Проектирование трикотажных изделий в чебышевских сетях

ТЕМА 6. Проектирование трикотажных изделий в чебышевских сетях

Многочисленные исследования показали, что метод вспомогательной сетки-канвы может быть использован для построения разверток деталей одежды не только из тканей, но и из других материалов и прежде всего из трикотажного полотна. Трикотаж в определенных условиях с определенными допущениями может быть приравнен к чебышевской сети поверхности. Для этого полотно должно быть предварительно деформировано в направлении петельных рядов или петельных столбиков, а затем размещено на поверхности с обязательным изменением углов в его элементарных ячейках. Поведение трикотажа в таком состоянии на поверхности в определенном диапазоне деформирования приближается к поведению чебышевской сети.

Построение разверток деталей из трикотажа методом вспомогательной сетки-канвы выполняют в два этапа: вначале с заданной поверхности снимают развертку оболочки из ткани (сетки-канвы) с учетом условий деформирования детали в трикотажном изделии, затем выбирают оптимальные условия для перевода полотна на заданной поверхности в состояние устойчивой оболочки и пересчитывают координаты развертки для трикотажа с учетом заданных условий.

Трикотаж по сравнению с тканью имеет большую подвижность структуры и более высокую растяжимость. Наличие подвижной петельной структуры придает полотну более высокую способность к формообразованию, оно легко принимает сложную пространственную форму изделия. Вместе с тем картина формообразования в полотне отличается большей сложностью по сравнению с тканью. Если в изделиях из ткани получение объемной формы достигается только за счет перекоса при сохранении длин нитей основы и утка, то в трикотаже перекос должен непременно сопровождаться растяжением полотна в поперечном или продольном направлениях или одновременно растяжением в обоих направлениях. При отсутствии линейных деформаций перекос практически невозможен. В полотне сразу же появляется складка, его поверхность становится волнистой, морщинистой, непригодной для одежды. По мере увеличения линейных деформаций возможности перекоса возрастают.

Соотношение линейных деформаций в направлении растяжения или направлении, обратном растяжению, зависит от свойств и структурных параметров полотна и определяется коэффициентом  :

 ,                                      (6.1)

где:  – величина относительного удлинения полотна вдоль петельных рядов при поперечном растяжении;

– относительная деформация сокращения размеров полотна вдоль петельных столбиков при поперечном растяжении до  .

Таким образом, при перекосе, сопровождающемся одноосным поперечным растяжением полотна, сочетания  и  в уравнении 6.1 не произвольны. Деформация  имеет как бы главное значение и может изменяться в определенных, допустимых для изделия пределах. Каждому значению деформации  соответствует определенная величина деформации  . Соотношение деформаций зависит от коэффициента m_x, характеризующего способность полотна сокращаться по ширине при одноосном продольном растяжении:

Рекомендуемые материалы

 ,                                      (6.2)

где:  – относительная деформация удлинения полотна вдоль петельных столбиков при одноосном продольном растяжении;

– относительная деформация сокращения размеров полотна вдоль петельных рядов при одноосном продольном растяжении до  .

Если перекос сопровождается двухосным растяжением полотна, то в уравнении 6.1 обе деформации  и  положительны и значения их не связаны между собой.

Вопрос о линейных деформациях в поперечном и продольном направлениях, сопутствующих перекосу полотна при формообразовании, очень важен и мало исследован. Практическое значение имеют такие диапазоны деформаций   и , которые могут быть получены и закреплены в изделии.

Способность трикотажных полотен первой, второй и третьей групп растяжимости к формообразованию подробно и наглядно представлена диаграммой их формуемости (рис. 6.1).

Сводная диаграмма формуемости трикотажных полотен для всех трех групп растяжимости получена на основе групповых диаграмм и несет в себе сокращенную информацию о геометрических изменениях в полотне при формообразовании. Диаграмма показывает взаимосвязь основных геометрических параметров полотна: угла между петельными рядами и столбиками j до момента появления складки в полотне.

Рис. 6.1. Сводная диаграмма формуемости

трикотажных полотен различных групп растяжимости:

I – первой, II – второй, III – третьей

Наиболее предпочтительным является такой вариант расположения осей, при котором перекос полотна минимальный. Минимальному перекосу соответствуют минимальные технологические деформации по срезам детали. При этом условии облегчается воспроизведение и закрепление формы детали. Уменьшение перекоса также благоприятно сказывается на использовании материала, ибо чем меньше перекос, тем меньше площадь развертки детали. Поскольку в оболочке перекос возрастает по мере удаления от исходных осей координат, для получения минимального перекоса желательно располагать начало координат ближе к условному центру детали.

Если способность к формообразованию ткани оценивается одним углом максимального перекоса (bmax), то способность к формообразованию трикотажного полотна определяется диаграммой формуемости. Диаграмма формуемости позволяет выявить для каждого угла j целую серию сочетаний e_y и e_x, обеспечивающих воспроизведение этого угла в оболочке из трикотажа, и является подробной и наглядной характеристикой способности полотна к формообразованию, пригодной для конструирования изделий.

Область диаграммы, ограниченная сверху уровнем прямых углов, отражает совокупность возможных (до появления складки) вариантов перекоса полотна и сопутствующих им линейных деформаций.

На определенном этапе работы конструктор получает топографию сетевых углов, которые должны быть воспроизведены в изделиях из трикотажа. Этот этап описан в лекции № 4. Именно развертка поверхности заданной детали с топографией сетевых углов является исходными данными для получения конструкции этой же детали из трикотажного полотна (рис. 6.2).

Пользуясь диаграммой, конструктор определяет для каждого угла j деформации e_y, e_x, которые позволяют получить этот угол при перекосе полотна в изделии. Затем из многообразия деформаций он выбирает те, которые обеспечивают наиболее рациональное использование полотна в изделии.

6.1. Построение разверток деталей трикотажных изделий методом вспомогательной сетки-канвы

Из всех известных инженерных методов построения разверток деталей одежды из трикотажных изделий нашел применение только метод, основанный на теории чебышевских сетей и осуществляемый с помощью вспомогательной сетки-канвы. Прочие методы развертывания оказались малопригодными, ибо построение разверток по ним осуществляется без учета деформаций, возникающих в материале в состоянии объемной формы изделия.

6.2. Исходные данные для построения разверток деталей трикотажных изделий методом вспомогательной сетки-канвы

К исходным данным для построения разверток деталей трикотажных изделий методом вспомогательной сетки-канвы относятся:

·  форма поверхности проектируемого изделия;

·  свойства материалов, из которых будет изготавливаться изделие;

·  технологические методы обработки и оборудование для изготовления изделия.

Рис. 6.2. Развертки переда и спинки женского джемпера

из сетки-канвы

Объемная форма трикотажного изделия может быть задана макетом внешней формы изделия или образцом-эталоном, надетым на манекен внутренней формы.

Проектирование трикотажных изделий за счет использования формовочных свойств предполагает наличие исчерпывающих данных о поведении полотна в условиях формообразования. При этом необходимо знать, что трикотажные полотна классифицированы по их растяжимости и согласно ГОСТ 8847-75 разделены на три группы:

полотна первой группы имеют растяжимость до 40 %;

второй группы – от 40 до 100 %;

третьей группы – более 100 %.

На основании результатов экспериментальных исследований ИВТИ известно, что показатель формуемости трикотажных полотен mx ориентировочно равен:

для полотен первой группы растяжимости.................. m_x=0,3;

второй.................................................................................... m_x=0,2;

третьей................................................................................... m_x=0,1.

При построении разверток трикотажных изделий необходимо иметь подробные сведения о методах обработки и оборудовании для изготовления этих изделий. Особенно серьезное внимание уделяется анализу технологических возможностей получения и закрепления формы изделий.

Важно знать способ получения деталей трикотажных изделий, ибо от этого зависят условия построения разверток деталей. Трикотажные изделия могут изготавливаться регулярным, полурегулярным и кроеным способами. При регулярном способе изготовления детали изделия полностью вывязываются на трикотажных машинах и не требуют подкроя перед пошивом. В полурегулярных изделиях некоторые срезы деталей полностью вывязываются на трикотажных машинах (заработанный низ стана изделия, низ рукава), а по другим срезам перед пошивом производят подрезку (пройма, горловина, окат рукава). В кроеных деталях все срезы вырезаются из полотна подобно изделиям из ткани.

6.3. Этапы построения разверток деталей трикотажных изделий методом вспомогательной сетки-канвы

Построение разверток деталей трикотажных изделий проводят по следующим этапам:

• анализ макета и разработка модели на макете внешней формы;
• выбор условий развертывания деталей изделий;
• подготовка вспомогательной сетки-канвы и образование из нее оболочки на поверхности детали изделия;
• анализ оболочки на макете;
• построение и анализ разверток оболочек из сетки-канвы;
• выбор условий создания объемной формы трикотажного изделия;
• расчет разверток деталей трикотажного изделия;
• анализ разверток деталей трикотажного изделия.

Первые пять этапов работ, начиная с разработки модели на макете и заканчивая анализом разверток оболочек из сетки-канвы, выполняются принципиально так же, как для изделий из ткани, и подробно описаны в лекции № 4. Только в одном из названных этапов, а именно при выборе исходных линий развертывания для трикотажных изделий, следует учитывать некоторые дополнения.

Кроме основных требований, таких как расположение основных линий развертывания по ортогональным геодезическим линиям поверхности, совмещение их с петельными рядами и столбиками, учет технических условий на раскрой деталей, учет свойства геодезических линий развертывания в прямую, обеспечение минимального расхода материала, минимальных технологических деформаций деталей по срезам и наивысшей формоустойчивости изделия, для трикотажных изделий оси OX и OY, выполняют и дополнительные условия.

В регулярных и полурегулярных изделиях низ зарабатывается на вязальной машине, его линия совпадает с направлением петельных рядов, и поэтому в развертках деталей она должна быть прямолинейной. По этой причине поперечную исходную линию развертывания для деталей регулярного и полурегулярного способов изготовления желательно совмещать с линией низа или располагать близко от нее.

Углы перекоса в оболочке из трикотажа должны распределяться равномерно по поверхности, чтобы не было узколокализованных зон большого перекоса, особенно в поперечном направлении детали. Это объясняется тем, что объемная форма трикотажного изделия будет воссоздаваться по средним значениям сетевых углов в каждой зоне оболочки. Если значения конкретных сетевых углов будут существенно отличаться от средних, то точное воспроизведение формы изделия невозможно. Для повышения равномерности значений сетевых углов в оболочке продольную линию развертывания желательно располагать в местах наиболее сложной поверхности детали (по участкам наибольшей выпуклости или вогнутости, а также на участках резкого перехода от одной формы кривизны к другой).

При выборе положения исходных осей следует учитывать возможности закрепления формы изделия. На опорных участках значительно легче закрепить деформации, необходимые для формообразования изделия, чем на неопорных. На неопорных участках желательно уменьшить перекос и сопутствующие ему деформации растяжения полотна. С этой целью поперечную ось целесообразно располагать по неопорным участкам или вблизи от них.

На участках незамкнутого контура поперечного сечения трикотажного изделия также желательно уменьшать формообразующие деформации полотна, т.к. и здесь закрепление полотна затруднено. Поэтому поперечную ось следует располагать на незамкнутых участках изделия или приближать к ним.

Таким образом, при выборе положения осей развертывания приходится решать сложную задачу. Иногда не удается обеспечить выполнение всех предпочтительных условий развертывания каждого из участков изделия. Задача сводится к тому, чтобы выбрать наиболее удачный из всех возможных вариант положения осей координат.

6.4. Выбор условий создания объемной формы трикотажного изделия

После выполнения первых пяти этапов работ получают развертки оболочек из сетки-канвы (рис. 6.2). Развертки деталей трикотажного изделия строят в результате последующей обработки разверток из сетки-канвы.

Основная задача построения разверток из трикотажа сводится к выбору наиболее выгодных условий формообразования изделия.

Создать индивидуальные условия формообразования полотна по каждой элементарной ячейке оболочки практически невозможно. Поэтому оболочку разбивают на зоны, внутри которых перекос принимают постоянным и равным среднему значению всех углов, входящих в зону. В одну зону объединяют участки оболочки, ограниченные двумя соседними линиями сети. Всю оболочку как бы делят на полоски в соответствии с условным классом точности, и для каждой из этих полосок рассчитывают среднее арифметическое значение сетевого угла. Можно принимать укрупненные зоны, включающие несколько смежных участков оболочки. Однако такое укрупнение допустимо, если на объединяемых зонах одинаковые или близкие сетевые углы, равные условия закрепления формы. Например, нельзя объединять в одну зону участки незамкнутого и замкнутого контуров поперечного сечения изделия.

На практике установлено, что требуемая форма изделия будет получена, если по каждой из зон воспроизведен соответствующий среднесетевой угол. Возможность усреднения перекоса подтверждается также тем обстоятельством, что в готовых изделиях, полученных по методу оболочек, происходит некоторое перераспределение перекоса в сторону увеличения его равномерности.

Для воспроизведения заданного перекоса необходимо прежде всего установить пригодный для изделия вид линейных деформаций полотна в оболочке (одноосное поперечное, одноосное продольное или двухосное растяжение полотна при перекосе). Как уже отмечалось ранее, для большинства видов трикотажных изделий (жакеты, джемперы, платья, пальто, брюки, юбки и т.д.) наиболее предпочтительно получение объемной формы за счет перекоса в сочетании с одноосным поперечным растяжением полотна. Для некоторых видов трикотажных изделий форму получают за счет перекоса в сочетании с одноосным или двухосным растяжением полотна (рейтузы, колготки).

После установления пригодного вида деформирования полотна в изделии определяют величины этих деформаций, позволяющих воспроизвести заданные сетевые углы по зонам развертки. Для этого в соответствующей диаграмме формуемости полотна находят все линии перекоса, расположенные на уровне среднесетевого угла, справа от линии критических углов. Варианты деформаций ey, ex, соответствующие каждой из этих линий перекоса, обеспечивают воспроизведение заданного сетевого угла в оболочке из трикотажа.

Важно не только получить заданные сетевые углы, важнее и сложнее обеспечить оптимальные условия использования полотна в изделии. Поэтому из всех возможных вариантов деформации по каждой зоне выбирают наиболее предпочтительный, который закладывают в конструкцию изделия. При выборе оптимальных деформаций ориентируются на следующие факторы: возможность устойчивого закрепления формы изделия, повышение износоустойчивости полотна и снижение расхода полотна на изделие. При этом приходится решать компромиссную задачу, ибо деформации, обеспечивающие наивысшую износоустойчивость, могут выявить наибольший расход материала. В каждом конкретном случае предпочтение отдается тому или иному фактору.

6.5. Расчет и анализ разверток деталей трикотажного изделия

Координаты разверток деталей трикотажного изделия определяют по координатам разверток оболочек из сетки-канвы путем пересчета последних в соответствии с принятыми оптимальными величинами деформаций по зонам разверток. Для этого измеряют координаты характерных точек разверток оболочек из сетки-канвы и пересчитывают их по уравнениям:

где:   Cтр, Uтр – искомые координаты разверток деталей из трикотажа;

Xc, Yc – координаты разверток деталей из сетки-канвы;

e_x, e_y – оптимальные относительные деформации полотна в поперечном и продольном направлении, принятые для каждой зоны развертки. По полученным значениям координат Xтр, Yтр находят положение каждой конструктивной точки развертки из трикотажа и оформляют чертежи, как показано на рис. 6.3.

Рис. 6.3. Развертки переда и спинки

из сетки-канвы (1) и трикотажного полотна (2)

Следует отметить, что расчет и построение разверток из трикотажа проводят по каждой зоне отдельно, начиная с зон, прилегающих к исходным линиям развертывания. При построении каждой зоны ось Х мысленно переносят на нижнюю границу этой зоны, и вертикальные координаты характерных точек, входящих в зону, измеряют только для нового положения оси Х.

Получение развертки из трикотажа анализируют так же, как и развертки из ткани. Кроме того, развертки из трикотажа сравнивают с аналогичными развертками деталей изделия из ткани.

Вопросы для самоконтроля

1.  Назовите основные этапы построения разверток из трикотажа и дайте им краткую характеристику.

2.  Что называется показателем формуемости трикотажных полотен и как зависит его величина от растяжимости?

3.  Дайте характеристику сводной диаграммы формуемости трикотажных полотен

4.  Перечислите исходные данные для построения разверток трикотажных изделий методом вспомогательной сетки-канвы

5.  Перечислите основные требования к расположению исходных линий развертывания в трикотажных изделиях

6.  В чем заключается сущность формообразования полотна в трикотажных изделиях?

7.  Какие средства закрепления проектируемых деформаций полотна в изделие Вы знаете?

8.  Как рассчитываются координаты основных конструктивных точек в конструкциях трикотажных изделий?

ЛИТЕРАТУРА

Конструирование одежды с элементами САПР: Учеб. для вузов / Е.Б. Коблякова, Г.С. Ивлева, В.Е. Романов и др. – М.: Легпромбытиздат, 1988.

Рекомендуем посмотреть лекцию "Письменная литература".

Сурикова Г.И., Флерова Л.Н., Юдина Л.П. Использование свойств полотна при конструировании трикотажных изделий. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.

Стебельский И.В. Макетно-модельный метод проектирования одежды. – М.: Легкая индустрия, 1972.

Флерова Л.Н., Сурикова Г.И. Материаловедение трикотажа. – М.: Легкая индустрия, 1972.

Чебышев П.Л. О кройке одежды. Полное собрание сочинений. Том V. – М., 1955.

Буданова Т.И., Савостицкий А.В. Модельно-макетный метод проектирования швейных изделий / В реф. сб. Швейная промышленность, № 4. – М., 1978.

http://abc.vvsu.ru/Books/l_chebysh/page0012.asp