VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Оценка формоустойчивости деталей швейных изделий остается сложной задачей. В работе [1] предложен принцип косвенной оценки формоустойчивости по показателям жёсткости, упругости, усадки, несминаемости и др.

Показатели деформации изгиба (жесткость и упругость) являются одними из основных свойств материалов, определяющих формоустойчивость швейных изделий. Стандартные методы определения жёсткости и упругости позволяют получить статические показатели свойств материалов, не раскрывая динамики процессов их деформирования.

Оценка формуемости и формоустойчивости по методикe, включающей плоскостное и пространственное деформирование материалов под воздействием термовлажностных факторов и давления исследовались в работе [2]. Исследование устойчивости формы деталей швейных изделий осуществляют, как правило, экспериментально, путем моделирования процесса формообразования и формования, в зависимости от формы деталей, на плоских или объёмных образцах. Вопрос, как себя поведет под сосредоточенной нагрузкой пакет «материал+полимерный композит», состоящий из нетканого полотна с нанесенным на него полимерным покрытием в виде сетки армирования, расположенной под различными углами ориентации, является основным в данной работе.

Верхнюю часть цельноформованного головного убора приближенно можно представить в виде заданного сферического сегмента. Следовательно, оценка формоустойчивости также может быть выполнена посредством расчета величины деформирующей нагрузки, под воздействием которой изменяется предварительная заданная форма.

Рассмотрим гипотезу о том, что значение деформирующей сосредоточенной нагрузки зависит от физико-механических свойств образцов пакетов детали и может служить одним из косвенных показателей, характеризующих его формоустойчивость.

Для определения величины деформирующей нагрузки для объемной формы сегмента был использован энергетический метод [1].

Учитывая [1], значение деформирующей нагрузки можно определить из равенства

, (1)

где - значение сосредоточенной силы, Н; 1- радиус сегмента,м; - высота заданного сегмента, м; - высота деформированного сегмента, м; Е – Н/м2; величины деформирующей нагрузки, Н; - вес единицы площади; - работа деформирующей нагрузки ;

Приведенная формула позволяет заранее, еще на этапе проектирования прогнозировать показатель формоустойчивости цельноформованных деталей головного убора, принимаемый в данной работе посредством значения деформирующей нагрузки для получения требуемой формы деталей на основе её исходных параметров.

При параметрах и их вариации = 0,97·10^-3 м; R₁ = 0,055 м; = 0,52÷0,55; Н₁ = 0,023 м; Н₂ = 0,010 ÷ 0,014 м; q₁ = 4,3 ÷ 4,7 Н/м² значение деформирующей силы определены в пределах 0,291÷0,376 Н, - коэффициент, определяющий поперечного сокращения текстильного материала в пакете исследуемого образца, %.

Путём проведения экспериментальных исследований были определены величины деформирующей силы для объемных образцов головного убора из нетканого полотна арт.ПН-33274 с коллагенсодержащей полимерной композицией дискретным покрытием в виде сетчатого армирования с учётом её состава и её нанесения в пакете (таблица 1). Сходимость расчётных и экспериментальных данных удовлетворительная с максимальной относительной погрешностью в пределах допустимой.

С помощью формулы вычисления критической силы, можно определить максимальную формоустойчивость детали. Величины Н₁ и Н₂, входящие в формулу критической силы, характеризуют одномерное положение детали до и после деформированного состояния (Н₁ радиус кривизны до деформации и Н₂радиус кривизны после деформации).

Таблица1

Величины деформирующей силы для объемных образцов

из нетканого полотна арт. ПН-33274

Результаты проведённого эксперимента подтверждают зависимость значения деформирующей силы, формоустойчивости и жёсткости пакета детали от расположения сетчатого армирования относительно долевой линии (рисунок) детали из нетканого полотна.

Так, максимальное значение деформирующей силы (0,693 Н) определяется при расположении прямоугольных участков полимерной композиции относительно долевой линии под углом =45⁰. При угле =30⁰ и 60⁰ деформирующая сила имеет соответственно на 13,27 % и 16,01 % от максимального значения. Минимальное значение силы деформирования определено в пакетах с полимерной композицией, нанесённой под углом =0⁰ и 90⁰.

На основании представленных экспериментальных результатов можно прогнозировать обеспечение максимальной формоустойчивости материала, не изменяя технологию нанесения полимера, учитывая, что изменение состава исследуемого полимера способствует изменению деформирующей нагрузки.

Рисунок 1. - Изменение деформирующей нагрузки в зависимости от угла нанесения полимера на нетканое полотно

При проектировании швейных изделий следует выбирать состав полимерной композиции, исходя из требований формоустойчивости объёмных частей деталей [3,4].

В результате были получены следующие значения: для нетканого полотна арт. ПН-33274 + клеевая вискоза арт. 86040: Р_деф.=0,291 Н; для нетканого полотна арт. ПН-33274 + ПКК покрытие : Р_деф.=0,376 Н. Таким образом представляется возможным для практических расчётов определять величину деформирующей нагрузки.

Наличие тесной корреляционной связи между деформирующей нагрузкой и жесткостью (r_cж= 0,935), а также между Р_деф. и величиной провисания кольца (r_cф=0,856) свидетельствует о возможности использования аналитического мето­да для оценки формоустойчивости объемных деталей швейных изделий на стадии их проектирования.

1. Тимошенко С.П. Сопротивление материалов / С.П.Тимошенко // Т.1. - Москва: Наука, 1965. – 364 с.

2. Ташпулатов С.Ш. Использование химически активных рабочих средств – композиций для фиксации формы деталей одежды / С.Ш.Ташпулатов // Сборник трудов: Химическая технология, том 5. – Москва, 2007. – 133 с.

3. Ташпулатов С.Ш. Расчёт и анализ силы деформирования объёмных оболочек деталей одежды / С.Ш.Ташпулатов // Тезисы докладов. – Бухара, 2006.- С. 133-136.

4. Смирнов В.В., Ларина Л.В. и др. Методы интенсификации профессов гигротермической обработки для придания материалам легкой промышленности свойств формоустойчивости / В.В.Смирнов, Л.В.Ларина, И.В.Черунова, А.В.Меркулова, Е.А.Щеникова // Современные проблемы науки и образования, 2012.- № 6. - С. 133.