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

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна». Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Михайлов Борис Сергеевич, доктор технических наук, профессор Юхин Сергей Семенович, доктор технических наук, профессор Карева Татьяна Юрьевна, Ведущая организация: ОАО Научно-производственный комплекс «ЦНИИШЕРСТЬ»Ткани и тканые изделия бытового и технического назначения после технологических процессов ткацкого и отделочного производств должны иметь оптимальные параметры структуры и характеристики эксплуатационных свойств, которые позволяют наилучшим образом провести технологические процессы отделки, пропитки тканей специальными растворами и эмульсиями, покрытия тканей синтетическими материалами, дублирование тканей, формирования композиционных материалов на основе тканых армирующих компонентов, и в дальнейшем, позволяют тканям и тканым изделиям качественно, надежно и долговечно выполнять свои рабочие функции. Повышенные требования к оптимизации параметров структуры и характеристик эксплуатационных свойств предъявляются к тканям технического назначения, особенно к тканям высокой и сверхвысокой плотности. Многослойные ткани и тканые изделия можно подразделить на пять основных групп: ткани для одежды, ткани и тканые изделия декоративно-бытового назначения, ткани для обуви, ткани и тканые изделия технического назначения, ткани и тканые изделия для каркасных компонентов композитов. Цель работы состоит в разработке и научном обосновании математических методов прогнозирования параметров структуры и характеристик эксплуатационных свойств тканей бытового и технического назначения на основе технологических параметров их производства, в построении достоверных математических моделей структуры и эксплуатационных свойств тканей. Для достижения цели работы необходимо решить следующие задачи: выбрать и научно обосновать математико-механический базис методов прогнозирования; разработать методы прогнозирования параметров структуры и характеристик эксплуатационных свойств тканей; на основе разработанных методов построить достоверные математические модели структуры и эксплуатационных свойств тканей; выполнить экспериментальные исследования процессов формирования тканей и тканых изделий; построить модель процесса формирования ткани; определить основной критерий процесса формирования ткани; разработать компьютерные методы и программы решений математических моделей; разработать методику экспериментальных исследований для определения параметров строения и механических характеристик основных и уточных нитей; определить параметры строения и механические характеристики основных и уточных нитей; выполнить прогнозирование параметров структуры и эксплуатационных свойств тканей и тканых изделий; разработать многослойные ткани на основе новых компактно-сгруппированных переплетений; разработать технологию ткачества тканей высокой и сверхвысокой плотности; выработать образцы тканей и тканых изделий; обосновать выбор объектов экспериментальных исследований; получить экспериментальные значения выбранных параметров структуры и эксплуатационных свойств; выполнить анализ полученных результатов; сделать выводы и обобщения; показать пути использования результатов диссертационной работы в промышленности, науке и высшем образовании.Уравнения зависимости диаметра нити (D) от силы растяжения (G) были построены с помощью электронных таблиц Excel. В работе представлены уравнения для пряжи и нитей 21 вида, которые были использованы в дальнейших исследованиях. Например, для хлопчатобумажной уточной пряжи гребенной системы прядения линейной плотности 7,52 текс используемой в ткани «Перкаль» диаметр уменьшается от 0,112 до 0,089 мм при увеличении силы растяжения от 0,98 до 107,8 СН. При прогнозировании структуры и прочностных свойств ткани важное значение имеет радиально-осевой коэффициент деформации нитей при растяжении (коэффициент поперечного сжатия нитей при растяжении) и их модуль жесткости. Например, для хлопчатобумажной уточной пряжи линейной плотности 7,52 текс радиально-осевой коэффициент деформации уменьшается от 22,38 до 6,70 при увеличении силы растяжения от 1,96 до 107,8 СН.Механико-аналитический метод рассматривается применительно к прогнозированию параметров структуры и характеристик прочностных свойств тканей бытового и технического назначения, вырабатываемых из одиночной и крученой хлопчатобумажной и хлопкольняной пряжи, из одиночных и крученых ПЭТФ комплексных нитей.