WWW.OS.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Научные публикации
 


«Одним из факторов управления качеством продукции является достоверное прогнозирование количественных характеристик ее ...»

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ УДЛИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

КОНСТРУКЦИИ ОДЕЖДЫ В ПЕРИОД ЭКСПЛУАТАЦИИ

Голубева Е.В., Голубев О.В., Павленко И.А., Тихонова Т.П.

Московский Государственный Университет Технологий и Управления

имени К.Г. Разумовского

Аннотация. В статье рассмотрены вопросы конечно-элементного моделирования

деталей одежды с использованием ANSYS, даны рекомендации для проектирования

устойчивых в эксплуатации конструкций швейных изделий.

Ключевые слова: одежда, деформация, напряжение, детали конструкции изделия, конечно-элементное моделирование, ANSYS, 3D-модель изделия.

Abstract. The article deals with finite-element simulation of garment details using ANSYS software. Recommendations for design are made.

Keywords: garment, Stress, Strain, finite element method (FEM), ANSYS.

Одним из факторов управления качеством продукции является достоверное прогнозирование количественных характеристик ее свойств на стадии проектирования. Несмотря на значительное количество стандартов и технических условий, регламентирующих методики проведения испытаний готовой продукции и оценки ее потребительских свойств, существующие методы не позволяют осуществлять прогноз показателей качества как текстильных материалов в условиях их переработки, так и готовых изделий в процессе их эксплуатации. Поэтому разработка новых методов оценки и прогнозирования механических свойств швейных изделий на стадии проектирования, позволяющих осуществлять разработку устойчивых во время эксплуатации конструкций одежды, является актуальной научной и практической задачей.

С появлением тканей нового поколения (легких, тонких, пористых, разреженных и подвижных структур, с пониженной поверхностной плотностью и т.д.) классические представления о поведении материалов в процессе изготовления и эксплуатации швейных изделий, существующие методики проектирования изделий, формирования их пакета, выбора режимов обработки не обеспечивают требуемого уровня качества. Необходимость научного подхода в разработке и формировании данных для проектирования устойчивых конструкций изделий объясняется, с одной стороны, потребностью отечественных производителей одежды решать возникающие проблемы, связанные с потерей формоустойчивости и первоначального внешнего вида при эксплуатации изделий из данных тканей, а иногда и в процессе производства, и, с другой, - развитием компьютерных технологий.

С целью получение деформационных характеристик деталей изделия, позволяющих осуществлять на стадии проектирования прогнозирование устойчивости конструкции швейных изделий при эксплуатации, разработана технология моделирования поведения деталей швейного изделия на основе численных методов механики деформируемого твердого тела. В качестве инструментария использовался комплекс метода конечных элементов (МКЭ) ANSYS 11.0.

Для постановки численных экспериментов по исследованию напряженно-деформированного состояния (НДС) деталей конструкций швейных изделий на основе экспериментальных данных разработана нелинейно-упругая модель свойств текстильного материала, сформирована база данных (библиотека моделей свойств материалов) для дальнейшего конечно-элементного анализа с использованием пакета программ ANSYS [2].

С целью разработки технологии конечно-элементного анализа деталей конструкций швейных изделий осуществлена серия численных экспериментов на деформацию деталей спинки женского пальто под действием силы тяжести.

Растяжение деталей изделия под собственным весом - одна из проблем, с которыми сталкиваются производители при работе с новыми легкодеформируемыми тканями.

Для постановки численного эксперимента были созданы геометрические модели деталей спинки пальто. Использование графического интерфейса комплекса ANSYS для построения чертежей деталей конструкций швейных изделий крайне затруднено. В связи с этим конструкции изделий были разработаны с использованием системы трехмерного проектирования СТАПРИМ.

–  –  –

Рисунок 1 - Трехмерные силуэтные конструкции женского пальто В соответствии c целями дальнейших экспериментов были разработаны трехмерные силуэтные конструкции (ТСК), повторяющие форму манекена (с равномерными припусками-зазорами между фигурой и изделием) с прибавками, рекомендуемыми для женского пальто разработчиками системы (рисунок 1).

Конструкции разработаны на базовый размер 164-88-96.

В дальнейшем детали плоской силуэтной конструкции были импортированы в CAD-системы (КОМПАС - 3D V II, AutoCAD 2010), в среде которых методами конструктивного моделирования разработаны требуемые детали конструкций изделий. Эти детали в виде плоскостей и поверхностей затем были импортированы в среду ППП ANSYS 11.0.

Для постановки численных экспериментов использовались детали спинки моделей № 1 и № 2 длиной: 120 см, 100 см, 90 см.

Для генерирования сетки использовались двухмерные конечные элементы PLANE82 [1]. Для задания свойств материалов использовались модели материалов из сформированной библиотеки материалов для пальтовых тканей.

С целью определения оптимальных размеров конечных элементов было проанализировано три варианта конечно-элементной сетки (рисунок 2): грубая сетка, средняя и мелкая (уровень дискретизации по шкале программы ANSYS соответственно - 9, 5, 2). Анализ результатов и времени решения задачи, показал, что средняя сетка даёт вполне достаточную точность решения: переход к мелкой сетке уточняет решение меньше чем на 1,5%. Далее в расчетах использовалась средняя сетка грубая мелкая Рисунок 2 - Различная степень дискретизации Приложение усилий и нагрузок следующее: закрепление (нулевое перемещение) конструкции по линиям среза горловины и плечевого среза, условие симметричности детали по средней линии спинки, учет веса конструкции путем указания проекций ускорения свободного падения на оси X, Y, Z.

В результате вычислительного эксперимента по расчету (НДС) плоских деталей конструкции установлены количественные значения величин деформации деталей в результате силового воздействия (силы тяжести) и поле распределения интенсивности напряжений. Графическое отображение результатов представлено на рисунках 3 - 7 ( н а примере модели свойств ткани № 1).

На рисунках 3, 4, 7 - картина распределения эквивалентных напряжений по Мизесу в виде непрерывных цветовых полей, цветовая шкала представляет уровни изменения напряжений (значения на шкале указаны в Па). Красным цветом отмечены участки с максимальными напряжениями - это область проймы и угла плечевого среза и проймы.

На рисунках 5 и 6 представлено деформированное состояние детали спинки, где контуром отображена исходная недеформированная форма (перемещения изображены в увеличенном виде).

–  –  –

В результате анализа полученных данных установлено:

- максимальная величина напряжения при деформации детали спинки колеблется в интервале 3 - 5 кПа;

- распределение величин напряжений в теле детали является неравномерным;

- поле распределения напряжений не зависит от свойств материалов, области максимальных значений, топография полей распределения одинаковы для деталей со свойствами всех материалов, применяемых в эксперименте;

- свойства материалов влияют на величины напряжений;

- величина напряжения зависит от длины детали (изделия), конфигурации срезов детали, ширины детали, следовательно, от величины конструктивной прибавки.

Согласно многочисленным исследованиям максимальные деформации в процессе эксплуатации изделий испытывают детали спинки и рукава. На спинке пальто наибольшая деформация отмечается на уровне расположения локтевого шва [4, 5], в самом узком месте у шва втачивания рукава [5]. Полученная в результате численного эксперимента картина распределения напряжений согласуется с этими данными (рисунки 3,4). Максимальные величины напряжений (красный цвет) отмечены в области средней части проймы, а также в области угла плечевого среза и проймы (MX).

Установлено, что на величину деформации в самом узком месте спинки у шва втачивания рукава оказывает влияние (помимо ранее выявленных факторов) конфигурация конструктивной линии (радиус кривизны среза проймы): с увеличением радиуса кривизны линии увеличиваются значения напряжений в данной области. На рисунке 7(a)наблюдаются большие значения напряжений в области проймы у модели №1, линия проймы которой более вогнута.

Рисунок 7 - Поле распределения эквивалентных (по Мизесу напряжений (верхняя часть детали спинки): а – модель № 1; б – модель № 2 Выводы На основе анализа полученной в результате численного эксперимента деформированной формы детали и величины ее удлинения сделан вывод о зависимости длины изделия и величины удлинения детали (рисунки 5, 6).

Уменьшение длины детали на 20 см влечет сокращение величины удлинения под действием силы тяжести на 30%, дальнейшее уменьшение длины на 10 см сокращает удлинение еще на 20%.

Полученные данные уточняют традиционные представления о деформации деталей в результате воздействия силы тяжести, в частности об изменении формы детали в области нижней части проймы, по линии бокового среза. Результаты могут быть использованы в процессе производства, для разработки схем дублирования и т. п.

Литература

1. Басов К.А. Графический интерфейс комплекса ANSYS [Текст] / К.А. Басов. – М.: ДМКПресс, 2006. – 248 с.

2. Голубева Е.В., Тихонова Т.П., Иванова А.Г., Голубев О.В.

Конечно-элементный подход к оценке деформационных характеристик деталей одежды [Текст] // «Известия вузов. Технология легкой промышленности» – 2011. – Том 13. - № 3. – С. 72-79.

3. Лаборатория быстрого прототипирования УГАТУ [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://sites/google.com/site/rpugatu/

4. Материаловедение швейного производства [Текст] / Б.А. Бузов,

Т.А. Модестова, Н.Д. Алыменкова. – 4-е изд., перераб.и доп.- М.:

Легпромбытиздат, 1986. – 424 с.

5. Рогова А.П. Изготовление одежды повышенной формоустойчивости [Текст] / А.П. Рогова, А.И. Тбакова. – М.,1979. - 184 с.

6. Тихонова Т.П., Голубева Е.В., Полякова И.Ф., К вопросу оценки формоустойчивости одежды. // Швейная промышленность. – 2009, № 3, с.46-47.

7. Тихонова Т.П., Голубева Е.В. исследование формоустойчивости одежды с использованием МКЭ. // Инновационность научных исследований в текстильной промышленности. М.: РосЗИТЛП, 2010. – с.

163-167

8. Тихонова Т.П., Голубева Е.В. Создание трехмерной модели манекена методом оптической оцифровки. // Инновации и перспективы сервиса: сборник научных статей VII международной конференции. / Уфимсая гос. Академия экономики и сервиса. – Уфа, 2010. – с. 87-89.




Похожие работы:

«УДК 735.29 СЕРПЕНТИНИТ Антонова Н.А. научный руководитель канд. техн. наук Данилов А.К. Сибирский федеральный университет 1. Введение. В нефтегазовой промышленности одной из важных проблем является износ оборудования на узлах трения. В своем докладе я хотела бы предложить применение серпентинита как присадки для рабочего инструмента. Мой доклад будет нацелен на раскрытие действия серпентинита, его свойств и характеристик, которые влияют на работу машин нефтегазового комплекса. В начале 80-х...»

«ВЫСШЕЕ ОБРАЗОВАНИЕ серия основана в 1 ЭЭБ г. П. С. ЗАВЬЯЛОВ МАРКЕТИНГ в схемах, рисунках, таблицах УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Москва ИНФРА-М УДК 339,138(075.8) ББК 65.290-2я73 | Завьялов П.С. | Маркетинг в схемах, рисунках, таблицах: 3В Учебное пособие.М.: ИНФРА-М, 2002. 496 с. (Серия «Высшее образование»). I8ВN 5-16-000011-9 В конкурентной рыночной среде маркетинг как «философия бизнеса» и «руководство к действию становится непременным условием успешной хозяйственной деятельности российских предприятий....»

«Поволжский государственный технологический университет _ Научно-техническая библиотека Отдел библиотечной обработки документов и организации каталогов БЮЛЛЕТЕНЬ новых поступлений книг февраль 2013 года Указатель сигл хранения _ Код Наименование отдела _ абунл абонемент учебной и научной литературы абхл абонемент художественной литературы дир. кабинет директора библиотеки к.бу кабинет бухгалтерского учета и аудита к.гн кабинет гуманитарных наук к.инN2 кабинет иностранного языка №2 к.пр кабинет...»

«ИМИДЖ РЕГИОНОВ КАК СОСТАВЛЯЮЩАЯ КОНСТРУИРОВАНИЯ МЕЖДУНАРОДНОГО ИМИДЖА СТРАНЫ (НА ПРИМЕРЕ БУТУРЛИНСКОГО РАЙОНА) Курсовой проект по курсу «Имидж международного туризма» Зотова К. А., Михайлова Т. Л.(руководитель) Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский Государственный Технический Университет им. Р. Е. Алексеева Нижний Новгород, Россия IMAGE OF THE REGIONS AS A COMPONENT CONSTRUCTION COUNTRY`S INTERNATIONAL IMAGE...»

«Дегтярев О.В., Зубкова И.Ф. (Москва) НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ПРИМЕРЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ ОРГАНИЗАЦИИ ВОЗДУШНОГО ДВИЖЕНИЯ Одним из наиболее важных направлений применения математического моделирования сложных систем и процессов, в них происходящих, является, пользуясь модным сегодня термином, валидация концепций, методов и алгоритмов управления этими системами. Системы планирования и управления воздушным движением представляют собой примеры систем, успешное...»







 
2016 www.os.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Научные публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.