Оптимизация параметров конструкции изделия с цельнокроеными рукавами отвесной формы

При разработке конструкций изделий с цельнокроеными рукавами отвесной формы приближенными методами построения возникают сложности при выборе рациональных значений прибавок на свободное облегание. Проблема заключается в том, что при выборе исходных данных необходимо одновременно учитывать несколько факторов, влияющих на конструктивное решение и форму рукава и изделия в целом. Этими факторами являются: выбор основных композиционных прибавок (Пг, Поп), определение отвесности рукава, т. е. высоты оката и степени углубления проймы (Пспр). Эти параметры взаимосвязаны и взаимозависимы в конструкции и в зависимости от сочетания величин, дают различный результат. Конкретных рекомендаций для качественной разработки конструкций изделий с цельнокроеными рукавами отвесной формы не опубликовано.

Поэтому целью данного исследования явилось определение оптимальных параметров конструкции изделия с цельнокроеными рукавами отвесной формы с целью улучшения качества посадки изделия и рукава в статике и сохранения удобства в динамике. Формулировка рекомендаций для расчета и построения рациональных конструкций изделий с цельнокроеными рукавами отвесной формы – является основной задачей исследования.

Для анализа были выбраны методики: Булатовой Е.Б. [1], Кобляковой Е.Б. [2], ЕМКО ЦОТШЛ [3] и Шершневой Л.П. [4]. При проведении анализа оценивалось, насколько методики и рекомендуемые в них величины параметров рукавов дают хороший результат статике и удобство в динамике. Каждая из методик была проверена макетированием. В результате установлено, что наиболее удобной с точки зрения построения, а также дающей удовлетворительную посадку и удобство изделия в динамике, является ЕМКО ЦОТШЛ.

Несмотря на то, что методика ЦОТШЛ позволяет при достаточном опыте разрабатывать качественные конструкции, в методике нет конкретных рекомендаций, по выбору величин параметров конструкции. Оптимальный вариант конструкции приходится находить методом многократного перестроения и макетирования. В большинстве случаев в конструкциях требуется корректировка наклона верхнего среза и ширины рукава под проймой, а также длины ластовицы.

В целях совершенствования методики, было принято решение апробировать величины прибавок по линии груди и их распределение, как для изделий с втачными рукавами без дополнительного увеличения, как рекомендовалось в ЕМКО ЦОТШЛ . В изделиях с цельнокроеными рукавами с ластовицей, линия основания проймы проходит по сгибу ластовицы, образующемуся под опущенной вниз рукой. Поэтому понижение основания проймы не целесообразно, так как оно не может быть компенсировано с целью обеспечения свободы движений существенным расширением рукава характерным для изделий с углубленной проймой. Поэтому при проведении экспериментов, было принято решение прибавку на свободу проймы выбирать так же, как для изделий с втачным рукавом, без дополнительного увеличения, как рекомендовалось в ЕМКО ЦОТШЛ.

Раствор нагрудной вытачки рассчитывается так же, как в изделиях с втачным рукавом, а именно А4А9=2(Сг2-Сг1)+2,0см, а затем часть раствора переводится в линию проймы с целью повышения положения конечной плечевой точки переда.

При проведении экспериментов в разработке чертежей конструкций параметры принудительной влажно -тепловой обработки были исключены, так как при изготовлении современных тканей для обеспечения красивого внешнего вида используется большое количество вложений из синтетических волокон, поэтому ткани очень часто сложно или невозможно утюжить или оттянуть.

Задача оптимизации параметров конструкции изделий с цельнокроеными рукавами    решалась    на    основе многофакторного         эксперимента, результаты    которого    проверялись макетированием. После визуальной оценки макетов было принято решение установить аналитическую взаимосвязь между исследуемыми параметрами при помощи статистического моделирования и изучении связи между некоторыми наблюдаемыми    переменными    и построения с помощью полученных экспериментальных            данных математического описания исследуемого объекта.

Основными          факторами оптимизации были выбраны следующие конструктивные      параметры      с соответствующими          уровнями варьирования:

• -    прибавка по линии груди П_г -Х 1 =3, 5 и 7см;

• - величина сокращения нагрудной вытачки А₉А ₉ - Х₂=2, 3 и 4см;

• -    угол наклона рукава ос- Х₃=40, 45 и 50^о $

• - прибавка на свободу проймы П_спр -Х 4 =1, 2 и 3см;

Критериями оптимизации явились следующие параметры:

• -    У 1 - прибавка к обхвату плеча П_оп $

• -    У₂ - высота оката, В_ок.

Для проведения многофакторного эксперимента был принят план из десяти опытов, в котором все факторы варьируются на трёх уровнях (-;0;+). Построенная матрица планирования и рабочая матрица, представлены в виде таблицы 1.

На основе матрицы, для проведения     эксперимента,     были построены 10 конструкций, в которых были измерены параметры критериев оптимизации Уi и занесены в таблицу 2. Устанавливая факторы на тех или иных уровнях, получают разные реализации Уi = fj(Xi) , с функцией отклика fi . Задача регрессионного анализа – выбор вида функции отклика и анализ свойств результата.

На основе полученных данных по каждому критерию произведен регрессивный анализ. Для получения многомерной регрессии были рассчитаны коэффициенты уравнения регрессии и их статистической достоверности с помощью «Пакета анализа» MS Excel, полученные данные представлены в таблице 3.

Таблица 1 – Матрица планирования и рабочая матрица

Номер опыта	Матрица планирования				Рабочая матрица
	Х 1	Х 2	Х 3	Х 4	Х 1	Х 2	Х 3	Х 4
1	-	+	+	+	3	4	50	3
2	+	+	-	-	7	4	40	1
3	-	+	-	0	3	4	40	2
4	+	+	+	0	7	4	50	2
5	+	-	0	+	7	2	45	3
6	0	-	+	-	5	2	50	1
7	0	-	-	-	5	2	40	1
8	-	-	0	0	3	2	45	2
9	-	0	+	+	3	3	50	3
10	0	0	-	0	5	3	40	2

Таблица 2 – Результаты многофакторного эксперимента

Номер опыта	Критерии
	У 1	У 2
1	11,8	15,0
2	14,2	6,7
3	14,0	9,1
4	12,0	13,4
5	14,0	11,0
6	10,7	11,6
7	13,0	7,3
8	12,3	10,3
9	11,8	14,1
10	14,0	9,8

Статистическая достоверность (Р – значение) должна стремиться к нулю, т.е. при меньшем её значении увеличивается вероятность того, что искомая величина будет наиболее точной.

Таблица 3 – Коэффициенты регрессии и их достоверность

Обозначение факторов	Коэффициенты	Р -значение
1	2	3
для критерия У 1
У 1 -	22.822	8,04 х 10-7
пересечение	0.235	0,496 х 10-
Х 1	-0.157	3
Х 2	-0.267	0,085
Х 3	0.748	0,14 х 10-9
Х 4		0,59878 х
		10-3
для критерия У 2
У 2 -	-11.173	0.00302
пересечение	0.430	0.00020
Х 3	1.344	0.00638
Х 4

При расчете коэффициентов для второго критерия вероятность ошибки для факторов Х 1 и Х 2 была равна, соответственно, 0,36 и 0,25, то есть вероятность ошибки велика, поэтому сначала пришлось отказаться от первого критерия Х 1 , а затем и от второго Х 2 , т.е. произвести «шаг назад».

Также, для оценки статистической адекватности модели был рассчитан критерий Фишера, который должен соответствовать условию:

F 1

и коэффициент детерминации, по величине которого судят о возможном процентном отклонении полученной величины искомого параметра от его расчётного значения:

A = (1 – R²)x 100%           (1)

Дисперсионный анализ представлен в таблице 4.

Таблица 4 – Дисперсионный анализ

Критерий	Критерий Фишера, F	Коэффициент детерминации, R2
1	2	3
У 1	81,02377	0,9848
У 2	54,4031796	0,9396

Из выше проведённых расчётов следует, что данные модели адекватны, так как полученное значение критерия Фишера для У1 (Вок) и У2 (Поп) на много больше единицы.

В результате расчетов были получены следующие многомерные уравнения:

Вок = 0,2Пг – 0,2А 9 А^’ 9 – 0,3α +

…+ 0,7Пспр+ 22,8 (2)

Поп = 0,4α + 1,3 Пспр – 11,2 (3)

При сравнении расчетных данных и данных, снятых с чертежей следует отметить, что разница величин не превышает 0,3см. На рисунке 1 представлена диаграмма анализа величин отклонения значений высоты оката, а на рисунке 2 диаграмма анализа величин отклонения значений прибавки к обхвату плеча.

Анализ величин отклонения показал, что данные формулы можно применять при разработке чертежей конструкций изделий с цельнокроеными рукавами отвесной формы, так как отклонения не значительные, и вызваны погрешностью измерений.

Величины отклонения значений Вок

Величина отклонения

Рисунок 1. Диаграммы отклонений экспериментальных и расчетных значений высоты оката

Анализируя полученные формулы, установлены следующие закономерности:

На величину высоты оката влияют следующие параметры: величина прибавки по груди Пг; величина прибавки на свободу проймы Пспр; раствор нагрудной вытачки; угол наклона рукава . Причем наблюдается следующая закономерность: при увеличении прибавки на свободу проймы Пспр, величины раствора нагрудной вытачки и угла наклона рукава, относительно вертикали проведенной из конечной плечевой точки на спинке, высота оката уменьшается.

Величины отклонения значений Поп

отклонения

Рисунок 2 . Диаграммы отклонений экспериментальных и расчетных значений прибавки к обхвату плеча

При увеличении прибавки по груди, значение высоты оката так же увеличивается, то есть значение величины высоты оката находится в прямой зависимости с прибавкой по груди и в обратной зависимости с прибавкой на свободу проймы, углом наклона рукава и раствором нагрудной вытачки.

На величину прибавки к обхвату плеча влияют следующие параметры: угол наклона рукава и прибавка на свободу проймы, причем прибавка к обхвату плеча связана с ними прямой зависимостью.

При конструировании изделий на индивидуальную фигуру отличающейся от типовой, рекомендуется угол наклона

рукава откладывать не от вертикали плечевой проведенной из конечной точки,    а    относительно продолжения плечевого среза. линии - для составляет 29˚ угла наклона 40˚   он - для составляет 24˚ угла наклона 45˚   он - для угла наклона 50˚   он составляет 17˚.

При выборе угла наклона рукава, необходимо учитывать, какого именно эффекта необходимо добиться. Если важно получить гармоничную посадку изделия статике и можно пренебречь, в допустимых пределах, удобствами в динамике, то рекомендуется выбирать угол наклона рукава 40˚. Если, при небольших объемах, важно получить изделие с хорошими динамическими свойствами, то рекомендуется выбирать угол наклона рукава 45˚, а при больших объемах 50˚.

На выбор угла наклона рукава влияет и структура ткани, для рыхлых тканей хорошо поддающихся влажнотепловой обработки, для получения изделия с гармоничным видом в статике и удобным в динамике, можно выбирать больший угол наклона рукава, так как в процессе влажно-тепловой обработки угол наклона рукава можно изменить на меньший. Для сухих тканей, плохо поддающихся влажно-тепловой обработке, угол наклона рукава следует выбирать, как рекомендовано выше.

Для повышения технологичности конструкции рекомендуется проектировать изделия с отрезными бочками или ластовицами с скругленными углами.

Удлинение линии проймы переда с целью уменьшения разницы между углами наклона рукавов на спинке и переде за счет перевода части нагрудной вытачки в область проймы: в малых объемах удлинение проймы производится на 1,0 см; в изделиях умеренного объема – на 1,5 см; в изделиях большого объема на 2,0 см.

Определение положения вершины подреза на уровне глубины проймы относительно вертикали, ограничивающей ширину спинки – отрезок Г 1 1 и переда – отрезок Г 4 2 в зависимости от прибавки к ширине проймы:

• -    Г 1 1 = 0,6 Пшпр;

• -    Г 4 2 = 0,4 Пшпр.

В результате данных исследований предложена новая схема графического определения высоты оката рукава на чертеже основы конструкции.

Для определения высоты оката из конечной плечевой точки спинки (П 11 ) проводят прямую, под выбранным углом наклона рукава, к которой восстанавливают перпендикуляр из точки подреза 1. Точку пересечения перпендикуляра и линии наклона рукава обозначают О 12 . Высота оката Вок равна участку П 11 О 12. После нахождения высоты оката построение производят согласно методике ЦОТШЛ. На заключительной стадии производят оформление верхнего среза рукава, для этого, при необходимости, проектируют отклонения О 11 О’ 11 и О 12 .О’ 12.

Результатом проведенных исследований являются рекомендации, следование которым при разработке чертежей изделий с цельнокроеными рукавами дают рациональную конструкцию, обеспечивающую хорошую посадку изделия на фигуре и статике и удобство эксплуатации в динамике. На основе проведённого экспериментального исследования были установлены соотношения параметров цельнокроеных рукавов и усовершенствована методика ЦОТШЛ для построения изделий с рукавами данного покроя.