Разработка методов прогнозирования структуры и эксплуатационных свойств тканей бытового и технического назначения на основе технологических параметров их производства

Для основных параметров структуры прессовых сеток ПС-1 и ПС-2 относительная разность результатов не превосходит 9,2 %. Технолого-геометрический метод позволяет также определить зависимость суммарного линейного заполнения основными и уточными нитями поверхности, объемного заполнения нитями и объемной пористости структуры сеток от эксплуатационной деформации растяжения.

Технолого-геометрический метод прогнозирования параметров структуры и характеристик прочностных свойств строительных сеток и геосеток, вырабатываемых перевивочным переплетением, также показал достаточно высокую точность. Для основных параметров структуры относительная разность результатов теоретического прогнозирования и экспериментальных исследований не превосходит 15 %, для основных характеристик прочностных свойств относительная разность результатов не превосходит 20 %.

5. Структурно-энергетический метод прогнозирования параметров структуры и характеристик прочностных свойств многослойных тканей компактно-сгруппированных переплетений для одежды и обуви.

Структурно-энергетический метод рассматривается применительно к прогнозированию параметров структуры и характеристик прочностных свойств многослойных тканей компактно-сгруппированных переплетений для одежды и обуви.

Многослойные ткани компактно-сгруппированных переплетений были разработаны для решения следующих задач:

1. Увеличение толщины и поверхностной плотности тканей.

2. Создание внутреннего слоя тканой структуры повышенной плотности и жесткости.

3. Создание внешних слоев тканой структуры пониженной плотности и с крупной рельефностью для лучшей адгезии с органическими и неорганическими химическими материалами и для лучшей пропитки различными аппретами.

4. Получение тканей высокой прочности и износостойкости.

Ткань компактно-сгруппированного переплетения имеет верхний и нижний каркасные слои, состоящие из основных и уточных нитей. Основные нити разбиты на две группы, одна из которых предназначена для переплетения заполнительных слоев только с верхним каркасным слоем, а другая - только с нижним каркасным слоем. Внутри каждой группы основные нити разделены на две подгруппы, смещенные на половину раппорта по утку и соединенные с соответствующими каркасными слоями одноуточным переплетением. В разделе представлено шесть компактно-сгруппированных переплетений, имеющих от четырех до семи слоев. Ткани компактно-сгруппированных переплетений могут быть выработаны из пряжи и нитей любых составов и видов. Эти ткани обладают высокой технологичностью, - они могут быть выработаны на обычных ткацких станках с ремизоподъемной кареткой любого типа без применения специальных устройств и приспособлений. Ткани имеют высокую прочность и износостойкость. После определенной отделки ткани могут быть использованы для одежды практически любого вида. После соответствующей физико-химической обработки, могут быть использованы вместо дублированных и триплированных материалов при производстве текстильной, текстильно-комбинированной и домашней обуви. Имея высокое объемное заполнение волокнистым материалом, ткани обладают большим сопротивлением для прохождения жидкостей и газов, а после специальной обработки могут быть использованы в качестве изоляционных материалов.

В разделе на основании технических заданий спроектированы две группы тканей: первая группа тканей (8 тканей) - для верха спортивной обуви, вторая группа тканей (22 ткани), повышенной плотности и износостойкости, - для бытовой и производственной одежды. Для первой группы тканей в качестве основной и уточной пряжи были выбраны хлопколавсановая пряжа линейной плотности 25х2 текс (55 % хлопок, 45 % лавсан) и хлопчатобумажная пряжа линейной плотности 72 текс, которые по своим прочностным характеристикам могут обеспечить требуемую прочность тканей. Плотность тканей по основе принималась близкой к максимальной, плотность тканей по утку определялась из расчета требуемой поверхностной плотности В работе исследуется одна ткань из этой группы, спроектированная на основе пятислойного компактно-сгруппированного переплетения. Ткани второй группы имеют базисное и подкладочное переплетения. Базисным переплетением является компактно-сгруппированное переплетение, подкладочным переплетением - главное или производное главного переплетения. В качестве основной пряжи базисного переплетения была выбрана льняная окрашенная пряжа линейной плотности 64 текс, в качестве основной пряжи подкладочного переплетения - хлопчатобумажная пряжа линейной плотности 29,4х3 текс, в качестве уточной - льняная окрашенная пряжа линейной плотности 64 текс. Плотность тканей по основе принималась в интервале (60 - 70) % от максимальной, плотность тканей по утку определялась из расчета требуемой поверхностной плотности. В работе исследуется одна ткань из этой группы, базисное переплетение которой спроектировано на основе пятислойного компактно-сгруппированного переплетения. Отличительной особенностью льнохлопковых тканей, наряду с многослойной структурой, является наличие двух переплетений, - базисного и подкладочного. Базисное переплетение выполняет прочностные и эстетические функции, подкладочное - гигиенические и комфортные. В результате работы созданы льнохлопковые многослойные ткани, которые значительно расширяют джинсовую группу тканей. Хлопколавсановые ткани вырабатывались на станке АТ-120-5М в производственных условиях фабрики «Рабочий» г. Санкт-Петер-бурга, льнохлопковые ткани вырабатывались на станке АТ-100-5М в лаборатории кафедры ткачества СПГУТД. При выработке тканей на ткацких станках были проведены экспериментальные исследования процессов их формирования.

Для прогнозирования параметров структуры многослойных тканей был разработан структурно-энергетический метод. Сущность этого метода заключается в следующем: сначала с помощью технолого-геометрического метода определяются возможные расположения основных и уточных нитей в раппорте ткани, затем определяется их оптимальное расположение на основе минимизации энергии упругой деформации участков нитей при изгибе. При этом предполагается, что энергия упругой деформации участков нитей при растяжении постоянна и не зависит от расположения нитей в раппорте ткани. Если изгибающий момент выразить через силу нормального давления между основной и уточной нитями (Q), прировнять энергию упругой деформации и работу совершенную силой Q, то можно видеть, что прогиб участка нити (с) во многом определяет энергию упругой деформации при чистом изгибе.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 5

, (31)

Отсюда следует, что нить, расположенная в раппорте ткани и имеющая минимальное значение суммарного прогиба, будет обладать и минимальной энергией упругой деформации при изгибе. Окончательно, критерий структурно-энергетического метода прогнозирования параметров структуры многослойных тканей формулируется следующим образом, - наиболее вероятно нить занимает в ткани такое положение, при котором ее суммарный прогиб имеет минимальное значение. Если рассматривать многослойные ткани компактно-сгруппированных переплетений, то отличительной особенностью их структуры является почти прямолинейное расположение уточных нитей. В этом случае задача значительно упрощается, так как достаточно рассмотреть в раппорте ткани только изгиб основных нитей.

Рассмотрим переплетение основных и уточных нитей хлопколавсановой пятислойной ткани. Выделим переплетение четвертой основной нити с уточными и представим его на рисунке 5. На рисунке 5 будем обозначать основные нити арабскими цифрами с индексом «о», уточные нити - с индексом «у». На первом этапе с помощью технолого-геометрического метода было определено расположение четвертой основной и уточных нитей, с которыми она переплетается в раппорте ткани. Это расположение показано на рисунке 6. Технолого-геометрический метод прогнозирования параметров структуры хлопколавсановой пятислойной ткани основан на геометрическом анализе (рисунок 7)

u = 5n - m, , , (32)

k = D_y cos(ш), б = 0,5р - в, г = ш - в, (33)

д = 0,5р - ш, , bc = (D_o + D_y) tgв,(34)

, hd = D_y, , ef = 0,5m (35)

С помощью формул (32) - (35) можно определить координаты точек a, b, g, c, h, d, e, f. Координаты позволяют выполнить аппроксимацию точек плавной непрерывной функцией (z = f(x)). В качестве функции был выбран многочлен четвертой степени. Длина аппроксимированного участка abgchdef оси нити (L_o) и относительное приращение длины основных нитей в структуре ткани (е _of^*) определяются по формулам

, (36)

Толщину ткани можно выразить через прогибы концов аппроксимированного участка оси основной нити af и диаметр основных нитей

H_f = 2c₁ + c₂ + D_o, (37)

где c₁, c₂ - прогиб, соответственно, переднего (oa) и заднего конца (qf) аппроксимированного участка оси основной нити. Для определения поверхностной и объемной плотности используются формулы (27).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 6

На втором этапе было определено оптимальное расположение четвертой основной и уточных нитей, с которыми она переплетается в раппорте ткани. Оптимизация проводилась по параметру m (рисунок 7), при каждом значении которого вычислялся суммарный прогиб участка основной нити af. Вычисления выполнялись в системе компьютерной математики Mathcad 2001 PRO/Premium и электронных таблиц EXCEL. Результаты оптимизации представлены в таблице 3. В результате оптимизации было получено, что наиболее вероятно четвертая основная и уточные нити, с которыми она переплетается, занимают в ткани положение, показанное на рисунке 7 при m = 0,610 мм. Так как остальные основные нити имеют симметричное расположение в структуре относительно четвертой нити, то их положение будет отличаться только на величину сдвига.

Таблица 3 - Суммарный прогиб участка основной нити в зависимости от параметра m

Параметр m	0,366 (1,5 n)	0,488 (2,0 n)	0,610 (2,5 n)
Суммарный прогиб, мм	0,885	0,849	0,727

Примечание - расстояние между уточными нитями (n) равняется 0,244 мм.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 7

Теоретическое прогнозирование осуществлялось по формулам (36), (37), (27) при оптимальном расположении нитей в структуре ткани. Все расчеты выполнялись в системе компьютерной математики Mathcad 2001 PRO/Premium и электронных таблиц EXCEL.

В разделе рассматривается прогнозирование параметров стру-ктуры и характеристик прочностных свойств хлопколавсановой пятислойной ткани для спортивной обуви и льнохлопковой пятислойной ткани для бытовой и производственной одежды. В результате структурного и энергетического анализа были получены формулы для прогнозирования, с помощью компьютерных программ, было выполнено теоретическое прогнозирование. Экспериментальные исследования структуры и характеристик прочностных свойств многослойных тканей были выполнены по стандартным методикам. На рисунке 8 представлена фотография среза льнохлопковой ткани. В таблице 4 и 5 представлены результаты теоретического прогнозирования и экспериментальных исследований, их относительная разность для льнохлопковой ткани.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 8

прогнозирование структура эксплуатационный ткань

Сравнение результатов теоретического прогнозирования и экспериментальных исследований показало хорошее их совпадение. Для параметров структуры тканей относительная разность результатов не превосходит 14,9 %. При этом структура тканей может содержать базисное и подкладочное переплетения с 4 - 8 основными нитями и 10 - 20 уточными нитями, переплетающимися между собой по достаточно сложному закону. Структурно-энергетический метод позволяет определить такие важные параметры, как абсолютная и относительная длина основных и уточных нитей в ткани, прогибы нитей, толщину ткани, поверхностную и объемную плотность, что в свою очередь позволяет правильно спроектировать срез вдоль основы льнохлопковой многослойные ткани и их отделку. С объемной плотностью многослойной ткани хорошо коррелирует воздухопроницаемость. С толщиной и поверхностной плотностью ткани хорошо коррелирует стойкость к истиранию. Для характеристик прочностных свойств относительная разность результатов не превосходит 10,2 %. Структурно-энергетический метод позволяет определить такие характеристики, как разрывная нагрузка ткани по основе и утку, что особенно важно при проектировании тканей по заданной прочности на разрыв.

6. Детерминированно-вероятностный метод прогнозирования технологических параметров, параметров структуры и характеристик эксплуатационных свойств сукон технического назначения.

Детерминированно-вероятностный метод является статистическим методом.

Метод позволяет оценить характеристику продукта, полуфабриката или технологического процесса, которая зависит от многих факторов. При этом характеристика является случайной величиной, а факторы - детерминированными величинами. Детерминированно-вероятностный метод рассматривается применительно к прогнозированию параметров структуры и характеристик эксплуатационных свойств шерстяных сушильных сукон для целлюлозно-бумажной промышленности.

В разделе разработана методика исследований и выполнены исследования технологических процессов ткацкого производства. Исследованы параметры строения и структуры полуфабрикатов ткацкого производства, которые оказывают значительное влияние на качество готовых сукон. Одним из таких параметров является натяжение упругой системы заправки (УСЗ) ткацкого станка. Увеличение натяжения основы и всей УСЗ приводит к повышению усадки ткани в направлении основы и к увеличению плотности суровой ткани по утку. Если шерстяные суровые тканые изделия имеют уточнозаполненное строение и в процессе отделки будут подвергнуты валке, то структура готовых изделий может значительно отличаться от требуемой. Особенно сильно могут отличаться такие свойства изделий как прочность, толщина, стойкость к истиранию, тепловая усадка. В суровом товаре уточное заполнение составляет приблизительно 70 %.

Таблица 4 - Результаты теоретического прогнозирования и экспериментальных исследований параметров структуры льнохлопковой пятислойной ткани

Параметр структуры	Значение параметра
Относительная длина основной льняной нити в ткани, %	Прогнозируемая	16,41
	Экспериментальная	17,6
Относительная разность, %	6,8
Относительная длина основной хлопчатобумажной нити в ткани, %	Прогнозируемая	7,47
	Экспериментальная	6,5
Относительная разность, %	14,9
Толщина, мм	Прогнозируемая	1,753
	Экспериментальная	1,68
Относительная разность, %	4,3
Поверхностная плотность, г/м2	Прогнозируемая	575,6
	Экспериментальная	645,0
Относительная разность, %	10,8
Объемная плотность, г/м3	Прогнозируемая	328432
	Экспериментальная	383929
Относительная разность, %	14,5

Таблица 5 - Результаты теоретического прогнозирования и экспериментальных исследований характеристик прочностных свойств льнохлопковой пятислойной ткани

Характеристика свойств	Значение характеристики
Разрывная нагрузка по основе, Н	Прогнозируемая	1203,3
	Экспериментальная	1092,0
Относительная разность, %	10,2
Разрывная нагрузка по утку, Н	Прогнозируемая	2038,5
	Экспериментальная	1890,0
Относительная разность, %	7,9
Удлинение при разрыве в направлении основы, %	Прогнозируемое	18,70
	Экспериментальное	19,0
Относительная разность, %	1,6
Стойкость к истиранию, число циклов	Прогнозируемая	-
	Экспериментальная	Более 20000
Относительная разность, %	-
Воздухопроницаемость, дм3/м2с	Прогнозируемая	-
	Экспериментальная	253,0
Относительная разность, %	-

Увеличение плотности сурового товара по утку может привести к значительному изменению эксплуатационных свойств и качества готовых сушильных сукон в целом. Для определения зависимости плотности сурового товара по утку от статического натяжения основы в момент заступа были выполнены экспериментальные исследования. Диаметр намотки ткацкого навоя был разбит на два участка, - от 360 до 280 мм и от 262 до 250 мм. Для первого и для второго участков с достоверностью 0,99 и 0,96 были получены детерминированно-вероятностные зависимости плотности сурового товара (Р_у1, P_y11) от заправочного натяжения основы (F_hs)

, (38)

При увеличении заправочного натяжения на первом участке от 248 до 291 сН/нить плотность товара по утку возрастает от 276 до 288 нит/дм, при увеличении заправочного натяжения на втором участке - от 309 до 385 сН/нить плотность возрастает от 292 до 309 нит/дм.

Толщина сушильных сукон оказывает существенное влияние на эксплуатационные свойства сукон. Толщина сукна в основном зависит от вида сырья, характеристик строения и механических свойств смеси волокон, количества волокон в единице объема и от технологических параметров валки. Объем сушильных сукон в основном заполнен уточными нитями, а основные нити выполняют функцию каркасных стержней. Поэтому среди параметров строения сурового товара линейная плотность уточных нитей и число уточных нитей на 10 см будут оказывать наибольшее влияние на толщину готового сукна. На основании этого, толщину готового сукна можно прогнозировать исходя из толщины сурового товара, количества волокнистого состава уточных нитей в единице объема сукна и технологических параметров валки. Если предположить, что технологические параметры валки поддерживаются постоянными, то толщина готового сукна во многом определяется толщиной сурового товара и его плотностью по утку. Толщину сурового товара можно найти из рассмотрения его сечения вдоль утка. Результаты теоретических расчетов показывают, что толщина сурового товара для производства сукна марки СШ-2М равна 6,11; 6,18; 6,24; 6,30 и 6,35 мм при его плотности по утку равной, соответственно, 270, 280, 290, 300 и 310 нит/дм. Экспериментальные исследования толщины сурового товара выполнялись по следующей методике: были отобраны пять суровых товаров со средней уточной плотностью 276, 284, 291, 298 и 307 нитей на 10 см, затем были определены средние значения толщины товаров. Значения средней толщины сурового товара (Н^e), среднего квадратического отклонения (у(Н^e)) представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Результаты экспериментальных исследований толщины сурового товара и готового сукна

Руe, нит/дм	Нe, мм	у(Нe), мм	eу*e, %	eoy*e, %	Нсe, мм	у(Нсe), мм
276	6,07	0,21	223,6	316,4	6,97	0,22
284	6,22	0,22	230,0	322,8	7,25	0,2
291	6,42	0,24	235,7	328,5	7,64	0,25
298	6,58	0,26	241,4	334,2	8,05	0,31
307	6,84	0,31	248,7	341,5	8,66	0,42

Суровый товар всех сушильных сукон относится к высокоплотному со степенью заполнения по утку больше 100 %. Степень заполнения по основе сурового товара сушильного сукна СШ-2М равняется 92,8 %, а степень заполнения по утку - 234,9 %. Анализ показывает, при оценке заполнения высокоплотных тканых структур вместо степени поверхностного заполнения следует использовать суммарную степень заполнения товара нитями (e_oy^* = e_о^* + e_у^*). После отделки пяти выбранных суровых товаров и получения готовых сукон были выполнены измерения их толщины. Определялась средняя толщина сукна (Н_с^e) и среднее квадратическое отклонение (у(Н_с^e)). Значения этих параметров представлены в таблице 6. Кроме этого в таблице приведены степень заполнения товаров по утку (e_у^*e) и суммарная степень заполнения (e_oy^*e). В работе была определена с достоверностью 0,99 детерминированно-вероятностная зависимость толщины сукна от суммарной степени заполнения сурового товара

(39)

Полученные данные показывают, что уравнение (39) аппроксимирует с высокой точностью толщину сукна СШ- 2М в рассматриваемой области значений суммарной степени заполнения. Результаты исследований говорят о существенном влиянии степени заполнения на толщину сукон. Например, для сушильного сукна марки СШГК-М увеличение суммарной степени заполнения от 387,8 до 420,2 % приводит к увеличению средней толщины сукна с 8,4 до 10,6 мм.

В разделе была разработана методика исследований и выполнены исследования технологических процессов отделочного производства. Исследована деформация сушильных сукон в процессе термостабилизации. Нагрев сушильных сукон является основной составляющей процесса термостабилизации. Температура нагрева и его продолжительность являются важными факторами, оказывающими большое влияние на усадку сукон и изменение их эксплуатационных свойств. Выбор температуры нагрева при термостабилизации сукон должен удовлетворять нескольким условиям. Первое, - температура нагрева не должна превышать величину, после которой наступает резкое ухудшение физико-механических свойств волокон. Для шерсти - эта величина составляет 170 ^оС. Второе, - температура нагрева не должна быть меньше максимальной температуры сушки бумажного полотна. В этом случае изменение структуры отдельных звеньев макромолекул полимеров, структуры волокон и структуры сукна в целом в процессе его работы не происходит, дестабилизации размеров сукна и его эксплуатационных свойств не наблюдается. Для различных сортов бумаги максимальная температура сушки составляет 120-130 ^оС, для различных сортов картона - 130-140 ^оС. Принимая во внимание тот факт, что тепловое сопротивление бумажного полотна понижает температуру нагрева сукна, можно принять температуру термостабилизации для сукон СШ-2М, СШ-3М, СШК-М и СпрШ-М не ниже 120 ^оС, а для сукна СШГК-М - не ниже 130 ^оС. Третье, - температура нагрева сукна должна быть технологически осуществимой. Четвертое, - выбор температуры должен учитывать экономические аспекты процесса термостабилизации. Для прогнозирования температуры нагрева сукон при термостабилизации были выполнены лабораторные исследования по следующей методике: было отобрано сушильное сукно СШ-2М прошедшее технологические операции валки, промывки и стекания; из сукна было вырезано двенадцать групп полосок размером 300х40 мм, шесть групп в направлении основы и шесть групп в направлении утка, в каждой группе было по три полоски; перед дальнейшими исследованиями две группы полосок высушивались на лабораторном столе при температуре 22-24 ^оС и влажности воздуха 60-65 %, а остальные десять групп полосок были помещены в таз с водой и выдерживались там 24 часа; на следующем этапе эти группы высушивались в сушильном шкафу при температуре 130, 140, 150, 160, 170 ^оС в течении шести часов; после высушивания на всех полосках были выполнены измерения длины, ширины и площади, на последнем этапе были определены их разрывные характеристики. Результаты исследований усадок представлены на рисунке 9. После обработки экспериментальных значений разрывной нагрузки по основе (A^c_r) и по утку (U^c_r), разрывного удлинения по основе (е^c_or) и по утку (е^c_yr) полосок сукна с достоверностью 0,99 были получены следующие уравнения

,, (40)

, (41)

Усадка сукон определяется двумя основными причинами: большой теплоемкостью шерстяных волокон и изменениями в структуре шерстяных и синтетических волокон. Известно, что при нагревании макромолекулы биополимера шерсти приобретают повышенную свободу движения вследствие ослабления межмолекулярных связей. Стремясь к более выгодному состоянию макромолекулы сокращаются по длине, в результате чего уменьшаются их внутренние напряжения. Сокращение длины макромолекул приводит к усадке волокон шерсти. Чем выше температура нагрева, тем больше сокращается их длина. Механизм усадки полиамидных и полиэфирных волокон работает приблизительно таким же образом, но имеются некоторые особенности. Одной из главных особенностей является предистория получения синтетических волокон, главным образом при формовании и вытягивании. Усадка шерстяных и синтетических волокон приводит к усадке пряжи и, в конечном итоге, к усадке всего сушильного сукна в целом. Разрывная нагрузка сукна по основе и по утку при повышении температуры нагрева от 130 до 170 ^оС уменьшается, соответственно, от 3,496 до 3,025 кН и от 2,43 до 1,851 кН, а разрывное удлинение уменьшается, соответственно, от 32,2 до 21,5 % и от 82,1 до 53,8 %. Снижение разрывных характеристик сукон при нагревании достаточно хорошо объясняется кинетической теорией разрушения твердых тел.

Наибольшее влияние на деформирование сукна оказывают: температура горячего воздуха внутри камеры сушильно-поли-меризационной печи, скорость движения сукна и деформация растяжения сукна в продольном направлении на цилиндрах печи. В результате действия этих факторов сукно усаживается в продольном (u3_o) и поперечном (u3_y) направлении до требуемых размеров. Для исследования влияния температуры нагрева (х₁), скорости движения (х₂) и относительной силы растяжения (х₃) сукна на его усадку был выполнен полный факторный эксперимент с добавлением двух центральных точек. Эксперимент проводился на сушильно-полиме-ризационной печи фирмы «L.Cretin» при термостабилизации сукон СШ-2М. С достоверностью 0,87 и 0,95 были получены следующие уравнения

, (42)

(43)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 9

Результаты экспериментальных исследований показывают, что при увеличении температуры нагрева и скорости движения сукна усадка по длине и по ширине сукна возрастает за счет уменьшения размеров волокон при повышении количества теплоты поглощенной сукном. Усадка по длине растет несколько медленнее, чем по ширине.

Последний подраздел посвящен оценке качества сушильных сукон. Научно обоснованы и определены параметры структуры и характеристики эксплуатационных свойств сушильных сукон, которые имеют наибольшую значимость при определении их качества. На основе детерминированно-вероятностного метода предложены три комплексных показателя качества, которые способны достоверно оценивать сукна как одной, так и разных марок.

Общие выводы и рекомендации

1. Выбран и научно обоснован математико-механический базис прогнозирования структуры и свойств тканей с учетом их строения, технологии выработки и назначения. Математико-механический базис состоит из теоретической механики, механики твердого деформированного тела, аналитической геометрии и теории вероятностей.

2. Разработаны методы прогнозирования параметров структуры и характеристик эксплуатационных свойств тканей бытового и технического назначения на основе технологических параметров их производства: механико-аналитический, технолого-геометрический, структурно-энергетический, детерминированно-вероятностный.

3. Выполнены теоретические и экспериментальные исследования процессов формирования тканей бытового и технического назначения на ткацких станках различных конструкций.

4. Построены и экспериментально проверены математические модели структуры и эксплуатационных свойств однослойных, двухслойных, многослойных тканей и шерстяных сукон. Модели позволяют рассчитать такие параметры и характеристики, как размеры поперечного сечения нитей; расположение нитей в структуре; силы растяжения нитей внутри структуры; силы взаимного давления между основными и уточными нитями в области контактов; длины, прогибы и смятия нитей; фаза строения, толщина структуры; линейное, поверхностное и объемное заполнение нитями; поверхностная и объемная пористость; поверхностная и объемная плотность; разрывные усилия и деформации; усилия в рабочих диапазонах деформаций; диаграммы растяжения в различных направлениях; работы сил разрыва; работы сил растяжения в рабочих диапазонах деформаций.

5. Разработана классификация тканей бытового и технического назначения по линейному и поверхностному заполнению основными и уточными нитями.

6. Построена механико-аналитическая модель для тканей с высоким, средним, низким линейным заполнением основными и уточными нитями и механико-аналити-ческая модель для тканей со сверхвысоким линейным заполнением. Показано существенное различие в построении этих моделей.

7. Механико-аналитические модели структуры и эксплуатационных свойств хлопчатобумажных и полиэфирных тканей технического назначения рекомендованы ЗАО «НИЦ»СпецТПМ» (г. Санкт-Петербург) и ОАО «Ткачъ» (г. Санкт-Петербург) для использования при проектировании новых видов тканей, дублированных тканей, тканепленочных материалов и модернизации существующих.

8. Экспериментально доказано значительное влияние больших контактных напряжений на величину поверхностной плотности для тканей со сверхвысоким поверхностным заполнением. Даны рекомендации по учету этого влияния.

9. При разработке механико-аналитического метода выведены функциональные зависимости между параметрами структуры и характеристиками прочностных свойств ткани, с одной стороны, и параметрами строения основных и уточных нитей, их механическими характеристиками, параметрами строения ткани и технологическими параметрами выработки ткани, с другой стороны.

10. С помощью методов дифференциального исчисления выведена достаточно простая формула для определения деформации уточной нити в зоне формирования ткани на ткацком станке. На основании этой формулы показана связь между деформацией уточной нити в зоне формирования ткани, усадкой ткани по ширине в процессе ее формирования и параметрами структуры ткани.

11. Построены технолого-геометрические модели структуры и эксплуатационных свойств сушильных и прессовых сеток для целлюлозно-бумажной промышленности, крепежных сеток для строительной промышленности. Построенные модели рекомендованы ООО «Институт технических сукон» (г. Санкт-Петербург) для использования при проектировании новых видов сеток и модернизации существующих.

12. Разработаны компактно-сгруппированные переплетения, позволяющие производить многослойные ткани повышенной плотности и износостойкости, и на их основе спроектированы хлопколавсановые и льнохлопковые многослойные ткани для одежды и обуви. Выработаны опытно-промышленные партии этих тканей. Спроектированы и изготовлены опытные образцы производственной одежды и обуви.

13. Построены структурно-энергетические модели для хлопколавсановых и льнохлопковых многослойных тканей компактно-сгруппированных переплетений. Модели позволили выполнить прогнозирование параметров структур и характеристик прочностных свойств многослойных тканей сложного строения.

14. Построены детерминированно-вероятностные модели структуры и прочностных свойств сушильных сукон для целлюлозно-бумажной промышленности. Построенные модели рекомендованы ООО «Институт технических сукон» (г. Санкт-Петербург) для использования при проектировании новых видов сукон технического назначения и модернизации существующих.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах

1. Гордеев В.А., Примаченко Б.М. Влияние длины уточной нити, зарабатываемой в ткань, на процесс прибоя // Изв.вузов. Технология текстильной пром-сти. - 1987, № 1. - С.51-54.

2. Примаченко Б.М., Прохорова И.А. Влияние параметров строения на жесткость хлопчатобумажной ткани при растяжении // Изв.вузов. Технология текстильной пром-сти. - 1987, № 2. - С.106-108.

3. Примаченко Б.М., Прохорова И.А. Зависимость между начальным натяжением и модулем жесткости хлопчатобумажной пряжи // Изв.вузов. Технология текстильной пром-сти.- 1987, № 3. - С.8-9.

4. Примаченко Б.М., Разживин А.В., Иванов Г.Б., Кувайкова О.Н. Исследование процесса формирования ткани полотняного переплетения с целью его оптимизации. - Текстильная пром-сть // 1989, № 1. - С.41-42.

5. Примаченко Б.М., Труевцев Н.Н., Браславский В.А., Ханик А.Л. Выработка многослойных тканей с повышенным заполнением по утку // Текстильная пром-сть. - 1990, № 3. - С.57-58.

6. Ломов С.В., Примаченко Б.М. Математическое моделирование процесса растяжения двухслойной ткани с учетом нелинейности деформирования нити // Изв. вузов. Технология текстильной пром-сти. - 1992, № 1. -С.49-53.

7. Примаченко Б.М. Исследование влияния конструкции ткацкого станка на обрывность основных нитей // Изв.вузов. Технология текстильной пром-сти. - 1992, № 3. - С.38-40.

8. Примаченко Б.М., Ломов С.В., Лемешков В.В. Проектирование сушильных сеток. // Текстильная пром-сть. - 1992, № 6. - С.38-41.

9. Примаченко Б.М., Ломов С.В. Автоматизированный расчет строения многослойных тканых структур // Изв.вузов. Технология текстильной пром-сти. - 1993, № 3, - С.42-45.

10. Примаченко Б.М., Труевцев Н.Н., Жураев А.Т. Экспериментальное исследование процесса формирования и физико-механических свойств многослойных льнохлопковых тканей. Часть I // Изв.вузов. Технология текстильной пром-сти. - 1995, № 4. - С.34-36.

11. Примаченко Б.М., Труевцев Н.Н., Жураев А.Т. Экспериментальное исследование процесса формирования и физико-механических свойств многослойных льнохлопковых тканей. Часть II // Изв.вузов. Технология текстильной пром-сти. - 1995, № 5. - С.7-9.

12. Примаченко Б.М., Яровая Л.В., Суркова В.М. Влияние степени заполнения по основе и утку высокоплотных технических тканей на их поверхностную плотность // Изв.вузов. Технология текстильной пром-сти. - 1999, № 4. - С.52-55.

13. Примаченко Б.М., Ковалева Н.А., Яровая Л.В. Исследование технологии выработки высокоплотных тканей на ткацком станке марки Dornier // Текстильная пром-сть. - 2001, № 2. - С.22-24.

14. Примаченко Б.М., Привалов С.Ф., Агамов Ф.Н. Выбор критерия оптимизации при оценке качества шерстяной пряжи для технических сукон // Текстильная пром-сть. - 2001, № 5. - С.47-48.

15. Примаченко Б.М., Ковалева Н.А. Прогнозирование параметров структуры тканей из химических нитей. Часть I. Теоретические методы прогнозирования параметров структуры тканей из химических нитей // Химические волокна. - 2001, № 4. - С.62-66.

16. Примаченко Б.М., Ковалева Н.А. Прогнозирование параметров структуры тканей из химических нитей. Часть II. Определение параметров строения и механических характеристик химических нитей // Химические волокна. - 2001, № 5. - С.68-71.

17. Примаченко Б.М., Ковалева Н.А. Прогнозирование параметров структуры тканей из химических нитей. Часть III. Результаты теоретических и экспериментальных исследований параметров структуры // Химические волокна. - 2002, № 1. - С.63-66.

18. Примаченко Б.М., Ковалева Н.А. Прогнозирование параметров структуры тканей из химических нитей. Часть IV. Анализ результатов прогнозирования параметров структуры // Химические волокна. - 2002, № 1. - С.67-69.

19. Полякова Л.П., Примаченко Б.М. Метод отображения однослойного переплетения на ось действительных чисел // Изв.вузов. Технология текстильной пром-сти. - 2002, № 1. - С.44-49.

20. Примаченко Б.М., Привалов С.Ф., Агамов Ф.Н. Анализ состава шерстяных смесей для аппаратной пряжи технического назначения // Текстильная пром-сть. - 2002, № 12. - С.34-36.

21. Полякова Л.П., Примаченко Б.М. Исследование влияния переплетения на процесс формирования ткани на ткацком станке // Изв. вузов. Технология текстильной пром-сти. - 2003, № 1. - С.69-72.

22. Полякова Л.П., Примаченко Б.М. Исследование влияния переплетения основных и уточных нитей на прочностные и гигиенические свойства однослойных тканей // Изв. вузов. Технология текстильной пром-сти. - 2007, № 1С (300). - С.77-82. (Основные статьи в журналах и сборниках)

23. Примаченко Б.М. Влияние типа ткацкого станка и скоростного режима на величину прибойной полоски и обрывность основных нитей // Интенсификация технологических процессов текстильного производства: межвуз. сб. науч. тр. - Л., 1987. - С.60-64.

24. Примаченко Б.М., Труевцев Н.Н., Могильный А.Н. Анализ состава шерстяных смесей для аппаратной пряжи с целью его оптимизации // Эффективность производства и ресурсосберегающие технологии в текстильной и легкой пром-сти: материалы науч.-техн. семинара, 24-25 апреля 1987 г. - Л., 1987. - С.60-65.

25. Примаченко Б.М., Труевцев Н.Н., Браславский В.А., Молочков Г.А. Mitmekihilised kangad ialatsipealseks / Многослойные ткани для верха обуви // KERGETЦЦSTUS. - 1988, № 8. - С.17-19.

26. Примаченко Б.М. Исследование влияния конструкции ткацкого станка на процесс прибоя уточной нити // Оптимизация технологического процесса ткачества: межвуз. сб. науч. тр. - М., 1991. - С.17-23.

27. Примаченко Б.М., Ломов С.В., Жураев А.Т. Разработка и исследование многослойных тканей с высокой плотностью заполнения // Современные проблемы экономики и технологии текстильной и легкой пром-ти: межвуз. сб. науч. тр. - СПб., 1994. - С.145-152.

28. Lomov S.V., Primachenko B.M., Truevtzev N.N. Two-component multilayred woven fabrics: weaves, properties and computer simulation // Clothing science and tecnology. - 1997, Vol. 9, № 2. - P.98-112.

29. Примаченко Б.М., Ковалева Н.А., Яровая Л.В. Разработка теоретической модели для расчета силовых характеристик и параметров структуры тканей // Сборник статей аспирантов и докторантов / СПГУТД. - СПБ., 1999. - С.57-60.

30. Примаченко Б.М., Ковалева Н.А., Яровая Л.В. Исследование технологической возможности ткацкого станка Dornier HS при выработке технических тканей / СПГУТД. - СПБ., 2000. - Деп. в ВИНИТИ 24.04.00, № 1167 -ВОО.

31. Примаченко Б.М., Ковалева Н.А. Проектирование тканей из химических нитей по прочностным характеристикам // Текстиль, одежда, обувь: дизайн и производство: сб. ст. межд. науч. конф. / ВГТУ. - Витебск, 2002. - С.61-63.

32. Примаченко Б.М. Влияние механических характеристик нитей и параметров строения цилиндрической намотки на ее плотность // Вестник СПб государственного университета технологии и дизайна. - 2004, № 10. - С.61-69.

33. Примаченко Б.М. Разработка многослойных тканых изделий технического назначения и прогнозирование их технологических и эксплуатационных свойств // Современные полимерные волокна и нетканые материалы - инновационные технологии и продукция для ТЭК: сб. докл. межд. форума «Топливно-энергетический комплекс России: региональные аспекты», 4-7 апреля 2005 г. - СПб, 2005. - С.332-334.

34. Примаченко Б.М. Исследование нелинейности дифференциального уравнения изгиба участка текстильной нити // Вестник СПГУТД. - 2005, № 11. - С.10-14.

35. Примаченко Б.М. Теоретическое исследование процесса прибоя уточной нити на ткацком стенке // Вестник СПГУТД. - 2006, № 12. - С.56-64.

36. Примаченко Б.М. Деформация уточной нити и ее связь с параметрами структуры ткани // Науч.-прак. конф. посв.100-тию Розанова Ф.М.: сб. науч. тр. по ткачеству / МГТУ. - М., 2006. - С.115-125.

37. Примаченко Б.М. Численное моделирование процесса прибоя уточной нити на ткацком станке // Вестник СПГУТД. - 2007, № 13. - С.36-47. (Основные доклады и тезисы докладов на симпозиумах, конференциях и семинарах)

38. Примаченко Б.М. Исследование выработки ткани «Поплин» на станках АТ и АТПР // Пути развития науч.-техн. прогресса в текст. пром-сти: тез. докл. Респ. науч.-техн. конф., 9-10 октября 1986 г. - Тбилиси, 1986. - С.54-55.

39. Примаченко Б.М., Иванов Г.Б., Молочков Г.А. Многослойные ткани // Технический прогресс в развитии ассортимента и качества изделий легкой пром-сти: тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. молодых ученых, 13-15 мая 1987 г. - Иваново, 1987. - С.50.

40. Примаченко Б.М., Жураев А.Т., Труевцев Н.Н. Разработка и исследование новых многослойных тканей одежно-обувного ассортимента // Теория и практика бесчелночного ткачества: тез. докл. Рос. Респ. науч. конф., 24-26 ноября 1992 г. - М., 1992. - С.6-7.

41. Примаченко Б.М. Исследование процесса формирования ткани на ткацком станке // Теория и практика бесчелночного ткачества: тез. докл. Рос. науч. конф., 24-26 ноября 1992 г. - М., 1992. - С.33.

42. Примаченко Б.М., Жураев А.Т. Разработка многослойных тканей для верха обуви // Мухандислар тайлрлаш олийгохига асос солинганлигининг 25 йиллигига багишлаб ўтказилалтган проф.-ўкит. Ил-мийамалий конф.: тез. - Наманган, 1994 йил. - С.62.

43. Примаченко Б.М. Разработка двухкомпонентных многослойных тканей и материалов одежно-обувного ассортимента // Перспективные материалы и изделия легкой пром-сти: материалы науч.-прак. конф. - СПб, 1994. - С.26-27.

44. Примаченко Б.М., Суркова В.М., Мальгунова Н.А. Разработка и производство льняных джинсовых тканей для одежды и обуви // Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях: тез. докл. межд. науч.-техн. конф., 21-23 октября 1998 г. - Кострома, 1998. - С.79-80.

45. Примаченко Б.М., Яровая Л.В., Абакшина Н.Е. Технология выработки высокоплотных тканей технического назначения из полиэфирных нитей // Современные технологии и оборудование текстильной пром-сти: тез. докл. Всерос. науч.-техн. конф., 23-24 ноября 1999 г. - М., 1999. - С.38.

46. Примаченко Б.М., Полякова Л.П., Комаров А.А. Влияние переплетения основных и уточных нитей на параметры структуры и прочностные свойства ремизных тканей // Материалы юбилейной науч.-техн. межвуз. конф., 23-24 ноября 2000 г. - СПб: СПГУТД., 2000. - С.31-33.

47. Примаченко Б.М., Ковалева Н.А. Прогнозирование параметров структуры вискозных тканей // Материалы юбилейной науч.-техн. межвуз. конф., 23-24 ноября 2000 г. - СПб: СПГУТД., 2000. - С.54-56.

48. Примаченко Б.М. Разработка льнохлопковых многослойных тканей для текстильной обуви // Обувь. Изделия из кожи: тез. докл. науч.-прак. семинара: каталог второй Северо-Западной ярмарки товаров текстильной и легкой пром-сти, 13-14 сентября 2000 г. - СПб, 2000. - С.18.

49. Полякова Л.П., Примаченко Б.М. Исследование влияния переплетения на физико-механические и гигиенические свойства льнохлопковых тканей // Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях (Лен-2002): тез. докл. межд. науч.-техн. конф., 17-18 октября 2002 г. - Кострома: КГТУ, 2002. - С.61.

50. Примаченко Б.М., Суркова В.М., Мальгунова Н.А. Разработка и исследование новых льняных тканей джинсового ассортимента // Наука - льняному комплексу: тез. докл. науч.-прак. конф., 2-4 марта 1999 г. - Вологда, 1999. - С.48-49.

51. Примаченко Б.М., Привалов С.Ф., Агамов Ф.Н. Оптимизация технологии производства сушильных сукон для бумажной промышленности с целью улучшения их эксплуатационных свойств // Современные технологии и оборудование текстильной пром-сти (Текстиль-2002): тез. докл. Всерос. науч.-техн. конф., 26-27 ноября 2002 г. - М: МГТУ, 2002. - С.44.

52. Примаченко Б.М. Исследование механических характеристик нитей различного сырьевого состава и параметров строения // Современные технологии и оборудование текстильной пром-сти (Текстиль-2003): тез. докл. Всерос. науч.-техн. конф., 25-26 ноября 2003 г. - М.: МГТУ, 2003. - С.56.

53. Примаченко Б.М. Привалов С.Ф., Агамов Ф.Н. Влияние параметров процесса сушки и термостабилизации на усадку и прочностные характеристики сукон технического назначения // Современные технологии и оборудование текстильной пром-сти (Текстиль-2003): тез. докл. Всерос. науч.-техн. конф., 25-26 ноября 2003 г. - М: МГТУ, 2003. - С.79-80.

54. Примаченко Б.М. Прогнозирование величин критериев характеризующих процесс прибоя уточной нити на ткацком станке // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой пром-сти (Прогресс-2004): тез. докл. межд. науч.-техн. конф., 25-28 мая 2004 г. - Иваново: ИГТА, 2004. - С.42.

55. Примаченко Б.М. Исследование механических характеристик синтетических нитей для производства сеток используемых в целлюлозно-бумажной промышленности // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой пром-сти (Прогресс-2004): тез. докл. межд. науч.-техн. конф., 25-28 мая 2004 г. - Иваново: ИГТА, 2004. - С.58.

56. Примаченко Б.М. Разработка методов моделирования прочностных характеристик тканей при растяжении // Волокнистые материалы XXI век: тез. докл. межд. конф. и выст., 23-28 мая 2005 г. - СПб: СПГУТД, 2005. - С.179 (CD-диск: доклад).

57. Примаченко Б.М. Исследование влияния технологических параметров производства синтетических сеток на механические характеристики основных и уточных нитей // Актуальные проблемы проектирования и технологии изготовления текстильных материалов специального назначения (ТЕХТЕКСТИЛЬ-2005): тез. докл. Всерос. науч.-техн. конф., 19-20 октября 2005 г. - Димитровград: ДИТУДУТУ, 2005. - С.87-89.

58. Примаченко Б.М. Исследование структуры и эксплуатационных свойств тканых изделий статистическими методами // Современные технологии и оборудование текстильной пром-сти (Текстиль-2005): тез. докл. Всерос. науч.-техн. конф., 22-23 ноября 2005 г. - М: МГТУ, 2005. - С.47-48.

59. Примаченко Б.М. Прогнозирование параметров структуры и характеристик прочностных свойств высокоплотных тканей бытового и технического назначения // Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой пром-сти (Прогресс-2006): тез. докл. межд. науч.-техн. конф., 30 мая-1 июня 2006 г. - Иваново: ИГТА, 2006. - С.64.

60. Примаченко Б.М., Васильев Д.А., Труевцев Н.Н., Гусаков А.В. Разработка технологии производства и исследование тканей технического назначения из плоских полипропиленовых нитей // Современные технологии и оборудование текстильной пром-сти (Текстиль-2006): тез. докл. межд. науч.-техн. конф., 28-29 ноября 2006 г. - М: МГТУ, 2006. - С.45-46.

61. Примаченко Б.М. Влияние параметров строения и характеристик механических свойств основных и уточных нитей на структуру и физико-механические свойства тканей // Современные технологии и оборудование текстильной пром-сти (Текстиль-2007): тез. докл. межд. науч.-техн. конф., 27-28 ноября 2007 г. - М: МГТУ, 2007. - С.69-70.

62. Примаченко Б.М. Структурно-энергетический метод прогнозирования параметров структуры многослойных тканей бытового и технического назначения // Современные технологии и оборудование текстильной пром-сти (Текстиль-2008): тез. докл. межд. науч.-техн. конф., 11-12 ноября 2008 г. - М: МГТУ, 2008. - С.60-61.

63. Примаченко Б.М. Комплексные экспериментальные исследования сушильных сеток для целлюлозно-бумажной промышленности // Современные технологии и оборудование текстильной пром-сти (Текстиль-2008): тез. докл. межд. науч.-техн. конф., 11-12 ноября 2008 г. - М: МГТУ, 2008. - С.91-92. (Авторские свидетельства)

64. А.с. 1224365 СССР, МКИ Д 03 С 7/06 Устройство для выработки ажурной ткани к ткацкому станку / В.А. Гордеев, Б.М. Примаченко, В.М. Лейзина, Э.М. Белавадзе, Г.Г. Сафонова. - № 3686112/28-12; заявл. 05.01.84; опубл. 15.04.86, Бюл. № 14. - 1 с.: ил.

65. А.с. 1423645 СССР, МКИ Д 03 Д 11/00. Многослойная ткань / Б.М. Примаченко, Н.Н. Труевцев, В.А. Браславский. - № 4175556/31-12; заявл. 05.01.87; опубл. 15.09.88, Бюл. № 34. - 1 с.: ил. (Учебное пособие)

66. Труевцев Н.Н., Штут И.И., Примаченко Б.М. и другие. Механическая технология текстильных материалов. - СПб: Изд-во Санкт-Петербургского университета, 1993. - 212 с.

Размещено на Allbest.ru

...