авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |

Разработка автоматизированных методов проектирования технологических процессов изготовления тканей заданного строения.

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Назарова Маргарита Владимировна

Разработка автоматизированных методов

проектирования технологических процессов

изготовления тканей заданного строения.

Специальность 05.19.02

Технология и первичная обработка текстильных

материалов и сырья

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Москва 2011

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования “Московский государственный текстильный университет имени А.Н. Косыгина” и федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Волгоградский государственный технический университет (филиал) Камышинский технологический институт

Научный консультант

Доктор технических наук, профессор Николаев Сергей Дмитриевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Щербаков Виктор Петрович

доктор технических наук, профессор Брут-Бруляко Альберт Борисович

доктор технических наук, профессор Малецкая Светлана Владимировна

Ведущая организация Ивановская государственная текстильная академия

Защита состоится «29» декабря 2011г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.139.02 при Московском государственном текстильном университете имени А.Н. Косыгина по адресу: 119071, Москва, ул. М.Калужская, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного текстильного университета имени А.Н. Косыгина.

Автореферат разослан « ___»________________________ 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

д.т.н., профессор Ю.С.Шустов

Аннотация

В работе изложены научно-обоснованные технические и технологические решения по разработке алгоритмов автоматизации проектирования технологии изготовления тканей заданного строения по всем переходам производства, включающие проектирование тканей, определение рациональных параметров ее строения и технологических параметров ее переработки, а также оценку напряженности заправки ткацкого станка. Разработанная интегрированная система автоматизированного проектирования тканей и технологии ее изготовления обеспечивает высокую эффективность работы ткацкого производства при внедрении нового ассортимента тканей.

Программная реализация вышеуказанных этапов проектирования тканей и последующих процедур ее внедрения в производство позволяет в значительной степени сократить время внедрения нового ассортимента тканей.

Решена актуальная задача разработки эффективных методов получения математических моделей на основе использования методов приближения функций и современного программного обеспечения. Для разработки математических моделей технологических процессов ткацкого производства использованы методы приближения функций: интерполяционные полиномы Стирлинга, Лагранжа, Ньютона, Бесселя, тригонометрический полином Фурье, которые позволяют использовать их при проектировании технологических процессов, как модели, реально описывающие характер изменения натяжения нитей.

Разработан метод определения реальных размеров нитей основы и утка в ткани с учетом сжатия и смятия нитей на ткацком станке, вязкоупругих свойств при сжатии нитей на основе моделирования процесса с помощью слабосингулярных функций влияния.

На основе критериев длительной прочности с учетом реального закона нагружения нитей разработаны алгоритмы автоматизированного расчета напряженности заправки по переходам ткацкого производства и алгоритм автоматизированного расчета параметров напряженно-деформированного состояния нитей основы и утка на ткацком станке на основе линейной и нелинейной теорий изгиба упругих стержней.

Построены графы причинно-следственных связей технологических параметров, структуры паковок и свойств используемых нитей по переходам ткацкого производства.

Разработанные технологические и технические решения обеспечивают расширение ассортиментных возможностей бесчелночных ткацких станков и улучшение качества вырабатываемых тканей за счет автоматизации проектирования технологии изготовления тканей заданного строения по всем переходам производства и прогнозирования свойств пряжи и ткани на всех этапах их переработки на основе использования предложенных методов прогнозирования.

Автор защищает:

- алгоритм проектирования технологии изготовления тканей заданного строения по всем переходам производства, включающий проектирование тканей, определение рациональных параметров ее строения и технологических параметров ее переработки, оценку напряженности заправки ткацкого оборудования по всем переходам производства;

- метод моделирования натяжения нитей основы и утка по переходам ткацкого производства при помощи интерполяционных полиномов Стирлинга, Лагранжа, Ньютона, Бесселя, тригонометрического полинома Фурье;

- метод определения реальных размеров нитей основы и утка в ткани с учетом сжатия и смятия нитей на ткацком станке, вязкоупругих свойств при сжатии на основе моделирования процесса с помощью слабосингулярных функций влияния;

- алгоритм оценки напряженности заправки текстильных машин по переходам ткацкого производства на основе критериев длительной прочности с учетом реального закона нагружения нитей;

- модели напряженно-деформированного состояния нитей по переходам ткацкого производства;

- алгоритм автоматизированного расчета параметров напряженно-деформированного состояния нитей основы и утка на ткацком станке на основе линейной и нелинейной теорий изгиба упругих стержней;

- графы причинно-следственных связей технологических параметров, структуры паковок и свойств используемых нитей по переходам ткацкого производства.

Общая характеристика работы.

Актуальность темы диссертации.

В современных условиях, когда на первый план выдвигается проблема конкурентоспособности продукции предприятий текстильной промышленности на внутреннем и внешнем рынке, одной из главных составляющих является снижение её себестоимости, что во многом определяет емкость рынка, в частности внутреннего. Для разрешения этой проблемы, как известно, необходимо постоянное совершенствование существующих и разработка новых, более эффективных технологических процессов. В настоящее время всё большее внимание уделяется вопросам оптимизации технологических процессов, автоматизации проектирования тканей и технологии их выработки.

Следовательно, задача разработки новых эффективных методов проектирования текстильных изделий, современных алгоритмов управления производством, а также создание новых методов исследования и моделирования технологических процессов и эффективных методов их применения является актуальной.

В работе решается актуальная для текстильной промышленности задача разработки научных основ создания комплексного автоматизированного проектирования технологических процессов производства тканей и расчета экономической целесообразности внедрения проектируемых тканей в производство.

Цель и задачи исследования

Целью работы является разработка системы автоматизированного проектирования технологических процессов производства тканей и расчета экономической целесообразности внедрения проектируемых тканей в производство, совершенствование методов расчета технологических параметров процессов перематывания, снования, шлихтования и ткачества.

Для достижения намеченной цели в работе решены следующие задачи:

- разработана концепция автоматизированного проектирования тканей и технологических процессов их выработки и их программной реализации на ЭВМ;

- разработана структура системы автоматизированного проектирования (САПР) тканей по заданным параметрам проектирования, включающая комплекс методов проектирования ткани и технологических параметров;

- разработаны методы получения математических моделей, на основе использования численных методов моделирования технологических процессов;

- получены функциональные зависимости между параметрами строения ткани и технологическими параметрами ее выработки на ткацком станке на основе использования линейной и нелинейной теорий изгиба упругих стержней;

- получены функциональные зависимости по расчету размеров поперечного сечения нитей в тканях с учетом вязкоупругих параметров при сжатии;

- разработаны эффективные методы расчета повреждаемости нитей по критерию длительной прочности Москвитина для прогнозирования возможности переработки различного ассортимента тканей, нитей и пряжи на оборудовании ткацкого и приготовительного отделов ткацкого производства;

- установлена взаимосвязь между технологическими параметрами процессов ткачества, перематывания, снования и шлихтования нитей с использованием бинарной причинно-следственной теории информации, основанной на предпосылках Шеннона с целью прогнозирования свойств получаемой продукции и её качества.

Основные методы исследований

Поставленные в работе задачи решались теоретически и экспериментально. В теоретических исследованиях использованы методы дифференциального, интегрального исчислений, аналитической геометрии, сопротивления материалов, линейной и нелинейной теорий упругого изгиба нитей, геометрического метода проектирования параметров строения тканей проф. Н.Г. Новикова, бинарной причинно-следственной теории информации, численных методов моделирования технологических процессов. Основные теоретические положения, полученные в диссертационной работе, подвергались экспериментальной проверке на лабораторном и действующем производственном оборудовании с использованием современной измерительной аппаратуры. Для измерения натяжения основных нитей использовались методы тензометрии. Обработка экспериментальных и теоретических данных выполнена с применением ЭВМ. Достоверность экспериментальных результатов исследований обеспечивалась корректным использованием методов оценки погрешности измерений. Достоверность результатов теоретического исследования подтверждена экспериментально.

Научная новизна работы заключается в том, что разработаны:

- алгоритм автоматизированного проектирования технологии изготовления тканей заданного строения по всем переходам производства, включающий проектирование тканей, определение рациональных параметров ее строения и технологических параметров ее переработки, оценку напряженности заправки ткацкого оборудования по всем переходам производства;

- методы моделирования натяжения нитей основы и утка по переходам ткацкого производства при помощи интерполяционных полиномов Стирлинга, Лагранжа, Ньютона, Бесселя, тригонометрического полинома Фурье;

- метод определения реальных размеров нитей основы и утка в ткани с учетом сжатия и смятия нитей на ткацком станке, вязкоупругих свойств при сжатии нитей на основе моделирования процесса с помощью слабосингулярных функций влияния;

- алгоритм оценки напряженности заправки текстильных машин по переходам ткацкого производства на основе критериев длительной прочности с учетом реального закона нагружения нитей;

- модели напряженно-деформированного состояния нитей по переходам ткацкого производства;

- алгоритм автоматизированного расчета параметров напряженно-деформированного состояния нитей основы и утка на ткацком станке на основе линейной и нелинейной теорий изгиба упругих стержней;

- графы причинно-следственных связей технологических параметров, структуры паковок и свойств используемых нитей по переходам ткацкого производства.

Практическая значимость работы заключается в том, что:

- предложен эффективный метод проектирования технологии тканей заданного строения в среде MathCAD;

- систематизированы методы проектирования тканей по заданным параметрам и свойствам и предложены пути их эффективного применения;

- получены математические модели натяжения нитей по переходам ткацкого производства, позволяющие прогнозировать технологические процессы;

- проведены расчеты проектирования технологии изготовления тканей различной структуры, что позволило дать рекомендации для стабилизации технологического процесса изготовления тканей;

- определен порядок расчета при проектировании технологии изготовления тканей заданного строения в среде MathCAD;

- реализован предложенный метод проектирования технологии изготовления тканей заданного строения на текстильных предприятиях города Камышина;

- на основе анализа графов причинно-следственных связей в ткачестве выявлены факторы, определяющие эффективность основных процессов в ткачестве.

Экспериментальные исследования проводились в ткацкой лаборатории Московского государственного текстильного университета имени А.Н. Косыгина, в цехах текстильных предприятий города Камышина: ООО « ТК КХБК» и ОАО « Росконтракт – Камышин», в лабораториях кафедры «Технология текстильного производства» Камышинского технологического института.

Материалы работы получили применение в учебном процессе Камышинского технологического института (филиал) Волгоградского государственного технического университета и Московского государственного текстильного университета имени А.Н.Косыгина.

Апробация работы. Материалы по теме диссертации докладывались и получили одобрение: на Всероссийских научно-технических конференциях ТЕКСТИЛЬ – 1997 – 2009 г (г. Москва, МГТУ); на Всероссийских научно – практических конференциях « Современные проблемы науки и образования» - 1998 -2010 г, (г. Камышин, КТИ); на заседаниях кафедры ткачества Камышинского технологического института (филиал) Волгоградского государственного технического университета в 2009, 2010, 2011 годах; на заседаниях кафедры ткачества МГТУ им. А.Н. Косыгина в 2010 и 2011 годах; на межвузовских научно-технических конференциях аспирантов и студентов.

Личное участие автора в получении изложенных в диссертации результатов. Постановка цели, выбор методов решения поставленных задач, обобщение полученных результатов, теоретические положения и сформулированные в работе выводы и рекомендации принадлежат автору. Внедрение результатов исследований выполнено как автором лично, так и под его руководством и при непосредственном участии.

Публикации. Основные результаты работы отражены в 190 работах, из них 53 статьи в центральной печати, в том числе 15 статей в журнале “Известия вузов. Технология текстильной промышленности” и 1 статья в зарубежном журнале «European journal of natural history», 51 статья в сборниках материалов всероссийских и международных научно-технических конференций, 36 тезисов докладов научно-технических конференций, 28 свидетельств о государственной регистрации программ для ЭВМ в реестре РОСПАТЕНТа.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из двух томов. Первый том диссертации состоит из введения, семи глав, общих выводов, библиографического списка. Первый том диссертации изложен на 410 страницах, из них основного текста на 386 страницах, содержит 71 рисунок, 98 таблиц. Библиографический список включает 238 источников на 24страницах. Второй том диссертации состоит из 45 приложений на 284 страницах.

Содержание работы.

Во введении обоснована актуальность разрабатываемой проблемы, поставлена цель и сформулированы задачи, изложены основные результаты диссертации, их научная и практическая значимость, приведены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава содержит анализ современного состояния научной проблемы, связанной с разработкой автоматизированного проектирования технологических процессов производства тканей и расчета экономической целесообразности внедрения проектируемых тканей в производство, совершенствовании методов расчета параметров нитей и пряжи при проведении технологических процессов перематывания, снования, шлихтования и ткачества, разработке современных методов моделирования технологических процессов, прогнозировании напряженности работы оборудования ткацкого производства.

Работы, относящиеся к теме данного исследования, рассматривались по следующим направлениям: - анализ работ, посвященных проектированию тканей по заданным параметрам; анализ работ, посвященных автоматизации проектирования тканей и технологических процессов ткацкого производства; анализ научных основ разработки САПР ткацкого производства; анализ работ, посвященных методам и средствам исследования технологических процессов;. анализ работ по изучению напряженно-деформированного состояния нитей на ткацком оборудовании.

В работе критически проанализированы исследования многих ученых, внесших существенный вклад в решение рассматриваемых вопросов, среди них работы профессоров В.А.Гордеева, Е.Д.Ефремова, П.В.Власова, Ф.М.Розанова, Э.А.Оникова, С.Д.Николаева, С.С.Юхина, В.П.Щербакова, А.А.Мартыновой, И.Н.Панина, А.Б.Брут-Бруляко, Н.В.Лустгартен, С.В.Малецкой, Г.В.Степанова, Ю.Ф.Ерохина, Т.Ю.Каревой, С.В.Малецкой и других ученых.

Анализ литературных источников позволил подтвердить актуальность выбранной темы, отметить ее научную значимость и практичную ценность.

Вторая глава работы посвящена разработке системы автоматизированного проектирования технологии изготовления тканей заданного строения по всем переходам производства.

Для решения задачи автоматизации проектирования технологии изготовления тканей и оценки эффективности внедрения нового ассортимента в производство тканей решен ряд вопросов: проведена оценка степени алгоритмизации процессов проектирования тканей и с учетом уровня выбранного языка программирования дополнен их математический аппарат; исследованы теоретические и методологические основы автоматизации проектирования изделий и технологических процессов, и на их основе разработаны основные требования к процессу автоматизации проектирования; разработана интегрированная система автоматизированного проектирования тканей и технологии ее изготовления.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.