Scientific journal

International Journal of Applied and fundamental research

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

При разработке одежды специального назначения имеется много не зависящих от проектировщика условий и факторов, оказывающих существенное влияние на формирование его качества. Поскольку качество одежды специального назначения сказывается на здоровье и работоспособности человека, необходимо проводить всестороннюю оценку принимаемых решений, отвечающим условиям эксплуатации изделия [1]. Важным эргономическим показателем является антропометрическое соответствие одежды комплексу рабочих движений, что позволяет сохранить не только работоспособность человека, но и показатели функционального состояния организма [2]. Наиболее объективным методом оценки проектных решений представляется анализ разработок по критериям, связанных с исходной проектной информацией. Объективную исходную информацию для проектирования изделий с заданным уровнем динамического соответствия могут дать сведения о характере и закономерностях изменения одеваемой поверхности в различных фазах движения. При изучении биомеханики двигательных процессов для целей конструирования были разработаны математические модели изменения линейных параметров (размерных признаков) в динамике при изменении основных параметров (амплитуды движения в основных суставах) [4]. В результате биокинематического анализа движений тела человека в основных суставах был сформирован массив исходной информации для целенаправленного выбора конструктивно – технического решения плечевой и поясной одежды [5]. При этом уровень динамического соответствия устанавливался по угловым параметрам движения. При условии реализации выбора рационального конструктивного решения изделия на основе данных биокинематических исследований оценку динамического соответствия изделия возможно производить так же по параметрам движения с помощью контактного метода гониометрии [3]. В этом случае адекватность исходной информации и показателей объективной оценки сводят к минимому или исключают необходимость корректировки принятых проектных решений.

Цель исследований

Целью данной работы является объективизация процесса оценки соответствия качества конструкций одежды требуемому уровню динамического соответствия.

Материалы и методы исследований

Объектом исследования является процесс проектирования мужской одежды специального назначения для различных условий эксплуатации. При выполнении работы были использованы методология системного подхода к проектированию специальной одежды, методы экспертных оценок, математической статистики, метод гониометрии.

Результаты исследования
и их обсуждение

В соответствии с договором о творческом сотрудничестве с областной общественной спортивной организацией «Федерация альпинизма и скалолазания Амурской области» и выявленными недостатками действующего ассортимента одежды для экстремальных видов спорта и, в частности для занятий спортивным альпинизмом, установлена необходимость разработки опытных образцов одежды. Для оценки эффективности принятых решений были выполнены комплексные исследования показателей качества проектируемых изделий на их соответствие установленным требованиям.

В качестве объекта исследования был выбран комбинезон для альпинистов. Анализ восхождений альпинистов позволил установить, что условия функционирования элементов системы «человек − одежда − окружающая среда» являются экстремальными по интенсивности и характеру выполняемых движений и требуют обеспечения удовлетворительного состояния и физической работоспособности организма человека в течение длительного времени. Комплекс эргономических исследований комбинезона для альпинистов включал оценку динамического соответствия конструкции. Для объективизации принятых проектных решений оценку динамических показателей конструкции изделия производили по угловым биомеханическим параметрам движения в экстремальных позах, максимально соответствующих программе измерения, по расчетным единичным и комплексным показателям. В качестве базовых показателей установлены углы амплитуды движений испытателей в основных суставах без верхней одежды (требуемый уровень динамического соответствия). В качестве оцениваемых показателей − возможность выполнения рабочих движений для заданной позы при использовании комбинезона. Для расчета единичных и комплексного показателей использованы круговые диаграммы [2] (рис. 1).

Рис. 1. Схема определения комплексного показателя динамического соответствия конструкции одежды

Единичные показатели (Р1) динамического соответствия конструкции одежды рассчитывались по формулам:

Рi = , (1)

Pi = , (2)

где – оценочные и базовые значения амплитуд движений в суставах, град.;

i – виды учитываемых амплитуд движений в суставах.

Учитывая особенность измерения размерных признаков в динамике, при убывании угла амплитуды относительно исходной оси использована формула 1, при возрастании − формула 2.

Диаграмма имеет форму многоугольника, длина граней которого (А1О, А2О, …, АiО) равна базовому значению единичных показателей, принятых за единицу. Величина отрезков ОВ1, ОВ2, …, ОВi равна значениям единичных показателей динамического соответствия конструкции одежды, выраженным в относительных величинах. Количество сторон многоугольника (N) равно количеству учитываемых динамических поз.

Комплексный показатель динамического соответствия конструкции одежды (Pdc) рассчитывался как отношение площади многоугольника, отражающего единичные показатели к площади базового многоугольника по формуле:

(3)

Площадь многоугольника равна сумме площадей входящих в него тре-угольников. Учитывая, что площадь треугольника , то формулу 3 можно представить в следующем виде:

. (4)

Поскольку Рiб = 1, то в общем виде формула будет следующей:

, (5)

где: Pi − единичный показатель для i-го движения;

N − количество рассматриваемых динамических поз, N = 5.

Оценка влияния конструкции проектируемой одежды на биомеханиче-скую характеристику движений проводилась по максимально возможным амплитудам, количественные значения которых по сравнению с вариантом без верхней одежды представлены в таблице.

Оценка динамического соответствия утепленного комбинезона

Сравнительная оценка динамического соответствия конструкции утепленного комбинезона для альпинистов представлена на рис. 2, где цифрами обозначены: 1 − сгибание (разгибание) ноги в коленном суставе при одновременном наклоне туловища (коленный сустав); 2 − сгибание (разгибание) руки в плечевом и локтевом суставе при одновременном наклоне туловища (плечевой); 3 − сгибание (разгибание) руки в плечевом и локтевом суставе при одновременном наклоне туловища (локтевой); 4 − отведение (приведение) ноги вертикальное в тазобедренном суставе при одновременном сгибании (разгибании) ноги в коленном суставе (тазобедренный); 5 − наклон туловища с горизонтальным отведением (приведением) рук в плечевом суставе (тазобедренный). Контур 1, 2, 3, 4, 5 − движения без верхней одежды, контур 1′, 2′, 3′, 4′, 5′ − движения в утепленном комбинезоне.

Рис. 2. Сравнительная оценка динамического соответствия конструкции утепленного комбинезона

Заключение

Одной из задач проектирования одежды специального назначения является своевременная и объективная оценка правильности принимаемых решений [6].

В работе предложен метод оценки динамического соответствия конструктивного решения одежды специального назначения установленным требованиям по углам амплитуды движений в основных суставах, что обеспечивает информативность результатов оценки проектных решений и сокращает цикличность процесса проектирования за счет устранения эмпирических корректировочных этапов. Оценка динамического соответствия мужского комбинезона характеру выполняемых движений позволила установить возможность выполнения технических приемов скалолазания, что подтверждается результатами эксперимента. Способ оценки динамического соответствия по биомеханическим параметрам движения носит универсальный характер и может быть использован для одежды, требующей высокой динамики движения.