Градация плетеных полотен из разных исходных материалов
по степени стабильности структуры при сдвиге
№ группы
1
2
3
Степень стабильности
структуры
Низкая
Средняя
Высокая
Коэффициент устойчивости
структуры при сдвиге, Ксдв, %
менее 60,0
60,0 – 75,0
более 75,0
Разработанный метод прогнозирования стабильности структуры при
сдвиге позволяет использовать математические модели для проектирования
плетеных плотен из льняной ровницы, ориентируясь на предложенную градацию (см. табл. 3).
Справочные сведения по характеристикам стабильности структуры
плетеных полотен послужат развитию 3D и 4D+ САПР и будут способствовать внедрению модульных технологий
в индустрию моды, позволяющих получать уникальные кастомизированные
продукты из универсальных модулей.
Рекомендации по проектированию изделий с деталями, выполненными в
технике плетения, а также по выбору
вида материалов и переплетения для
обеспечения стабильной структуры
плетеных полотен, деталей и изделий
Рис. 10. Плетеные изделия из льняной
апробированы при изготовлении одежровницы и полос ткани
ды, головных уборов, аксессуаров и
текстильных изделий для интерьера (рис. 10).
Общие выводы по работе
1. На основе проведенного анализа литературы систематизированы сведения
об ассортименте, способах получения, характеристиках строения и свой14
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
ствах текстильных плетеных полотен. Показана необходимость дополнения перечня характеристик строения и разработки методов оценки основных свойств плетеных полотен.
Усовершенствован перечень характеристик строения плетеных полотен,
который позволяет давать объективную характеристику особенностей
структуры плетеных полотен.
Разработан метод оценки основного свойства плетеных полотен, определяющего стабильность структуры при сдвиге, и усовершенствована методика оценки стабильности структуры плетеных текстильных полотен при
изгибе, которые способствуют совершенствованию оценки качества плетеных полотен. Предложена методика оценки пригодности исходных материалов к изготовлению плетеных изделий.
Предложены и экспериментально подтверждены комплексный и единичные показатели для оценки стабильности структуры плетеных полотен.
Предложенный комплекс показателей позволяет объективно оценить стабильность структуры плетеных полотен и выбирать рациональные варианты для проектирования изделий в условиях развития и модульных технологий в дизайне одежды.
Разработан метод прогнозирования стабильности структуры двуаксиальных плетеных полотен из льняной ровницы.
На основании экспериментальных исследований, проведенных по разработанным методам, получены новые справочные сведения о стабильности
структуры двуаксиальных и триаксиальных плетеных полотен.
Разработаны градации по жесткости исходных материалов при изгибе и по
стабильности структуры плетеных полотен, на основе которых даны рекомендации по выбору вида исходных материалов и проектированию плетеных полотен.
Результаты работы апробированы при изготовлении одежды, головных
уборов, аксессуаров и текстильных изделий для интерьера. Разработанные
методы и справочные сведения внедрены и используются на предприятиях г. Костромы и г. Пермь, в организациях, занимающихся декоративноприкладным творчеством, и при выполнении научно-исследовательских и
выпускных квалификационных работ в КГУ.
Рекомендации, перспективы дальнейшей разработки темы
Разработанные методы и проведенные исследования могут служить основой для разработки и проектирования текстильных плетеных полотен разного строения, обладающих высокой степенью стабильности структуры, создания базы данных о стабильности структуры при сдвиге плетеных полотен
разного строения для развивающихся 3D и 4D+ САПР, разработки методов
прогнозирования свойств плетеных полотен разного строения из текстильных материалов. В реализации указанных рекомендаций заключаются перспективы дальнейшей разработки темы исследования.
15
Опубликованные работы по теме диссертации
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Статьи в изданиях из перечня ВАК
Томилова М. В. Оценка способности материалов к изготовлению плетеных изделий /
М. В. Томилова, Н. А. Смирнова, В. В. Лапшин // Изв. вузов. Технология текстильной
промышленности. – 2013. – №3. – С. 17–19.
Томилова М. В. Оценка свойств плетеных полотен / М. В. Томилова, Н.А. Смирнова,
В. В. Лапшин // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. – 2014. – №1. –
С. 27 – 29.
Смирнова Н. А. Влияние строения плетеных полотен на релаксационные характеристики при сдвиге / Н. А. Смирнова, М. В. Томилова // Дизайн и технологии. – 2015.–
№ 47. – С. 63–68.
Томилова М. В. Исследование анизотропии изменений линейных размеров плетеных
полотен после мокрых обработок / М. В. Томилова // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. – 2015.– №5. – С. 28–31.
Томилова М. В. Исследование разрывных характеристик плетеных полотен при одноосном растяжении / М. В. Томилова, Н. А. Смирнова, В. В. Хамматова // Вестник Казанского технологического университета. – 2016. – № 8. – С. 87–90.
Томилова М. В. Оценка стабильности структуры плетеных полотен / М. В. Томилова,
Н. А. Смирнова // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. – 2016. – № 4.
– С. 24–28.
Томилова М. В. Прогнозирование стабильности структуры плетеных полотен / М. В.
Томилова, Н. А. Смирнова, В. В. Хамматова // Вестник Казанского технологического
университета. – 2018. – №2. – С. 83–85.
Статьи в журналах и сборниках научных трудов
8. Томилова М. В. Определение качества плетеных головных уборов / М. В. Томилова,
Н. А. Смирнова // Техническое регулирование: базовая основа качества материалов,
товаров и услуг: междунар. сб. науч. трудов. – Шахты : ИСО и П (филиал) ДГТУ, 2015.
– С. 249–253.
9. Томилова М. В. Комплексная оценка качества плетеных полотен / М. В. Томилова, Н.
А. Смирнова // Вестник молодых ученых Санкт-Петербургского государственного
университета технологии и дизайна.– СПб.: ФГОУ ВПО «СПГУТД», 2015. – № 4.–
С.61–67.
10. Томилова М. В. Оценка способности текстильных полотен сопротивляться сдвигу /
М. В. Томилова, В. В. Замышляева // Физика волокнистых материалов: структура,
свойства, наукоемкие технологии и материалы (SMARTEX-2015): сб. материалов
ХVIII междунар. научн.-практич. форума. – Иваново : ИВГПУ, 2015. – С. 185–188.
11. Томилова М. В. Исследование свойств плетеных полотен разного строения при сдвиге
/ М. В. Томилова // Вестник КГТУ. – Кострома : Изд-во Костром. гос. техол. ун-та,
2015. – №2. – С. 29–31.
12. Томилова М. В. Разработка плетеных текстильных изделий для интерьера из льняной
ровницы / М. В. Томилова // Научные труды молодых ученых КГТУ. – Вып. 17. – Кострома : Изд-во Костром. гос. техол. ун-та, 2016. – С. 173–177.
13. Томилова М. В. Регулирование свойств текстильных полотен и дублированных систем
материалов / М. В. Томилова, В. В. Замышляева, Н. А. Смирнова // Физика волокнистых материалов: структура, свойства, наукоемкие технологии и материалы
(SMARTEX-2016): сб. материалов ХVIII междунар. научн.-практич. форума. – Иваново: ИВГПУ, 2016. – С. 322–327.
14. Томилова М. В. Влияние толщины нитей на устойчивость структуры плетеных углеродных полотен при сдвиге / М. В. Томилова, Н. А. Смирнова // Вестник молодых ученых Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. –
СПб. : ФГОУ ВПО «СПГУТД», 2016. – № 2. – С.103–107.
16
15. Томилова М. В. Исследование влияния влажности на стабильность структуры плетеных полотен при сдвиге / М. В. Томилова, Н. А. Смирнова // Дизайн, технологии и инновации в текстильной и легкой промышленности (ИННОВАЦИИ-2016): сб. материалов междунар. научн.- технич. конф. Ч. 2. – М.: ФГБОУ ВО «МГУДТ», 2016. – С. 98–
101.
16. Томилова М. В. Расширение ассортимента плетеных изделий за счет использования
нетрадиционных материалов / М. В. Томилова // Актуальные проблемы науки в технологиях текстильной и легкой промышленности (ЛЕН-2016): сб. трудов междунар.
научн.-технич. конф. – Кострома : Изд-во Костром. гос. ун-та, 2016. – С. 11–13.
17. Томилова М. В. Применение плетеных текстильных полотен в дизайне интерьера /
М. В. Томилова // Инновационное развитие легкой промышленности: сб. статей междунар. научн.-практич. конф. молодых специалистов и ученых. – Казань : Изд-во
КНИТУ, 2017. – С. 234–238.
Тезисы докладов и материалы конференций
18. Томилова М. В. Разработка плетеных полотен из различных текстильных материалов /
М. В. Томилова, Н. А. Смирнова // Материалы междунар. науч.-практич. конф., посвящ. 20-летию каф. ТМШП «Взаимодействие высшей школы с предприятиями легкой
промышленности: наука и практика», 2013 г. – Кострома : Изд-во Костром. гос. техол.
ун-та, 2013. – С. 28–30.
19. Оценка пригодности льняной ровницы к изготовлению плетеных изделий / Е. В. Тимофеева, В. А. Ананьева, М. В. Томилова, Н. А. Смирнова // Материалы междунар.
науч.-практич. конф., посвящ. 20-летию каф. ТМШП «Взаимодействие высшей школы
с предприятиями легкой промышленности: наука и практика». – Кострома : Изд-во
Костром. гос. техол. ун-та, 2013. – С. 38–39.
20. Томилова М. В. Технология изготовления головных уборов плетением / М. В. Томилова, Н. А. Смирнова // Тезисы докл. всерос. научн. студ. конф. «Инновационное развитие легкой и текстильной промышленности (ИНТЕКС-2013)», 2013 г. – М.: ФГБОУ
ВПО «МГУДТ», 2013. – С.35.
21. Тимофеева Е. В. Разработка метода и оценка формоустойчивости плетеных полотен
при сдвиге / Е. В. Тимофеева, М. В. Томилова, Н. А. Смирнова // Тезисы докл. всерос.
научн. студ. конф. «Инновационное развитие легкой и текстильной промышленности
(ИНТЕКС- 2014)», 2014 г. – М. : ФГБОУ ВПО «МГУДТ», 2014. – С.56–57.
22. Томилова М. В. Исследование возможности проектирования фактуры плетеных изделий из различных исходных текстильных материалов / М. В. Томилова, Н. А. Смирнова // Молодые ученые – развитию текстильно-промышленного кластера (ПОИСК-2014):
сб. материалов межвуз. научн.-технич. конф. аспирантов и студентов с междунар. участием. Ч. 2. – Иваново : Иванов. гос. политехн. ун-т, 2014. – С.8 –85.
23. Томилова М. В. Расширение ассортимента плетеных изделий за счет использования
льняной ровницы // Тезисы докл. междунар. научн.-технич. конф. «Актуальные проблемы науки в развитии инновационных технологий (ЛЕН-2014)», 2014. – С.91.
Охранные документы
24. Патент на изобретение № 2549497 от 30.03.2015 г. / Способ определения релаксационных свойств материалов при сдвиге / Лапшин В. В., Томилова М. В., Смирнова Н. А.,
Замышляева В. В, Добрынина Н. Н.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Костромской государственный технологический университет». – № 2013134117/15; заяв.
19.07.2013; опубл. 27.04.2015, Бюл. № 12.
____________________________________________________________________________
Подписано в печать 27.03.2018. Формат бумаги 60×84 1/16.
Печать трафаретная. П. л. 1,06. Заказ 68. Тираж 100
Костромской государственный университет.
156005, Кострома, ул. Дзержинского, 17
17
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
9
Размер файла
1 493 Кб
Теги
плетеных, методов, полотен, оценки, разработка, прогнозирование, свойства, материалы, текстильной
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа