Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Систематизация проектных параметров автоматизированной вышивки и моделирование деформационной системы "ткань-вышивка" Черненко Даниил Анатольевич

Систематизация проектных параметров автоматизированной вышивки и моделирование деформационной системы
<
Систематизация проектных параметров автоматизированной вышивки и моделирование деформационной системы Систематизация проектных параметров автоматизированной вышивки и моделирование деформационной системы Систематизация проектных параметров автоматизированной вышивки и моделирование деформационной системы Систематизация проектных параметров автоматизированной вышивки и моделирование деформационной системы Систематизация проектных параметров автоматизированной вышивки и моделирование деформационной системы Систематизация проектных параметров автоматизированной вышивки и моделирование деформационной системы Систематизация проектных параметров автоматизированной вышивки и моделирование деформационной системы Систематизация проектных параметров автоматизированной вышивки и моделирование деформационной системы Систематизация проектных параметров автоматизированной вышивки и моделирование деформационной системы Систематизация проектных параметров автоматизированной вышивки и моделирование деформационной системы Систематизация проектных параметров автоматизированной вышивки и моделирование деформационной системы Систематизация проектных параметров автоматизированной вышивки и моделирование деформационной системы
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Черненко Даниил Анатольевич. Систематизация проектных параметров автоматизированной вышивки и моделирование деформационной системы "ткань-вышивка" : дис. ... канд. техн. наук : 17.00.06 Орел, 2006 132 с. РГБ ОД, 61:07-5/1011

Содержание к диссертации

Введение

1 Состояние вопроса 8

1.1 Анализ литературных источников 8

1.2 Унификация терминологии автоматизированной вышивки 14

1.3 Автоматизированная вышивка в системе проектного творчества 15

1.4 Рекламно-информационная функция автоматизированной вышивки 17

1.5 Экономические особенности рынка автоматизированной вышивки. 18

Выводы по главе 19

2 Систематизация параметров автоматизированной вышивки 21

2.1 Систематизация проектных параметров автоматизированной вышивки 21

2.1.1 Описание процесса создания программы для автоматической вышивки 21

2.1.2 Предлагаемая классификация стежковых заполнений, используемых в автоматизированной вышивке 23

2.1.3 Предлагаемый набор проектных параметров стежковых заполнений 26

2.1.4 Предлагаемая классификация дефектов вышивки 30

2.1.5 Влияние укрепляющего слоя - подстила на качество вышивки. 35

2.1.6 Предлагаемый набор основных свойств материалов, влияющих на конструкцию и проектные параметры вышивки 38

2.2 Предлагаемая классификация визуальных параметров автоматизированной вышивки 40

2.2.1 Зрительные характеристики стежковых заполнений 40

2.2.2 Особенности изобразительной техники вышивки 45

2.3 Систематизация технологических параметров автоматизированной вышивки 50

2.3.1 Вышивальные автоматы и специальное оборудование 50

2.3.2 Вышивальные нитки и расходные материалы 55

2.3.3 Влияние АВ на конструкцию корпоративной одежды 59

2.4 Статистический анализ проектных параметров вышивки 60

2.4.1 Статистика габаритных размеров вышивки 61

2.4.2 Доли стежковых заполнений различного типа 63

2.4.3 Статистика количества стежков в программах вышивки 63

2.4.4 Длина стежков, используемых в вышивке 64

2.4.5 Направления стежков в программах вышивок 66

2.4.6 Доли вышивок на различных материалах 67

2.4.7 Итоги статистического анализа 68

Выводы по главе 69

3 Экспериментальные исследования автоматизированной вышивки 73

3.1 Цель и задачи эксперимента 73

3.1.1 Выбор измеряемых факторов 73

3.1.2 Характеристика оборудования и материалов 75

3.1.3 Выбор методов и средств измерений 76

3.2 Проведение экспериментов 80

3.2.1 Эксперимент № 1. Зависимость линейной деформации стежкового заполнения и ткани от плотности стежкового заполнения 81

3.2.2 Эксперимент №2. Зависимость линейной деформации стежкового заполнения и ткани от направления стежков по отношению к направлению нитей системы ткани (анизотропия стежкового заполнения) 84

3.3 Анализ результатов экспериментов 86

Выводы по главе 92

4 Математическое моделирование системы "ткань-вышивка" 93

4.1 Предлагаемая дискретная модель ткани 93

4.2 Моделирование сил затягивания стежка с помощью дискретной модели ткани 94

4.3 Решение математической модели 95

4.4 Оценка количества арифметических операций в алгоритме построения математической модели 101

4.5 Результаты работы вычислительного алгоритма 103

4.6 Рекомендации по разработке логотипов, адаптированных к автоматизированной вышивке и их воспроизведению в технике вышивки 105

Выводы по главе 111

Заключение 112

Библиографический список 114

Приложения 121

Введение к работе

В настоящее время в связи со стремительно развивающимся рынком товаров и услуг большое значение приобретает товарный, фирменный знак или бренд. Каждая компания заинтересована в отличительных особенностях стиля своих сотрудников и своей рекламе. -Наличие товарного знака на одежде -один из самых распространенных и действенных рекламных методов.

Одним из распространенных способов нанесения фирменного знака на одежду является автоматическая вышивка (АВ). Вышивка приобретает всё большее распространение, благодаря долговечности, декоративности, а также расширяющемуся рынку оборудования и прикладных материалов.

Однако, на сегодняшний день, вопросы автоматической вышивки в России исследованы недостаточно. Отсутствие единого понятийного аппарата затрудняет коммуникацию дизайнеров логотипов и предприятий-производителей АВ. Практически вся информация непосредственно о технологии АД в основном связана с конкретными практическими наработками и производственным опытом вышивальных организаций и научно не оформлена. В то же время существующие научные труды отечественных и зарубежных авторов в смежных областях (Савостицкий А.В, Медиков Е.Х., Фролов-ский В. Д., Ландовский В.В. и др.) позволяют подойти к вопросу исследования технологии АВ довольно эффективно.

Цели и задачи исследований. Основной целью работы является классификация и определение связей между проектными параметрами вышивки, её технологичностью, внешним видом в системе "ткань- вышивка".

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

1. Исследование средств и методов технологии АВ, позволяющих повысить скорость и качество производства, обеспечить научную основу для дальнейших исследований. К конкретным вопросам можно отнести прогнозирование качества на ранних этапах производства, классификацию параметров программ вышивки, класси-

фикацию физических явлений, происходящих при образовании системы "ткань- вышивка".

  1. Исследование средств и методов, позволяющих снизить влияние свойств конкретных материалов на качество вышивки. Иными словами - универсализация технологии АВ. Конкретные вопросы: учет и/или компенсация особенностей материалов основы для вышивки, эффективные средства моделирования процессов АВ и прогноза дефектов.

  2. Создание и верификация математического аппарата, моделирующего процессы, происходящие в системе "ткань-вышивка" для прогнозирования возможных дефектов и оптимизации процесса проектирования вышивки.

Методы исследования. Работа базируется на использовании методов статистического анализа законченных программ вышивки, визуально-геометрических и фотограмметрических измерений экспериментальных образцов, методов математического моделирования системы "ткань-вышивка".

В работе использованы линейные методы для решения систем линейных уравнений равновесия узлов упругой сетки в модели ткани. Экспериментальные исследования проводились с применением оптико-электронных измерений. Для сбора и обработки данных использовались автоматизированные системы и алгоритмы машинной логики на базе современных ПЭВМ.

Научная новизна работы заключается в следующем:

  1. Разработана универсальная классификация проектных параметров вышивки, основанная на свойствах фактических стежковых заполнений, не зависящая от алгоритмов и методов, применяемых на этапе их проектирования. Предложена классификация факторов технологичности и внешнего вида вышивки (классификация дефектов вышивки и значимых свойств материала основы).

  2. Получены статистические данные о конкретных величинах проектных параметров вышивки, используемых на практике.

3. Выявлены экспериментальные зависимости между важнейшими про
ектными параметрами (плотность заполнения, направление стежков, перепле
тение ткани) и параметрами внешнего вида вышивки (деформация заполнения
и ткани).

4. Разработана математическая модель деформационной системы
"ткань-вышивка" с целью компьютерной визуализации и прогнозирования
влияния проектных параметров вышивки на её внешний вид и деформацион
ное поведение ткани.

Практическая значимость работы. Предложенные в диссертации системы классификаций факторов АВ, результаты анализа проектных параметров и математического моделирования позволяют обеспечить предприятия АВ единым понятийным аппаратом, повысить качество воспроизведения оригинального рисунка средствами вышивки, совершенствовать программные пакеты для проектирования вышивки путём внедрения в них средств прогнозирования сложных параметров внешнего вида, экономить средства при производстве АВ.

Практические результаты работы успешно применяются в деятельности организаций, занимающихся автоматизированной вышивкой: ООО "Интер-стич", Россия, Орел; Inter Quality Ltd. Швеция, Солерон.

Апробация работы: Материалы диссертации докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на Международной научно-практической конференции "Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг" (Орел, 2001), на научно-технических конференциях и семинарах ОрелГТУ, (2002, 2003), Международной научной конференции "Мода и дизайн. Исторический опыт - новые технологии" (Санкт-Петербург, 2003), заседаниях кафедры технологии и конструирования швейных изделий ОрелГТУ (2002-2006) и кафедры конструирования и технологии швейных изделий СПГУТД (2006).

Унификация терминологии автоматизированной вышивки

Рассматривая компьютерные редакторы вышивки как источник информации о применяемых типах стежков, следует отметить, что большинство из них используют для проектирования одних и тех же стежковых заполнений различные программные средства и принципы, внутреннюю уникальную терминологию.

Англоязычную терминологию можно считать вполне устоявшейся, благодаря наличию монографий, статей, публикаций. Русскоязычные термины в области автоматизированной вышивки, зачастую остаются понятными в рамках группы людей, использующих определенный отечественный редактор вышивки. Российские пользователи зарубежного программного обеспечения ввиду отсутствия русскоязычной терминологии вынуждены общаться на неком подобии профессионального жаргона, когда английские термины произносятся по-русски: "стейл", "джамп стич", "ран", "пулл-комп". Тем не менее, такая терминология помогает при общении с пользователями зарубежных пакетов.

Что касается русскоязычных вышивальных редакторов, то на сегодняшний день их не так много. В наиболее полном отечественном редакторе Ю. Проскурнина "Urfm Jus" используется более 20 понятий для описания основных типов стежков: стежок, тонкий бегущий стежок, толстый бегущий стежок, толчковый стежок, цепной стежок, сатин, полоса, татами, тамбурное заполнение, трафаретное заполнение и т.д. Название этих стежковых типов, как и в большинстве русифицированных зарубежных редакторов, получено путем дословного перевода английских терминов и названий программных инструментов.

Предложенные наименования стежковых типов обладают слабой информативностью и приводят к затруднениям в общении. С целью унификации терминологии в данной работе было произведено сопоставление понятий и терминов, встречающихся в разных русскоязычных источниках с устоявшейся английской терминологией, используемой в периодике "Eurostitch magazine", "Stitches magazine" и глоссарии терминов АВ [1, с. 18-26] от J.Lamb. Ручную вышивку в системе изобразительного искусства принято относить к декоративно-прикладному искусству.

С появлением полуавтоматических вышивальных машин, где стежки выполняет машина, а оператор перемещает пяльцы под иглой, вышивка начала приобретать промышленный характер. Однако в силу значительной доли ручного труда и связанных с этим особенностей полуавтоматическая вышивка продолжает использоваться в основном исключительно в декоративно-прикладных целях. Долгое время машинная вышивка оставалась только полуавтоматической.

Появление в 1970-х годах вышивальных автоматов позволило исключить ручной труд из процесса вышивания. Функция оператора переместилась в область компьютерной графики, принципы которой используются при создании программ для вышивальных автоматов. Сама вышивка приобрела качества, недоступные при ручном вышивании: - высокая точность нанесения стежков (до 0,2 мм); - скорость вышивки порядка 800 стежков в минуту; - возможность неограниченного тиражирования вышитого рисунка.

Вместе с возможностями современного программного обеспечения для вышивальных автоматов появились новые изобразительные средства вышивки: новые виды стежковых заполнений, способы передачи изображения средствами вышивки.

По данным анализа деятельности более чем 100 вышивальных компаний в сфере мелкого и среднего бизнеса нами установлено, что доля художественных, крупногабаритных, эксклюзивных вышивок составляет 2-5% от общего количества заказов. Это, как правило, выставочные работы, флаги, декорированные вышивкой эксклюзивные изделия. Основная доля вышивки приходится на заказы связанные с воспроизведением логотипов, товарных знаков, надписей, тиражи которых составляют от десятков до тысяч единиц. Эту же особенность автоматизированной вышивки отмечает ряд зарубежных авторов в работах, посвященным экономическим особенностям АВ [52, 53, 55].

Таким образом, не лишая АВ качеств, присущих декоративно-прикладному искусству её удобнее рассматривать в тесной связи с промышленной графикой, а именно со средством воспроизведения товарного знака и логотипа на ткани.

Систематизация проектных параметров автоматизированной вышивки

Этап проектирования вышивки заключается в составлении специальной компьютерной программы - алгоритма работы вышивальной машины. В законченном виде программа представляет собой последовательность координат, по которым машина выполняет стежки. Файл, содержащий эту последовательность, называется стежковым файлом вышивки, а данные в нём соответственно - данными в стежковом формате.

Программа в стежковом формате поддаётся лишь весьма ограниченному редактированию. Её цель - передача данных вышивальному автомату. Однако в процессе разработки законченной программы современный дизайнер вышивки пользуется высокотехнологичными компьютерными приложениями, позволяющими легко оперировать с целыми группами стежков, меняя их параметры и конфигурацию. Это означает, что дизайнер имеет дело с проектом вышивки или проектным файлом, содержащим, по сути, графически интерпретированные правила и формулы по которым в последствии рассчитываются стежковые данные. То есть в процессе проектирования вышивки дизайнер имеет дело с "гибкой конструкцией" вышивки, что открывает широкие возможности по редактированию проекта.

В процессе создания программы для эффективного и точного воспроизведения оригинального замысла разработчика логотипа дизайнер, по нашему мнению, должен решить ряд задач, в числе которых: - учет свойств материалов, из которых изготовлена одежда; - учет особенностей конструкции изделия, на которое наносится вышивка; - учёт используемых прикладных материалов и оборудования.

При нанесении логотипа средствами вышивки на изделие необходимо в первую очередь предусматривать особенности материала и конструкции изделия. В этом случае дизайнер сталкивается с необходимостью корректировки логотипа, предложенного разработчиком. Например, при нанесении логотипа на бейсболку, ограниченность места предполагает его малые размеры, следовательно, исключает наличие большого количества деталей и общую насыщенность знака элементами. Процесс непосредственного создания программы начинается с анализа эскиза. При этом основными моментами являются: - определение возможности воспроизведения эскиза в технике вышивки - установление особенностей материалов, на которых производится вышивка; - определение размеров вышивки; - определение цветового решения; - установление последовательности нанесения вышитых элементов композиции; - выявление ключевых элементов, которые нуждаются в более детальной проработке.

Следующим шагом является построение плана программирования. На этом этапе определяется детальная последовательность шитья элементов, осуществляется выбор типов и направлений стежков, стежковых узоров, подстилов, перекрытий, методов компенсации деформации. Эта информация служит руководством в ходе проектирования.

Абсолютное большинство современных вышивальных автоматов используют при шитье стежки челночного переплетения. Под типами стежков автоматизированной вышивке в литературе понимаются, способы образования групп челночных стежков, и способность передачи этими группами художественных элементов композиции. С этой точки зрения типы стежков АВ корректнее будет называть стежковыми заполнениями.

Как показано в первой главе, различные источники предлагают различные классификации стежковых заполнений. Предлагаемые классификации, зачастую, настолько различаются, что в них с трудом можно уловить общие связи. Причиной такой "путаницы", по нашему мнению является, то, что за основу классификации берутся конкретные программные редакторы вышивки, которые могут существенно различаться, начиная от принципов задания стежков и заканчивая терминологией.

С целью создания более универсальной классификации нами предложено воспользоваться подходом, основанным на законченном виде стежковых заполнений, передающих основные художественные элементы композиции -контуры, линии, пятна. При таком подходе рассматриваются геометрические и визуальные свойства законченных стежковых заполнений, независимо от того, в какой программе-редакторе и при помощи каких алгоритмов, программных инструментов они создавались, Таким образом можно достичь универсальности классификации в отношении различного программного обеспечения, сохранив четкость в терминологии и точность в описании классов.

Пользуясь таким подходом, нами выделено три основных типа вышивальных стежков или, как уже говорилось, правильнее будет их назвать стежковыми заполнениями:

Строчки - наиболее простой стежковый тип (рисунок 6). Обычно это линейная строчка, где стежки идут один за другим. Разновидностями простой строчки являются строчки с узорным раппортом стежков, строчки со сложным ходом стежков (два вперед, один назад; в два прохода и т.п.) Строчки обычно используется для создания тонких деталей или для обводки областей, заполненных другими видами стежков. Так же этот вид стежков используется для создания укрепляющего слоя (подстила) и технологических переходов от одной области вышивки к другой.

Сатин представляет собой плотный зигзаг. Длина сатиновых стежков определяет ширину заполнения. Разновидностями является сатин с переменной шириной по ходу шитья, с различной схемой зигзага, различным углом наклона стежков к осевой линии заполнения, сатин со стежками в несколько повторений. Сатин обычно используется для передачи линейных объектов и для покрытия небольших областей, очень распространен при построении шрифтов. На рисунке 7 слева показана группа сатиновых стежков в проектном виде, справа реальная картина.

Гладь используется для "заливки" больших площадей. Гладьевое заполнение состоит из параллельно или подобно расположенных строчек. Плотность заполнения определяется расстоянием между соседними строчками. Длины стежков в строчках могут быть переменными, благодаря чему гладь может приобретать различную фактуру и рисунок. Разновидности глади определяются раппортами проколов составляющих её строчек.

Характеристика оборудования и материалов

Для проведения экспериментов было использовано следующее оборудование: - промышленный вышивальный автомат Brother BAS-512, одноголовочный, 9-ти игольный. - промышленный вышивальный автомат Tajima TMFX-c904, 4-х голо-вочный, 9-ти игольный. - промышленный вышивальный автомат Tajima ТМЕ-610, 10-ти голо-вочный, 6-ти игольный.

Эксперимент проводился на скорости шитья 700 стежков в минуту, в круглых пяльцах 0180 мм стандарт HIRISH (TFA-18 Hirsch-H-BF0211010360). Технические характеристиками каждой из перечисленных машин сопоставимыми с характеристиками большинства промышленных вышивальных автоматов распространенных сегодня на рынке.

Вышивальные нитки Royal 100% Viscose Rayon 120 D/2 (Z), Челночная нитка Royal 100% Polyester NE 60 S/2 (Z) В качестве инструмента нанесения меток на ткань используется рапи-дограф с толщиной линии 0,25 мм, закрепленный вместо одной из иголок машины.

Для измерения натяжения ниток используется специализированный динамометр "Tajima Thread tension gauge"

Следует отметить, что в эксперименте не используется дублирование материала с помощью нетканой не клеевой прокладки, характерное для технологии АВ[2, 14, 59]. Такое решение принято для максимизации проявления деформации заполнений, с целью упрощения измерений и учета максимально неблагоприятных технологических условий. Полагается, что отсутствие дублирующей прокладки пропорционально влияет только на величины растяжимости ткани, и не вносит принципиальных изменений в характер деформационных зависимостей в силу своих изотропных свойств [2].

Ряд источников [57, 58, 66, 68-70] описывает методику проведения фотограмметрических измерений с использованием ординарных сканеров. Методика основана на метрической калибровке сканеров с помощью эталонных сеток и позволяет получать достаточно точные результаты измерений с по мощью недорогих и распространенных настольных сканеров. Авторы методик отмечают, что поле искажений сканера в основном обусловлено систематическими ошибками. Это даёт возможность применять метрическую коррекцию изображения со сканера по полю искажений, построенном с помощью сканирования эталонной сетки.

На базе предлагаемых методик ООО "Ракурс" разработан программный фотограмметрический комплекс "Photomod", с помощью которого проводятся дальнейшие измерения.

Модуль калибровки "Photomod Scan Correct" исправляет геометрические искажения, вносимые при сканировании графического материала планшетными полиграфическими сканерами.

Для компенсации искажений используется трансформирование полученного растрового изображения по полю искажений сканера. Поле искажений сканера строится по растровому изображению, полученному при сканировании эталонного графического материала (регулярной сетки или набора крестов). Методика работы с модулем "Photomod Scan Correct" состоит в следующем: - сканируются измеряемые образцы, - в серию сканирований образцов для получения поля искажения дополнительно включается сканирование эталона, - по растровому образу эталона строится поле искажений сканера, - по полю искажений проводится трансформирование полученных при сканировании изображений образцов, Далее данные передаются в модуль векторизации. "Photomod VectOr", с помощью которого проводится спектральная структуризация изображений измеряемых образцов с целью получения контуров объектов в векторном виде. На основе полученных векторных контуров проводятся программные измерения линейных размеров объектов. Данная методика используется в эксперименте для измерения величин параметров p,q,rj,t и для предварительного измерения визуальной толщины нитки.

Производителем нормируется линейная плотность используемой нитки, а в отношении диаметра указываются приблизительные величины d = 0,3-0,4 мм. Для определения визуальной толщины используемой нитки была вышита линейная строчка из 10 стежков длиной по 2.8мм на каждом из используемых вышивальных автоматов с заданными натяжениями верхней и челночной ниток. Для упрощения векторизации изображения был выбран контрастный по отношению к ткани-субстрату цвет нитки. Среднее значение толщины нитки d составило 0,35 мм. На рисунке 49 представлен пример векторизации изображения стежка с целью программного определения визуальной толщины используемой нитки.

Погрешность сканирования зависит от разрешения сканирования и искажений сканирования, рассчитываемой модулем "Photomod Scan Correct" на основании анализа поля искажений. Установлено, что при разрешении 900 dpi, величине пикселя 28мкм на используемом сканере погрешность не превышает 0,03 мм. Эталонные значения координат узлов калибровочной сетки известны с точностью до 1 мкм. Погрешность векторизации изображения составляет 1 пиксель или 28 мкм. Точность позиционирования координатных устройств, используемых вышивальных автоматов, заявленная производителями, составляет 0,1±0,05 мм.

Таким образом, суммарная максимальная погрешность проводимых измерений для параметров p,q,r,s,t. составляет не более 0,11 мм; для визуальной толщины нитки не более 0,06 мм (в силу отсутствия погрешности вышивального автомата)

Кроме того, для выявления направлений и характера смещений элементов вышивки друг относительно друга в работе использованы методы визуально-геометрической оценки деформаций путем сравнения изображений материального образца и проекта вышивки. При проведении экспериментальных исследований применялись современные методы статистической обработки результатов эксперимента. Аппаратные средства: -персональный компьютер с оптическим сканером BearPaw 1200 CS с разрешением 900 dpi, рефлективным цветным режимом сканирования глубиной кодирования цвета не ниже 24 bit и форматом сканируемой области не меньше 17x17 см; - калибровочная сетка с размером ячейки 1x1 мм, размером 200x200 мм, с точностью узловых точек 1 мкм, применимая для калибровки фотограмметрического оборудования.

Предлагаемая дискретная модель ткани

Во многих современных работах, посвященных моделированию свойств и поведения тканей [39-42, 45] используется т.н. дискретная модель ткани. Ткань представляется в виде частиц, связанных по закону Гука F=k jX, где F - сила упругости, возникающая при смещении узла на jX при коэффициенте жесткости упругой связи к,

В упомянутых работах описывается пространственная модель ткани, применяемая, как правило, при визуальном компьютерном 3-х мерном моделировании ткани. При реализации такой модели в виде алгоритма компьютерной модели применяются ресурсоемкие методы интегрирования. В нашем случае, для моделирования плоской деформации вышивки целесообразно воспользоваться упрощенной плоской моделью ткани - упругой сеткой (рисунок 62).

Предположим, что нитка нерастяжимая, абсолютно гибкая, а переплетение ниток при затягивании стежка представляет собой подвижный блок с КПД=1. Справедливость этих допущений для приближенной (качественной) оценки технологических особенностей того или иного процесса доказывает проф. А.П. Минаков [35].

Исходя и условий затягивания стежка Ти + Тч Fu + Тчс, значит, что все силы могут быть приведены к одной равнодействующей вдоль линии стежка от точки последнего прокола: F= Ти+ Тч- Fu- Тчс. Таким образом, стежки на дискретной модели ткани можно представить в виде постоянных сил прикладываемых к узлам в определенном направлении.

Каждый узел взаимодействует с 4-мя соседними узлами с помощью горизонтальных и вертикальных упругих связей, имеющих, соответственно, жесткости кх и ку. Полагаем, что возможное наличие нетканой дублирующей не клеевой прокладки с изнанки ткани не вносит изменений в модель и влияет только на величины коэффициентов жесткости в системе. Граничные узлы, лежащие на осях, зафиксированы (ткань зажата в пяльцах). Сила затягивания стежков Fy постоянна.

Система состоит из двух матриц (для проекций X и Y соответственно) каждая из которых является вещественной пятидиагональнои, симметричной относительно главной диагонали. Для их решения удобно применить метод Холецкого [63]. Рассмотрим реализацию этого метода для матрицы X-проекций (матрица Г-проекций обрабатывается аналогично).

Решение СЛАУ методом разложения Холецкого широко реализовано в виде вычислительных алгоритмов. Использование готовых алгоритмов разложения матрицы существенно упрощает вычисления. В приложении В приведен листинг подпрограммы решения СЛАУ методом разложения Холецкого.

Следует отметить, что предлагаемая модель не учитывает ряда факторов, присущих реальной системе "ткань-вышивка", таких как переплетение нитей ткани, волокнистый состав ткани и ниток, упруго-пластические свойства ниток, пластические свойства волокон ткани. Такое построение модели объясняется тем, что в условиях оперативного производства и дистанцированного рынка затраты времени и средств на сбор точных данных об анизотропных коэффициентах жесткости конкретной ткани, её пластических характеристиках, упруго-пластических характеристиках конкретной нитки окажутся коммерчески не целесообразными. В то же время, учет упомянутых свойств потребует создания и постоянного обслуживания обширного банка данных об ассортименте и свойствах материалов при реализации модели в виде программного алгоритма. Предлагаемей нами подход моделирования, основанный на фундаментальных принципах упругого поведения системы, позволяет оперативно и в достаточной мере универсально рассчитывать направление деформаций, области деформационных дефектов, качественно (приблизительно) рассчитывать величины линейных деформаций заполнений. Это позволяет предсказывать грубые, трудно прогнозируемые ошибки дизайнера на этапе проектирования и экономить время на многократном материальном тестировании программы вышивки, что в большей степени влияет на универсальность конечной программы вышивки в отношении разных технологических особенностей её материального производства.

Похожие диссертации на Систематизация проектных параметров автоматизированной вышивки и моделирование деформационной системы "ткань-вышивка"