Исследование и прогнозирование изменения линейных размеров тканей на неопорной и опорной поверхности в одежде косого кроя Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 687.1

Т.Н. Сухова

ИССЛЕДОВАНИЕ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ ТКАНЕЙ НА НЕОПОРНОЙ И ОПОРНОЙ ПОВЕРХНОСТИ В ОДЕЖДЕ КОСОГО КРОЯ

Одним из перспективных приемов обработки швейных изделий является раскрой деталей одежды под углом к нитям основы, именуемый как косой крой. Формообразование одежды косого кроя связано с изменением линейных размеров деталей кроя на опорной и неопорной поверхностях. На основе проведенных исследований получены уравнения регрессии, позволяющие прогнозировать изменение линейных размеров деталей косого кроя.

One of the most interesting receptions is open details of clothes of a slanting cut. At manufacturing of clothes of a slanting cut there is an essential change of the linear sizes on a basic and not basic surface. On the basis of research of these changes the regress equations are defined, allowing to carry out the forecast of change of the linear sizes of details of clothes.

Качество изделий закладывается при разработке проекта, обеспечивается при их изготовлении и поддерживается в процессе эксплуатации. При этом проектирование - наиболее ответственный этап в цикле изготовления одежды, так как определяет качество будущего изделия и экономическую эффективность его производства и потребления. Для улучшения качества изделий и повышения эффективности производства используют нетрадиционные технологические приемы обработки, одним из которых является раскрой деталей одежды под углом 45° к нитям основы - косой крой.

Важная инженерная задача при определении размеров деталей одежды - учет сетчатой структуры ткани. Размеры деталей одежды косого кроя после изготовления изделий отличаются от размеров, которые имеют лекала. Это связано с расположением одежды на фигуре при носке таким образом, что отдельные участки детали испытывают неодинаковое растяжение относительно нитей основы и утка. Деталь стремится принять другую форму, а нити основы и утка в деталях получают относительное смещение, нарушая первоначальное расположение.

Формообразование одежды косого кроя связано с изменением линейных размеров (ИЛР) деталей кроя. Характер изменения обусловлен как строением ткани, так и видом поверхности деталей одежды. На неопорной поверхности происходит увеличение размеров по длине детали, а на опорной поверхности - по ширине. Для соответствия размеров деталей кроя запроектированным размерам выполняется их корректировка, которая приводит к нерациональным потерям материала.

Для проведения дальнейших исследований была выбрана полушерстяная ткань с поверхностной плотностью 250 г/м2 и 300 г/м2.

Для установления рационального времени испытаний измерения среза пробы под углом 45° к нитям основы осуществлялись через различные интервалы времени: 0,06; 1; 5; 15; 30; 60 мин. и 1 сутки. Максимальное удлинение ткани отмечено через 30 мин., после чего не изменялось. В связи с этим увеличение времени испытаний нецелесообразно. Влияние продолжительности испытаний на изменение длины проб представлено на рис. 1.

На рис. 2 показана зависимость изменения линейных размеров срезов проб под различными углами от первоначальной длины. При длине срезов 100 мм максимальное удлинение составило 6%, при длине 200 мм - 9,3%, при длине 300 мм - 7,5%.

Проведенные исследования показали, что наиболее полно раскрывает способность ткани к изменениям линейных размеров длина среза 200 мм.

Для определения зависимости изменения линейных размеров тканей на неопорной и опорной поверхностях от времени испытаний и от длины срезов проб под различными углами были разработаны условия эксперимента, представленные в табл. 1 и 3 соответственно, а также матрицы планирования эксперимента (табл. 2, табл. 4).

Таблица 1

Условия проведения эксперимента для неопорной поверхности

Факторы Обозначение факторов Уровни варьирования Интервал варьирован ия

натурально е кодированное нижний -1 основной 0 верхний +1

Длина среза, мм Ь XI 100 200 300 100

Время, мин 1 Х2 10 30 50 20

Матрица планирования эксперимента для неопорной поверхности

Управляемые факторы

кодированные натуральные У % эксп, У % А расч, /0

X! Х2 Ь,мм 1,мин

1 +1 300 50 4,1 3,84

-1 +1 100 50 2,0 2,24

1 -1 300 10 3,4 3,2

-1 -1 100 10 1,6 1,6

Таблица 2

Примечания:

1. Выходная величина Уэксп - среднее экспериментальное значение изменения линейных размеров срезов, %.

2. Выходная величина Урасч - изменение линейных размеров срезов (%) рассчитано по уравнению после построения математической модели и отбрасывания незначимых факторов.

Таблица 3

Условия проведения эксперимента для опорной поверхности

Наименование Обозначение факторов Уровни варьирования

факторов натуральное кодированное нижний -1 верхний +1

Размеры пробы, мм2 Б Х1 10000 20000

Поверхностная плотность, г/м2 О Х2 250 300

Таблица 4

Матрица планирования эксперимента для опорной поверхности

Управляемые факторы

кодированные натуральные У % 1 эксп, '0 У % 1 расч, '0

Х1 Х2 Б, мм2 О, г/м2

1 +1 20000 300 6 6,47

-1 +1 10000 300 18 16,7

1 -1 20000 250 9 8,35

-1 -1 10000 250 20 21,56

После обработки результатов ПФЭ получена регрессионная модель с кодированным обозначением факторов:

У= 0,975X1 + 0,275Х2 + 2,76.

Уравнение регрессии в натуральном обозначении факторов имеет вид:

ИЛР=0,014Ь+0,0101+0,413.

Значение Я2= 0,94414752 близко к 1, - следовательно, адекватность уравнения регрессии очень высокая.

После обработки результатов ПФЭ получена регрессионная модель с кодированным обозначением факторов:

У=11,8* 0,88х1 *0,62Х2.

Уравнение нелинейной регрессии в натуральном обозначении факторов имеет вид:

ИЛР= 199,61*0,9993*0,994°

Значение Я2= 0,977 близко к 1, - следовательно, адекватность уравнения регрессии очень высокая.

Для определения изменения линейных размеров деталей одежды из полушерстяных тканей производят прогнозирование.

Исследованиями способности полушерстяных тканей к изменению линейных размеров при формообразовании на опорной и неопорной поверхности одежды косого кроя установлено разнообразие влияющих на нее характеристик строения ткани. Изыскание характеристик, наиболее заметно влияющих на изменение линейных размеров, а также установление зависимости позволяют решить вопрос прогнозирования без материалоемких испытаний.

Для исследований были взяты полушерстяные ткани с техническими характеристиками, представленными в табл. 5.

В качестве комплексной характеристики для опорной поверхности, учитывающей толщину нитей, плотность (число нитей на 10 см) и величину раппорта, использован коэффициент связности нитей в переплетении, С (по Н. С. Ереминой), рассчитываемый по формуле (1):

П' • П'. • Т

С =

о у ср

1000 • Еп , (1)

где По,у - число нитей основы (утка) на 1см; Тср - средняя линейная плотность основных и уточных нитей; Бп - коэффициент переплетения; 2 ЯоЯу

Еп

го + 1у (2)

где Иоу - раппорт переплетения по основе (утку); 1;0,у - число перекрытий в раппорте по основе (утку).

Таблица 5

Техническая характеристика исследуемых материалов

Номер пробы, наименование материала Переплете ние Волокнистый состав Краткая техническая характеристика

плотность, количество нитей на 10 см линейная плотность, текс поверхностна я плотность, г/м2

Основа уток основа уток

Ткань плательная саржа ВШ-40% ВЛс-60% 320 190 30,2 38,4 160

Ткань плательная саржа ВШ-45% ВЛс-55% 280 230 33,2 35,2 187

Ткань костюмная саржа ВШ-48% ВЛс-52% 300 270 28,2 30,2 195

Ткань костюмная саржа ВШ-48% ВЛс-52% 310 280 28,2 29,2 197

С помощью корреляционного анализа установлена функциональная зависимость изменения линейных размеров тканей на опорной поверхности одежды косого кроя от коэффициента связности нитей в переплетении:

ИЛР = аС2 + ЬС + с,

(3)

где ИЛРоп - изменение линейных размеров полушерстяных тканей на опорной поверхности одежды косого кроя; С - коэффициент связности нитей в переплетении; а,Ь,с - коэффициенты, характерные для полушерстяных тканей.

Зависимость изменения линейных размеров полушерстяных тканей на опорной поверхности деталей, выкроенных под углом 45° к нитям основы и утка, от коэффициента связности нитей в переплетении представлена на рис. 3.

Рис. 3. Зависимость изменения линейных размеров полушерстяных тканей на опорной поверхности деталей, выкроенных под углом 45° к нитям основы и утка, от коэффициента связности нитей в переплетении.

Для полушерстяных тканей на опорной поверхности эта зависимость принимает вид: ИЛРоп = 0,874С2 - 14,49С + 78,41. (4)

Для определения достоверности полученной зависимости определили корреляционное отношение, которое составляет 0,87.

Для подтверждения полученной математической зависимости были исследованы полушерстяные ткани с репсовым переплетением (табл. 6).

Таблица 6

Техническая характеристика исследуемых материалов

Номер пробы, наименование материала Переплете ние Волокнисты й состав Краткая техническая характеристика

плотность, количество нитей на 10 см линейная плотность, текс поверхност ная плотность, г/м2

основа уток основа уток

Ткань плательная репс ВШ-40% ВЛс-60% 250 220 36,2 36,2 221

Ткань плательная репс ВШ-40% ВЛс-60% 200 350 34,9 36,9 224

Ткань костюмная репс ВШ-48% ВЛс-52% 260 210 44,4 43,9 209

Ткань костюмная репс ВШ-45% ВЛс-55% 270 280 28,2 29,2 197

Рассчитываем коэффициент переплетения по формуле (2) и коэффициент связности нитей в переплетении по формуле (1).

Определяем изменение линейных размеров исследуемых тканей на опорной поверхности по полученной зависимости (4).

Затем определяем изменение линейных размеров на этих же пробах опытным путем по формуле:

ИЛР = (Б/^2)100, %, (5)

где Б - величина перемещения, мм; d - диагональ пробы в недеформированном состоянии, мм.

В табл. 7 представлены значения изменений линейных размеров полушерстяных тканей на опорной поверхности деталей косого кроя с репсовым переплетением.

Таблица 7

Значения изменений линейных размеров

Номер пробы ИЛР, фактическое, % ИЛР, расчетное , %

1 18,8 18,95

2 19,2 19,4

3 18,7 18,83

4 18,2 18,37

Анализ взаимосвязи различных характеристик строения тканей и их способности к изменениям линейных размеров на неопорной поверхности одежды показал, что наиболее чувствительной характеристикой является коэффициент подвижности нитей в переплетения. Коэффициент подвижности нитей в переплетении рассчитывается по формуле:

Кпп = 001(ТоПо + ТУПУ)

Еп , (6)

где То, Ту - линейная плотность пряжи, текс; По, Пу - число нитей на 10 см, плотность тканей по основе, утку.

С помощью корреляционного анализа установлена функциональная зависимость изменения линейных размеров тканей на неопорной поверхности одежды косого кроя от коэффициента подвижности нитей в переплетении:

ИЛРоп = 0,0027Кпп2 - 0,5327Кпп + 28,171. (7)

Для определения достоверности полученной зависимости установили корреляционное отношение, которое составляет 0,86.

На рис. 4 графически показана зависимость изменения линейных размеров полушерстяных тканей на неопорной поверхности деталей косого кроя от коэффициента подвижности нитей в переплетении.

ИЛР, %

10 п

9 8

7 — 6 5 4 3 2 1 — 0

40

Коэффициент подвижности нитей в переплетении, Кпп

Рис. 4. Зависимость изменения линейных размеров полушерстяных тканей на неопорной поверхности деталей, выкроенных под углом 45° к нитям основы, от коэффициента подвижности нитей в переплетении.

Рассчитываем коэффициент переплетения по формуле (2) и коэффициент подвижности нитей в переплетении по формуле (6).

Определяем изменение линейных размеров исследуемых тканей по полученной зависимости

(7).

Затем определяем изменение линейных размеров на этих же пробах опытным путем по формуле:

ИЛР (а) = П ~ Ь° * 100%

Ьа , (8)

где ИЛР - изменение линейных размеров тканей на неопорной поверхности, %; а - направление

раскроя, град; Ь0 - начальная длина намеченной линии среза ткани, мм; Ъ1 - длина среза ткани в

момент измерения, мм.

В табл. 8 представлены значения изменений линейных размеров полушерстяных тканей

на неопорной поверхности деталей косого кроя с репсовым переплетением.

Таблица 8

Значения изменений линейных размеров

Номер пробы ИЛР, фактическое, % ИЛР, расчетное , %

1 2 3

1 5 5,3

2 4 3,5

3 3 3

4 2,5 2,8

Из табл. 7 и 8 наглядно видно, что изменения линейных размеров ткани фактическое и расчетное на опорной и неопорной поверхностях практически одинаковы, что подтверждает достоверность математических моделей.

Проведенные исследования, учитывающие зависимость изменений линейных размеров тканей на неопорной поверхности от направления раскроя, показали, что на изменение размеров ткани на неопорной поверхности одежды при раскрое под углом к нитям основы влияет такой фактор как длина среза. По результатам исследования выяснили, что изменения размеров срезов тканей и линий середины деталей по контрольному направлению различаются менее чем на 1%. В связи с этим можно сделать вывод, что по изменениям длины срезов тканей можно судить об изменениях длины деталей.

Результаты исследований показали, что при длине срезов 200 мм максимальное удлинение составило 9,3%, а по продолжительности времени максимальное удлинение отмечено через 30 мин., а более не изменялось. Таким образом, длина среза Ь(Х1) в большей степени влияет на выходной параметр - изменение размеров ткани на неопорной поверхности одежды - при раскрое под углом к нитям основы.

Анализ полученных результатов на опорной поверхности показал, что на выходной параметр - изменение линейных размеров деталей одежды при раскрое под углом 45° к нитям основы и утка в большей степени влияет площадь Б(Х1) (размеры пробы).

Изменения линейных размеров ткани, фактическое и расчетное, на опорной и неопорной поверхностях практически одинаковы, что подтверждает достоверность математических моделей.

Полученные зависимости позволяют определять изменение линейных размеров деталей одежды и корректировать размеры лекал на этапе проектирования швейных изделий косого кроя.

1. Мальцева, Е.А. Разработка методов оценки и исследование формовочной способности льняных тканей // Швейное производство. - 2010. - № 6. - С. 29.