В настоящее время перед текстильной промышленностью России стоят задачи наиболее полного удовлетворения потребителей не только в объеме выпускаемой продукции, но и в значительном улучшении качества изделий, а также расширении их ассортимента. Наиболее важная роль в выполнении этих задач отведена разработке новых и совершенствованию существующих технологий проектирования тканей, а также выработке тканей с улучшенными потребительскими свойствами при использовании новых видов натуральных и химических волокон и нитей.
Повышение эффективности разработки тканей рациональных структур достигается за счет создания автоматизированных рабочих мест дессинаторов, внедрения систем компьютерного проектирования тканей, за счет технического перевооружения и реконструкции прядильного, ткацкого и отделочного производств текстильных предприятий, внедрения новой техники и новых технологий изготовления пряжи и тканей, а также своевременного проведения маркетинговых исследований предполагаемых рынков сбыта новых тканей.
Системы автоматизированного проектирования ткани, учитывающие требования заказчика и возможности предприятия, позволят оперативно решать задачи, связанные с созданием новых видов продукции и размещением заказов на предприятии. Автоматизация анализа ткани упростит и повысит оперативность проектирования ткани по образцу. На сегодняшний день недостаточно используются возможности современных информационных технологий для проведения неразрушающих исследований тканей и применения полученных знаний для процедур проектирования новых структур.
Проектирование ткани представляет собой сложный комплекс исследовательских, проектных и технологических нововведений, которые являются одним из главных резервов технического и экономического роста производства, сохранения и усиления конкурентных позиций на рынках сбыта продукции.
Основная цель проектирования тканей заключается в определении главных параметров ее строения, необходимых для заправочного расчета и последующего изготовления ткани на ткацком станке в соответствии с требованиями, предъявляемыми к тканям. Область применения тканей достаточно широка и соответственно требования, предъявляемые к тканям, зависят от их назначения и условий их эксплуатации.
Автоматизация проектирования текстильных изделий и тканей находится в начальной стадии своего развития. Создание современными средствами вычислительной техники “ инструмента ” проектирования позволит существенно расширить возможности проектировщика и возложить на ЭВМ трудоемкие расчеты, а также позволит предприятию быстро разрабатывать новые ткани и гибко реагировать на спрос. Процесс проектирования тканей является трудоемким процессом, содержит большой объем вычислений, а при условии, что необходимо обеспечить многовариантность и оптимальность конечного результата – этот процесс является одним из основных этапов САПР, поэтому обязательно должны быть автоматизирован.
В последнее время уделяется большое внимание проектированию тканей, обладающими специальными свойствами для защиты человека от вредного воздействий окружающей среды, в том числе от вибрации. Поэтому целью данной работы является разработка автоматизированного метода проектирования тканого материала, обладающего вибразащитными свойствами.
В качестве тканого материала, предназначенного для защиты человека от вредного воздействия вибрации предлагается использовать двухслойную основоворсовую ткань, изготовленную на ткацком станке ТВ-160-ШЛ2 двухзевным способом.[1,2]. Как известно из проведенных исследований виброизоляционные свойства ткани зависят от многих факторов, основным их которых является толщина [3]. Предлагаемый тканый материал, представляет собой конструкционную систему, состоящую условно из двух слоев, соединенных поперечными нитями или стойками и имеет переплетение грунта ткани, то есть переплетение коренной основы с утком репс основный 2/2, соотношение между коренной основой верхнего полотна, коренной основой нижнего полотна, ворсовой основой равно 1:1:1. Ворсовая основа закрепляется в ткани одной уточной нитью. Раппорт переплетения ткани по основе Ro=6, а по утку Rу=8.
На Рис. 1 представлена геометрическая модель расположения нитей в ткани по направлению основы с одноуточным закреплением ворса.
где 1 - уточная нить,
2 - нить ворсовой основы,
dу – диаметр утка,
dов – диаметр ворсовой основы,
h – расстояние между полотнами,
LR – длина одного раппорта в ткани,
bт – толщина двухслойной ткани.
В данной работе предлагается использовать среду программирования MathCad для разработки автоматизированного метода проектирования виброизолятора на основе двухполотенной основорсовой ткани по поверхностной плотности и толщине.
MathCad является математически ориентированной универсальной системой и имеет удобный пользовательский интерфейс и является одним из самых популярных и безусловно самым распространенным в инженерной среде математическим пакетом Выбор этой среды программирования обусловлен тем, что Mathcad – это программное средство, которое предназначено для выполнения на компьютере разнообразных математических и технических расчетов, предоставляющее пользователю инструменты для работы с формулами, числами, графиками и текстами, снабженное простым в освоении графическим интерфейсом.
Основное отличие Mathcad от других программных средств этого класса состоит в том, что математические выражения на экране компьютера представлены в общепринятой математической форме.
Если говорить о функциональных возможностях этой среды программирования, то MathCad:
– позволяет выполнять в компьютере разнообразные математические и технические расчеты;
– наглядно представлять данные в виде диаграмм и графиков;
– вводить и редактировать тексты, как в текстовом процессоре;
– осуществлять обмен данными с другими программами;
– обеспечивает простоту выполнения всевозможных операций.
В результате проделанной работы разработан алгоритм проектирования неразрезной двухполотенной основоворсовой ткани, обладающей виброзащитными свойствами, который включают следующие этапы[4]:
I этап – ввод исходных данных:
1) характеристика ткани (ширина, толщина, масса квадратного метра ткани, плотность ткани по утку);
2) характеристика пряжи (сырьевой состав, толщина)
3) характеристика переплетения (раппорт используемых переплетений, способ закрепления ворсовой основы)
II этап – проектирование неразрезной двухполотенной основоворсовой ткани, обладающей виброзащитными свойствами в приведенной ниже последовательности:
1.Определяются диаметры нитей до ткачества, мм:
;
где С – коэффициент, характеризующий волокнистый состав пряжи.
2. определяется плотность ткани по утку , нит/дм:
3. Определяется высота ворсовой основы, мм:
Рис. 1. Геометрическая модель строения неразрезной
двухслойной основоворсовой ткани
4. Определяется длина ворсовой основы в метре ткани, м:
5.Определяется поверхностная плотность ткани, г/м2:
III этап составление выходного документа, который включает следующие позиции:
- диаметры нитей коренной и ворсовой основ и утка;
- длина ворсовой основы в одном метре ткани;
- количество нитей коренной основы в верхнем и нижнем полотнах;
- масса коренной, ворсовой основы и утка в 100 метрах ткани;
- фактическая поверхностная плотность неразрезной двухполотенной основоворсовой ткани.
Таким образом, на основе разработанного алгоритма в среде программирования MathCad была составлена программа автоматизированного проектирования неразрезной двухполотенной основоворсовой ткани по поверхностной плотности и толщине [5].
Применение автоматизированного метода проектирования двухполотенной основоворсовой ткани в среде MathCad позволяет значительно снизить трудоемкость вычислений и обеспечивает высокое качество оформления проектной документации, что позволит существенно сократить время расчета при внедрении нового ассортимента. В результате, текстильное предприятие получает возможность эффективно в сжатые сроки наладить производство нового ассортимента тканей, соответствующего предъявляемым требованиям.