Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ процессов изготовления и проектирования лечебно- бандажных корсетных изделий 13
1.1. Характеристика объектов исследования 13
1.2. Существующие классификации корсетных изделий 15
1.3. Анализ конструктивного обеспечения процессов проектирования лечебно-бандажных корсетных изделий 16
1.3.1 Характеристика информационной базы процесса проектирования 16
1.3.2. Биомеханические и антропоморфные особенности человека при выполнении движений 22
1.3.3. Анализ существующих способов и методик конструирования корсетов 25
1.3.4. Анализ существующих конструктивных решений корригирующих корсетов 26
1.4. Анализ технологических процессов изготовления корсетных изделий 30
1.4.1 Анализ существующих технологий изготовления ортопедических корсетных изделий 30
1.4.2. Разработка классификаций способов изготовления корсетных изделий 32
Выводы и постановка задач исследования 36
2, Аналитическое обоснование организации процессов проектирова ния и изготовления корсетных изделий заданного качества 38
2.1. Использование принципов системного подхода к рассмотрению корсета 38
2.2. Анализ системы «человек - корсет - среда» 39
2.3. Анализ системы «корсет» 43
2.4. Разработка коэффициентов соответствия элементов системы «корсет» 46
2.5. Анализ существующих способов изготовления ортопедических корсетов с позиций их соответствия заданному комплексу требований 49
3. Совершенствование и исследование технологии изготовления корсетных изделий из композиционных материалов 54
3.1. Совершенствование технологии изготовления корсетных изделий 54
3.1.1. Обоснование принципов совершенствования технологии изготовления корсетных изделий 54
3.1.2. Определение рационального состава полимерной композиции 55
3.1.3. Разработка технологического процесса изготовления корсетных изделий из композиционных материалов 56
3.1.4. Разработка структуры процесса изготовления корсетов 57
3.2. Экспериментальные исследования составляющих композицион ного материала 60
3.2.1. Разработка рекомендаций для изготовления композиционного материала 60
3.2.2. Экспериментальные исследования материалов подложки 61
3.2.3. Исследование взаимодействия нитей различного волокнистого состава с полимерной композицией 66
3.2.4. Исследование влияния структурных характеристик подложки и состава полимерной композиции на свойства композита 68
3.2.5. Определение рационального количества полимерной композиции, наносимой на подложку 73
4. Теоретическое обоснование методики преобразования входной информации в конструктивные параметры 74
4.1. Определение рационального объема антропометрическойинформации 74
4.2. Разработка способов преобразования входной информации в конструктивные параметры при проектировании корригирующих корсетов 76
4.2.1. Теоретическое обоснование использования биомеханических характеристик потребителя при проектировании корсетов 77
4.2.2. Разработка алгоритма преобразования входных данных в конструктивные параметры разверток корригирующих корсетов 81
4.3. Разработка способов преобразования входных параметров при проектировании некорригирующих корсетов 87
4.3.1. Обоснование методики антроподинамического исследования поверхности торса 87
4.3.2. Обработка результатов антроподинамического исследования 94
4.3.3. Разработка трехмерной модели торса 98
4.3.4. Проверка адекватности разработанной модели торса 101
4.3.5 Характеристика способа преобразования входной информации при проектировании некорригирующих корсетов 106
4.4. Разработка алгоритма конструктивной подготовки корсетных изделий 107
5 Практическая реализация процессов проектирования и изготовления корсетных изделий 110
5.1. Разработка измерительно-корригирующего комплекса 110
5.2. Разработка требований к процессу проведения антропометрических и стабилометрических измерений 112
5.3. Разработка программы построения разверток корсетов в САПР «Грация» 113
5.4. Обоснование и разработка конструкций некорригирующих корсетных изделий 117
5.5. Разработка способов изготовления корригирующих и некорригирующих корсетов 121
5.6. Апробация и промышленное внедрение лечебно-бандажных корсетных изделий и технологии их изготовления 122
Заключение 125
Список использованных источников 129
Приложения
- Существующие классификации корсетных изделий
- Анализ системы «человек - корсет - среда»
- Экспериментальные исследования составляющих композицион ного материала
- Разработка способов преобразования входной информации в конструктивные параметры при проектировании корригирующих корсетов
Введение к работе
Актуальность работы. В ассортименте корсетных изделий особое место занимают лечебно-бандажные корсетные изделия, применяемые для профилактики и лечения заболеваний и травм опорно-двигательного аппарата. В современных условиях спрос на корсетные изделия этой группы постоянно растет.
Большинство имеющихся технологий изготовления изделий медицинского назначения не отвечают современному уровню развития техники и технологии, качество изготавливаемых изделий в большинстве случаев все еще остается низким, медленно внедряются новые виды изделий.
Совершенствование всех этапов процесса изготовления корсетных изделий ортопедического назначения возможно путем внедрения прогрессивных методов и технологий, освоенных предприятиями индивидуального изготовления одежды, протезно-ортопедическими предприятиями.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим планом научных исследований Ивановской государственной текстильной академии по научно-технической программе «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» и по единому наряд-заказу Министерства образования РФ на 2001,2002 года.
Цель работы состояла в повышении качества корсетных изделий специального назначения за счет совершенствования процессов их конструкторско-технологической подготовки и изготовления на основе аналитических и экспериментальных исследований.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
-
выявлены механизмы управления качеством корсетных изделий на разных стадиях их изготовления (проектирование конструкции, получение композиционного материала, технологическая обработка деталей корсета);
-
разработана новая технология изготовления лечебно-бандажных корсетных изделий;
-
разработаны новые композиционные материалы, обеспечивающие совершенствование технологии и улучшение эргономических характеристик готовых изделий;
-
разработана методика сквозного проектирования корсетных изделий, обеспечивающая взаимосвязь процессов получения исходных данных, их преобразования с учетом предполагаемой коррекции, построения разверток и изготовления корсетных изделий;
-
разработаны варианты конструкций корсетных изделий с использованием унифицированных конструктивных элементов, обеспечивающие рациональное сочетание эргономических и функциональных характеристик.
Общая характеристика объектов и методов исследований. Объектами исследований явились:
форма и размеры поверхности торса фигуры с нарушением ОДА;
поверхность торса человека в статике и в динамике;
контуры графической модели поверхности торса человека в процессе ее коррекции корсетами;
ткани, нетканые материалы и трикотажные полотна разнообразного волокнистого состава;
образцы композиционных материалов на разных стадиях технологического процесса;
ниточные и клеевые соединения жесткоформованных деталей швейных изделий.
Поставленные в работе задачи решены с использованием комплексного подхода, объединяющего методы теоретических и экспериментальных исследований (методологии системного подхода к вопросам проектирования, каркасной теории поверхностей, инженерных методов получения разверток, орга-нолептических и инструментальных методов, в том числе световой микроскопии, бесконтактной антропометрии, а также компьютерных методов моделирования объектов). Исследования выполнены как на стандартных приборах и промышленном оборудовании, так и на специально разработанных приборах для антропометрических и антроподинамических исследований человека, свойств различных текстильных материалов, нитей и композиционных материалов.
Достоверность результатов, полученных в диссертационной работе, подтверждена статистической обработкой результатов измерений, нахождением систематической и случайной погрешностей. Отношение систематической и случайной погрешностей имеет вид 2<%(j}<4 при доверительной вероятности 0.95.
Научная новизна заключается в теоретическом обосновании комплекса исходных данных и методики их преобразования при проектировании корсетных изделий различного назначения.
Впервые получены следующие результаты:
аналитически обоснована структура процесса проектирования и изготовления корсетных изделий различного назначения, отражающая взаимосвязь между входной информацией и конструктивно-технологическими параметрами, а также выходными характеристиками, выявлены механизмы управления качеством корсетных изделий на всех стадиях конструктивно-технологической подготовки;
обоснована рациональная структура информационной базы данных, обеспечивающая проектирование конструкций с учетом назначения изделий;
экспериментально обоснована трехмерная компьютерная модель поверхности торса в статике и при выполнении характерных движений;
- теоретически обоснована методика преобразования входной информации в
конструктивные параметры проектируемого изделия.
Практическая значимость:
разработана новая технология изготовления корсетных изделий медицинского назначения;
разработан алгоритм построения разверток корсетов различного назначения и изготовлен измерительно-корригирующий комплекс, реализующий принципы сквозного проектирования;
разработаны рациональные пакеты композиционных материалов;
разработаны варианты конструкций ортопедических корсетов, поясов-корсетов и поясов, позволяющие обеспечить требуемый уровень медико-функционального и эргономического соответствия.
Техническая новизна разработок подтверждена патентом РФ на изобретение № 2246969 «Способ изготовления иммобилизирующих изделий», патентом РФ на полезную модель №30570 «Ортопедический пояс-корсет», свидетельством об отраслевой регистрации разработки «Программа автоматизированного построения разверток ортопедических корсетных изделий для коррекции осанки» № 3498 (номер государственной регистрации: 50200400497).
Технология изготовления композиционного материала внедрена на ООО «Проп-Уретан» (г.Владимир), на варианты композиционных материалов получены гигиенические сертификаты и разрешение на клиническую апробацию Минздрава РФ. Варианты конструкций прошли клиническую апробацию в городской больнице восстановительного лечения № 5 г. Иванова.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на:
международных научно-технических конференциях: «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности», Иваново, 2001 г., 2004 г.; «Перспективы использования компьютерных технологий в текстильной и легкой промышленности», Иваново, 2003 г.; «Роль предметов личного потребления в формировании среды жизнедеятельности человека», Москва, 2002 г.;
международной научно-практической конференции «Материаловедение-2002», Москва, 2002 г.;
международном конгрессе «Человек и его здоровье», Санкт-Петербург, 2001г.;
всероссийской научно-технической конференции «Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности», Санкт-Петербург, 2004 г.;
- межвузовских научно-технических конференциях: «Молодые ученые - раз
витию текстильной и легкой промышленности», Иваново, 2002 г., 2003 г.,
«Студенты и молодые ученые КГТУ - производству», Кострома, 2003 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 работ, из кото
рых 1 патент на изобретение, 1 патент на полезную модель, 1 свидетельство об
отраслевой регистрации разработки, 2 статьи, 6 материалов докладов и 6 тезисов докладов.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, литературного обзора (1 глава), аналитического обоснования организации процессов проектирования и изготовления корсетов (2 глава), результатов разработок и исследований (3 и 4 главы), практической реализации усовершенствованных процессов конструктивной и технологической подготовки корсетов (5 глава), выводов, списка используемой литературы, приложений. Работа изложена на 170 страницах машинописного текста, содержит 30 рисунков, 3 таблицы и список использованных источников из 129 наименований, 10 приложений.
Существующие классификации корсетных изделий
Как показано в п. 1.1 по функциональному назначению выделяют косметические и лечебно-бандажные корсетные изделия.Согласно функциональному назначению ортопедические корсетные изделия могут изготавливаться из материалов разных видов и способов получения. По степени фиксации одеваемой поверхности их можно разделить на: мягкие, жесткие и полужесткие /12/,
Мягкие корсетные изделия изготавливаются из плотных хлопчатобумажных или шелковых тканей с эластичными свойствами, применяется также эластичная бандажная резина /13, 14/. За счет свойств используемых материалов изделия не оказывают воздействия на ОДА, но оказывают давление на мягкие ткани поверхности торса, обеспечивая поддержание внутренних органов.
Для лечения и профилактики заболеваний ОДА используются жесткие и полужесткие корсетные изделия. Жесткие корсеты обеспечивают максимальную разгрузку и иммобилизацию охватываемых участков. Детали их изготавливаются из гипса, пластических масс, полиэтилена, полипропилена, слоистых пластиков и соединены между собой жестко (фиксирующие и корригирующие корсеты)/15 - 18/.
Полужесткие корсетные изделия изготавливаются из кожи и эластичных материалов (ткани, трикотажные полотна) с фиксированными или подвижными деталями в виде планшеток, косточек, пластин из гибкой стали или пластмассы (разгружающие корсеты) /14/. Они обеспечивают разгрузку позвоночника за счет жестких деталей и в тоже время применение эластичных материалов обеспечивает некоторую возможность движения, уменьшение массы изделия, что приводит к значительному повышению эксплуатационных характеристик изделий.
С точки зрения конструкции ортопедические корсетные изделия можно разделить на сплошные и дискретные. К первому виду относятся изделия, детали которых охватывают одеваемую поверхность торса полностью (пояса, тали которых охватывают одеваемую поверхность торса полностью (пояса, бандажи и т.д.), ко второму - одеваемая поверхность охватывается частично, изделия представляют собой каркасы из металлических или пластмассовых шин и рам, модулей, пластин и секций (рамочные, секционные и модульные корсеты, аппараты, корсеты-аппараты, реклинаторы и т.д.) /13, 19/,Достоинством дискретных конструкций является свобода действий при выполнении определенных движений, при фиксации позвоночного столба в строго заданных положениях туловища. Кроме того, такие конструкции обеспечивают вывод продуктов обмена из пододежного пространства через так называемые «свободные зоны», т.е. зоны, расположенные между жесткими частями. Использование дискретных конструкций не вызывает затруднений при дыхании потребителя.
В результате анализа литературных источников установлено большое различие в используемых методах классификации корсетных изделий и составе исходной информации, а также отсутствие единой схемы классификации. На основании систематизации полученной информации разработана классификация корсетных изделий (рисунок 1.1), основанная на подразделении их на группы по функциональному назначению, на классы по ассортименту, на виды по конструкции и на типы по используемым материалам.Для построения конструкций корсетных изделий необходима антропометрическая информация, основанная на измерении тела человека и его частей /20, 21/.
При проектировании ортопедических корсетов необходима полная и достоверная информационная база об антропометрических характеристикахпотребителя с нарушениями опорно-двигательного аппарата (ОДА), которыемогут сопровождаться деформацией поверхности тела (сколиоз).
Деформация поверхности тела при сколиозе характеризуется асимметрией формы и расположения отдельных частей тела во фронтальной и сагиттальной плоскостях, что приводит к нарушению конфигурации туловища /25 - 28/. В результате систематизации информации, полученной из различных литературных источников, установлено, что о наличии нарушений осанки во фронтальной плоскости могут свидетельствовать следующие признаки: асимметрия поперечных и продольных размерных характеристик, выражающаяся в разности высот и расположения относительно позвоночника одноименных антропометрических точек (плечевых, выступающих точек лопаток и груди и т.д.) справа и слева; асимметрия линий треугольников талии спереди и сзади; смещение и разворот (торсия) отдельных сегментов торса (лопаток, грудных желез и т.д.) относительно срединно-сагиттальной плоскости по отношению друг к другу; асимметрия развития мышц с правой и левой сторон.
Деформация тела в сагиттальной плоскости характеризуется недостаточной или чрезмерной величиной сагиттальных изгибов позвоночника (кифоза и лордоза).В практике получения антропометрической информации о фигуре потребителя выделяют две группы методов: контактные и бесконтактные.
При контактном способе форму поверхности объемных тел изучают непосредственно механическим соприкосновением щупов прибора и инструментов или копированием формы тела при помощи пластических масс, гипса и т.д. Измерения производят между антропометрическими точками, соответствующими ясно выраженным, легко прощупываемым образованиям скелета/29, 30/.
Контактные измерения производят с помощью портативного антропометра системы Р. Мартина (проекционные продольные измерения), сантиметровой полотняной или стальной лентой (обхватные, поперечные, продольные разме ры), гониометров и угломеров (для измерения наклона отдельных частей тела),толстотного циркуля (проекционные поперечные измерения) и т.д. /27, 31 —35/.
Наиболее распространенным в швейной промышленности контактным способом является способ получения информации о поверхности фигуры в виде массива размерных признаков. Размерные признаки, принятые для типовых фигур /36, 37/, не всегда бывают достаточны при проектировании изделий для потребителей с нарушениями ОДА. Величины одноименных размерных признаков у таких людей, снятые по левой и правой стороне тела, могут значительно различаться. При этом для фигур с различными видами деформаций торса неправомерным оказывается традиционно равное распределение обхватов и ширин на правую и левую сторону, Кроме того, такой способ получения исходных данных не позволяет учитывать изменения поверхности фигуры в процессе коррекции при проектировании разверток корригирующих корсетов. Поэтому такой способ получения информации приемлем только для построения конструкций изделий без коррекции (фиксирующих и разгружающих) на симметричную фигуру потребителя.
Задание поверхности торса каркасной графической моделью, представляющей собой дискретный каркас торса фигуры (точечный, линейный, сетчатый) /38/, позволяет решать любые конструкторские задачи с той степенью точности, с которой задана сама графическая модель. Для целей проектирования одежды чаще всего используют каркас, состоящий из восьми горизонтальных сечений на основных антропометрических уровнях и двух проекций фигуры - фронтальной и профильной. Для построения каркаса необходимо иметь 3-х мерные координаты точек поверхности, которые могут быть рассчитаны с использованием проекционных размерных признаков (высот, диаметров, глубин) или получены со считывающих устройств при бесконтактном обмере.
Бесконтактным способом /39, 40/ изучают формы поверхности объемных тел при помощи специальной аппаратуры, излучающей световые или электромагнитные волны, К бесконтактным способам можно отнести:
Анализ системы «человек - корсет - среда»
Поскольку строение корсета зависит от телосложения и состояния ОДА конкретного потребителя, рассматривать его функционирование вне человека бессмысленно. Как предмет, непосредственно взаимодействующий с челове ком, корсет должен обладать такими свойствами, формой и строением, которые бы соответствовали индивидуальным особенностям человека /72/.
Специфической функцией корсета является оказание лечебного воздействия в окружающей потребителя среде (лечебные, бытовые или производственные условия эксплуатации). При этом корсет должен предохранять человека и результат лечебного воздействия от деформирующего влияния среды и в тоже время, являться средством, позволяющим человеку с повреждениями ОДА существовать в этой среде.
Приспособленность изделия к человеку в окружающей среде должна характеризоваться не только медико-функциональным соответствием изделия условиям эксплуатации, т.е.физической среде, а также обеспечивать соответствие социальной среде, не нарушая психофизиологическое состояние потребителя.
Входными факторами системы по отношению к рассматриваемому объекту "корсет" являются характеристики элементов "человек" и "среда". Для анализа взаимодействия элементов важны следующие параметры: антропометрические и биомеханические характеристики потребителя и эргономические характеристики изделия с учетом условий его эксплуатации.
От входных факторов образуются информационные связи (7?,), представленные в виде требований к изделию. Формирование требований осуществляется с двух позиций: с позиции каждого конкретного потребителя — требования выражаются в обеспечении максимального антропометрического и эргономического соответствия изделия, с позиции же достижения медико-функциональной эффективности изделия - требования потребителей должны быть определенным образом ограничены (R0).Медико-функциональными являются следующие требования: создание и поддержание заданной объемной формы потребителя (антропометрические ограничения (# ,)); изменение биомеханических характеристик до заданных значений (биомеханические ограничения (Roe)) , ограничение определенных видов движений определенных отделов позвоночника (эргономические ограничения (R0 j).
На основании представленных требований весь объем внешних входных факторов преобразуется в требуемые для проектирования корсетов антропометрические и биомеханические характеристики потребителя, а также в требуемые эргономические характеристики изделия (внутренние для элемента "корсет" входные параметры). Таким образом, R , R и Коэ должны преобразовываться в размерные связи Rra, i? и Rn, т.е. в конкретные величины антропометрических, биомеханических и эргономических характеристик, которые могут быть использованы непосредственно в процессе проектирования корсетов, что позволит изменить восприятие фигуры тем или иным образом: утягивая мягкие ткани поверхности торса или изменяя осанку.
Таким образом, концепция корсета формируется в процессе определения входных параметров системы "корсет". Схема процесса формирования входных параметров системы "корсет" представлена на рисунке 2.2.
Например, при проектировании утягивающего корсетного изделия используется не входной параметр От (обхват талии), а его величина с учетом коэффициента утяжки (Кут), т.е. Ria (0m) преобразуется в величину Rm (Om(Kf= ОтКуп). Таким образом, при проектировании лечебно-бандажных корсетных изделий каждому входному параметру Rt должна быть задана функция f0j, которая и определяет процесс преобразования: Rn- =fOJ- (Rtj).
Сам процесс формирования внутренних входов системы "корсет" может быть охарактеризован как поиск способов представления функции для каждого / - го исходного параметра: Для эффективной организации процесса изготовления корсета заданного качества необходимо провести анализ внутренней организации системы i% «корсет», который основан на определении связей между элементами системы: материал, конструкция, технология. Элемент системы «материал» пред ставляет собой свойства используемых текстильных материалов. При изготовлении корсетов наряду с текстильными материалами широко используются различные композиционные материалы, которые получаются при наложении композиционных связей (Якамп) на исходные текстильные материалы. Под Rm\m подразумевается способ получения композита (пропитывание текстильного материала гипсом, полимерной композицией, заливка полимерной композиции в оболочку из текстильных материалов и т.д.). В большинстве случаев для изготовления корсетов используют следующие материалы: пластические массы, слоистые пластики, полиэтилен и т.д., что обуславливает отсутствие композиционных связей.
Создание объемной формы деталей корсета возможно за счет формовочных свойств композиционных материалов, обеспечение направленного воздействия деталями корсета для фиксации или перемещения сегментов торса потребителя - за счет механических свойств композиционных материалов (жесткость и упругость) или эластических свойств текстильных материалов.
Основными факторами создания объемной формы деталей элементом «конструкция» является развертка поверхности торса, на которую нанесены конструктивные линии (швы и вытачки). Определение количества и места расположения конструктивных линий на развертке представляет собой связь конструктивных линий с разверткой при построении конструкции (RKJl). Обеспечение направленного воздействия конструктивными способами возможно за счет определения величин прибавок (/?„), а также за счет расположения функциональных элементов на развертке (Яф.э) Для частичного ограничения подвижности позвоночника детали должны деформироваться таким образом, чтобы определенные движения они ограничивали (например, наклоны и повороты в сторону), сохраняя при этом возможность осуществления других движений (например, наклоны вперед). Конструктивно это возможно только за счет горизонтального и вертикального членения жестких деталей на более мелкие детали (RKJt).
Экспериментальные исследования составляющих композицион ного материала
В соответствии с разработанной технологией основные эргономические, функциональные и технологические характеристики получаемых жестких и полужестких корсетов, т.е. их комплекс свойств GXi/ebWfJ), в первую очередь, определяются свойствами используемого композиционного материала.
Согласно выражению (2.8), которое представлено во второй главе, повышение коэффициента соответствия композиционного материала (Кем) назначению корсета возможно за счет: повышения коэффициента соответствия используемых материалов повышения коэффициента соответствия используемых режимов обработки композиционных материалов (Ксреж).Разработанная технология изготовления корсетов основана на использовании композиционного материала, полученного путем пропитывания подложки ППУ композицией, Кс ttW определяется коэффициентом соответствия подложки (Кс„а&,) и коэффициентом соответствия ППУ композиции (Ксквш):
Таким образом, для обеспечения соответствия механических, физических и формовочных свойств изготавливаемого композиционного материала назначению корсета необходимо разработать следующие рекомендации: 1) по выбору материала подложки (его вида, структурных характеристик и волокнистого состава), что позволит осуществить управление2) по определению рационального количества полимерной композиции, нанесенной на подложку, а также по продолжительности реакции полимеризации композиции, что позволит управлять Кс шт.
По результатам проводимых исследований 1151 установлено, что в качестве подложки может быть использован любой пористый волокнистый материал. Основные требования к материалам для подложки представлены в таблице 3.1.
Этим требованиям соответствует разнообразный ассортимент тканей, нетканых материалов, трикотажных полотен. Поэтому целью исследований явился выбор вида материала подложки для жестких и полужестких корсетов различного назначения.Объектами данного этапа исследований выбраны следующие виды материалов различного волокнистого состава: трикотажные полотна, ватин, синтепон, поролон, ткани и нетканые материалы, отвечающие предъявленным требованиям. Выбранные материалы пропитывались жидкой полиурета-новой композицией, увлажнялись и отверждались. В лабораторных условиях на базе ИГТА определены характеристики материалов до отверждения: вид переплетения, растяжимость, толщина, поверхностная плотность; и после отверждения: толщина, прочность на изгиб, воздухопроницаемость, точность воспроизведения объемной формы и количество сорбируемой полимерной композиции (таблицы 3.2 и 3.3).
Испытания по определению толщины исследуемых материалов проводились по ГОСТ 12023-93 /76/, растяжимости - по ГОСТ 8847-85 /77/ и по ГОСТ 3813-72 /78/, поверхностной плотности - по ГОСТ 8845-87 /79, 80/, прочности на изгиб - по ГОСТ 9550-81 /81/, воздухопроницаемости - по ГОСТ 12088-77 /82/, количества сорбируемой полимерной композиции - по Точность воспроизведения объемной формы оценивалась коэффициентом К (формула 3.4) на макете (рисунок 3.1), имитирующем сложную объемную форму торса человека /73/.
Для определения коэффициента К (3.4) изготавливались образцы, имитирующие деталь корсета, выкроенные в соответствии с разверткой поверхности макета и сформованные по одной стороне его наружной поверхности.чество полимерной композиции (3.0 - 3.5 кг на кг материла), по сравнению сдругими видами армирующих материалов.
Минимальное количество композиции поглощает полотно нитепро-шивное из стекловолокна (1,0 кг/кг), что объясняется химической природой волокон, гладкостью их поверхности, препятствующей поверхностной сорбции.
Прочностные характеристики композиционных материалов, полученных при отверждении двух слоев материала, повышаются от 43.5 % (стекло-полотно) до 110.2 % (трикотажное полотно (сетка)), по сравнению с композитами, полученными из одного слоя.
Однако, композиционные материалы, полученные при использовании в качестве подложки ватина, синтепона, поролона имеют самые низкие значе-ния коэффициента воздухопроницаемости (44 - 60 дм /см с). Для обеспечения циркуляции воздуха в корсетах из таких материалов необходимо выполнение перфорации или обработка отверстий в деталях корсета.
Из всех исследуемых композиционных материалов наилучшими показателями воздухопроницаемости обладают композиты из трикотажных поло-тен (82 - 190 дм /см с), что объясняется наличием ячеек в структуре трикотажа.Кроме того, композиты из трикотажных полотен имеют наибольшую точность воспроизведения объемной формы (К = 0.8 - 1.0)), что позволяет использовать их для получения деталей сложной формы.
Анализ результатов исследований позволил сделать выводы о том, что использование разных материалов в качестве подложки позволяет получать композиты с разными свойствами. Из всего ассортимента исследуемых материалов трикотажные полотна наиболее перспективны /84, 85/. Целью исследования явился выбор рационального волокнистого состава для материалов подложки. Объектами исследований являлись нити длиной один метр различного волокнистого состава (полиэфир, лен, х/б, стеклонить, полиамид).
На данном этапе проводились следующие исследования: определялся привес полимерной композиции одним метром нитей по ГОСТ 3816-81/83/; определялось изменение ширины пропитанных нитей по сравнению с непропитанными при помощи микроскопа МПБ-2; Результаты исследований представлены на рисунке 3.2.
Разработка способов преобразования входной информации в конструктивные параметры при проектировании корригирующих корсетов
В настоящее время при проектировании одежды биомеханические и эргономические исходные данные не используются, а преобразование Ria в Yftr осуществляется следующими способами /88/:1) конструктивные параметры определяются посредством припусков (Я) на свободу облегания, швы, и т.д. (йг = Ria + 77,). Точность определения конструктивных параметров зависит от способности конструктора определить величины припусков. При проектировании одежды величины необходимых припусков исследованы и приведены в рекомендациях. Для проектирования корригирующих корсетов таких рекомендаций нет;2) конструктивные параметры определяются с использованием зависимости между размерами одежды и фигуры с использованием эмпирических формул dY.Rr в&а + Ь, где а к b - коэффициенты предполагаемой связи между размерами деталей изделия и фигуры). Эти зависимости не постоянны и справедливы только для фигур определенного телосложения и определенных видов изделия. Для фигур с нарушениями осанки эти зависимости не могут быть применены;3) конструктивные параметры определяются с использованием графических приемов непосредственно на чертеже при построении точек и линий. Точность данного способа преобразования зависит от правильности выбора графического приема и от способности конструктора использовать его. В методиках проектирования корсетных изделий такие приемы разработаны не для всех видов изделий и не связаны с типами фигур.
Анализ существующих способов преобразования исходных данных в конструктивные параметры показал, что они приемлемы только для проектирования мягких корсетных изделий. Для жестких и полужестких корсетов (корригирующих и некорригирующих) необходим иной подход.
Корригирующие и некорригирующие корсеты проектируются на фигуры с нарушениями ОДА, которые сопровождается изменением типа стояния: проекция ОЦМ на опорной площадке занимает иное, чем в норме пространственное положение (координаты х и у стабилометрического отчета не равны 0), Однако сами величины Дх и Ду не могут быть приняты во внимание для проектирования корригирующих корсетов. Поэтому необходимо разработать новые объективные характеристики для оценки статической устойчивости фигуры.
Вертикальное положение тела в процессе стабилометрического исследования храктеризуется тем, что:1. измеряемый имеет опорный контур, представляющий собой четырехугольник, определяемый положением стоп на стабилометриче ской платформе;2. на измеряемого действует только сила тяжести Р.
В /89/ показано, что при отсутствии воздействия на объект внешних опрокидывающих сил, запас статической устойчивости на опрокидывание материального тела, имеющего опорный контур, определяется величинами моментов равнодействующей силы относительно ребер опорного контура. Опорным контуром человека /90/ является четырехугольник abed (рисунок 4.1), проведенный через центры опорных сегментов стоп (головки пяточных бугров, головки плюсневых костей больших пальцев). Равнодействующая элементарных сил тяжести человека Р перпендикулярна плоскости опорного контура, а линия действия ее проходит через точку О - точку проекции ОЦМ.
Условием равновесного положения тела в вертикальной стойке является равенство расстояний от точки проекции ОЦМ (равнодействующей силы тяжести Р) до ребер ad и be, являющихся ребрами опрокидывания для силы Р. То же самое справедливо и для ребер ab и dc. Следовательно, количественной характеристикой статической устойчивости будет положение проекции ОЦМ внутри опорного контура конкретного человека.
Тогда характеристиками устойчивости фигуры являются длины плеч Xae,Xec,XcdtAda, которые однозначно определяют положение точки О внутри опорного контура. Но наиболее информативными характеристиками положения проекции ОЦМ являются величины коэффициентов асимметрии. Поскольку опорный контур представляет собой четырехугольник, то можно указать две оси симметрии: по фронтали - это биссектриса угла между реб рами ав и dc, а по сагиттали - между ребрами ad и ее. Коэффициенты асимметрии положения проекции ОЦМ на опорной площадке Ка(фр) и Ка(саг) определяются из выражений:где Цпр) - длина правого плеча, Я(л) - длина левого плеча. Знак «минус» или «плюс» при цифре коэффициента обозначает смещение ОЦМ соответственно вправо или влево.
Таким образом, предлагаемый коэффициент асимметрии характеризует одновременно асимметрию запаса статической устойчивости и позволяет количественно оценить устойчивость вертикальной позы пациента. При Ка(фр)=Ка(саг)=0 точка О совпадает с точкой О и находится точно в «центре симметрии» опорного контура (точке пересечения осей симметрии), что говорит об одинаковом запасе устойчивости относительно противолежащих ребер опорного контура как в переднезаднем, так и в поперечном направлениях. При ifa=100% проекция ОЦМ располагается на одном из
