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:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

Разработка автоматизированных методов проектирования технологических процессов изготовления тканей заданного строения.

-- [ Страница 3 ] --

Таблица 4. Значения коэффициентов повреждаемости пряжи линейной плотностью 29 текс на сновальной машине СП-140 (при использовании интерполяционного полинома Ньютона)

№ опыта (точка измерения натяжения нитей на шпулярнике сновальной машины) Среднеквадратическая ошибка
1 0.32255 0.45142
2 0,28131 2,45346
3 0,25523 12,03061
4 0,25241 7,50767
5 0,33077 1,78709
6 0,32458 2,10726
7 0,29176 1,88786
8 0,27876 4,54499
9 0,28841 6,6781
10 0,24167 2,90808
11 0,3345 2,35886
12 0,31738 6,36402
13 0,24868 14,40726
14 0,29913 4,6818
15 0,30284 1,93443
16 0,30153 2,03736
17 0,31206 3,79361
18 0,32278 4,18652
19 0,31513 5,14775
20 0,23915 4,87863
21 0,27818 3,11706
22 0,30038 1,50312
23 0,24723 9,72733
24 0,30715 4,33802
25 0,30514 5,58553
26 0,2784 4,89863
27 0,26362 7,63606
28 0,32176 1,71887
29 0,33033 2,98362
30 0,32292 3,21759
31 0,2749 7,99694

Таблица 5. – Сравнительный анализ значений средней ошибки значений функции, построенных на основе экспериментальных данных (технологический процесс шлихтования) и данных математических моделей, полученных на основе различных методов приближения функций.


Наименование метода приближения функций
по Фурье по Лагранжу по Бесселю по Ньютону по Стирлингу
6,111 4,029 4,146 4,037 4,073

Таблица 6. Значения коэффициентов повреждаемости пряжи линейной плотностью 29 текс на шлихтовальной машине ШБ-11/140-1 (при использовании интерполяционного полинома Лагранжа)

№ опыта Зона Среднеквадратическая ошибка
1 После 1-го валика 0.31715 1.90698
2 После 2-го валика 0.31672 1.64072
3 После 3-го валика 0.31963 7.91237
4 После 4-го валика 0.31391 5.92698
5 После 5-го валика 0.32384 3.19884
6 После 6-го валика 0.31847 2.90539
7 После площадки обслуживания 0.31312 4.50037
8 Перед ценовым полем 0.30645 4.23918

Таблица 7. – Сравнительный анализ значений средней ошибки значений функции, построенных на основе экспериментальных данных (технологический процесс ткачества) и данных математических моделей, полученных на основе различных методов приближения функций.

Наименование метода приближения функций
ткань по Фурье по Лагранжу по Бесселю по Ньютону по Стирлингу
сатин 0,08 8.08885 7.20977 8.08885 8.08885
бязь 0.063 4.5683 4.68679 4.5683 4.5683

Таблица 8. - Значения коэффициентов повреждаемости основных нитей за один оборот главного вала станка (по Фурье).

Наименование ткани Fпр Fзев Т, текс Среднеквадратическая ошибка
Сатин 5/2 30 45 42 20 0.514 0,08
Бязь 14 39 21.
5
29.5 0.364 0.063

Путем определения коэффициента повреждаемости нитей, используя формулу Москвитина, по реальному закону нагружения нитей можно судить о напряженности работы оборудования и таким образом можно судить об условиях переработки нитей, что особенно важно для дальнейшей переработки нитей в последующих переходах ткацкого производства. В случае если коэффициент повреждаемости нитей выше допустимых пределов (больше 0.5) рекомендуется провести экспериментальные исследования по определению заправочных параметров технологического процесса, установка которых на оборудовании позволит получить минимальную повреждаемость нитей. Для этого в данной работе разработан алгоритм определения оптимальных технологических параметров на ткацком оборудовании. Основные расчеты по разработанному алгоритму проведены на ЭВМ в среде программирования MathCad.

Этот метод был реализован на примере технологического процесса перематывания в производственных условиях при проведении экспериментальных исследований по определению степени влияния заправочных параметров технологического процесса перематывания хлопчатобумажной пряжи линейной плотностью 34 текс на мотальной машине М-150-2 на повреждаемость перематываемой пряжи. В качестве выходного параметра Y выбираем коэффициент повреждаемости нити, который определяем при использовании теории длительной прочности Москвитина по реальному закону нагружения нити. В качестве входных управляемых параметров процесса перематывания, оказывающих влияние на выходной параметр, выбираем: Х1 – массу грузовых шайб в натяжном устройстве, г.; Х2 – расстояние от паковки до баллоногасителя, мм.

В качестве метода исследования используемого при проведении многофакторного эксперимента выбираем активный эксперимент по матрице планирования Коно-2.

В результате было установлено, что наибольшую повреждаемость при перематывании хлопчатобумажной пряжи линейной плотностью 34 текс на мотальной машине М-150-2 нити получают при установке заправочных параметров Х1= 20 гр., Х2= 300 мм, а наименьшую – Х1= 10 гр., Х2= 160 мм.

Предложенный в данной работе метод получения оптимальных заправочных параметров при проведении технологических процессов ткацкого производства при использовании в качестве критерия оптимизации коэффициента повреждаемости нитей по Москвитину, рассчитанных на основе использовании тензограмм натяжения нитей, показал его экономическую эффективность, связанную со снижением затрат на выработку опытных образцов нитей и тканей

Глава 5 посвящена вопросам расчета технологических параметров изготовления ткани в зависимости от параметров ее структуры. При проектировании тканей необходимо ответить на вопрос: можно ли выработать спроектированную ткань и получить необходимый рисунок переплетения? Если можно, то, при каких условиях, на каком ткацком станке?

Для ответа на эти вопросы необходимо иметь функциональную зависимость между параметрами строения ткани и технологическими параметрами ее выработки на ткацком станке. Существующие зависимости не учитывают многие реальные условия формирования ткани.

Для получения математических моделей в работе используются линейная и нелинейная теории изгиба нитей, предложенные в работах ученых кафедры ткачества МГТУ им.А.Н.Косыгина. При использовании линейной теории изгиба использованы следующие соотношения:

в ткани на станке:

в ткани, снятой со станка:

где, Ми-момент изгиба; N-сила нормального давления нитей основы и нитей утка; Ро, Ру - соответственно плотности ткани по основе и по утку; ho,hy - соответственно высоты волн изгиба основы и утка; Ео,Еу - соответственно модули упругости нити по основе и по утку; Io,Iy - соответ­ственно моменты инерции сечения нити основы и утка.

Эти уравнения можно использовать для установления функциональной зависимости между параметрами строения ткани и технологическими параметрами ее выработки на ткацком станке для достаточно большого ассортимента бытовых тканей, у которых высота волны изгиба нити в ткани небольшая.

Использование этих зависимостей для более плотных тканей некорректно. В этом случае для более точных расчетов использована нелинейная теорию изгиба упругих стержней. Использование этой теории обусловлено тем, что в процессе изгиба нитей сильно изменяется ее конфигурация, причем перемещения нитей основы и утка при формировании ткани становятся соизмеримыми с длиной перекрытий нитей в ткани и ее геометрической плотностью. При этом наблюдается существенно нелинейная зависимость больших перемещений от внешних сил, хотя деформации остаются малыми.

Поэтому в настоящее время научные исследования, основанные на использовании точной нелинейной теории изгиба упругих стержней, стали более актуальными особенно с использованием ЭВМ и вытекающей отсюда автоматизацией расчетов и проектирования.

Большинство задач изгиба можно решить, если знать решение задачи поперечного и продольно-поперечного изгиба консоли. Решение этой задачи методом эллиптических параметров изложен в работах Е.П. Попова, проф. В.П.Щербакова, проф. Мигушова И.И..

Q P

N

Mo 0 0 Mo

0

1 1

Q

Рис.1. Схема изгиба нити в ткани.

В общем виде точный метод решения задачи методом упругих параметров представляется более приемлемым и имеет следующий вид:

где: ho - половина высоты волны изгиба нити; o", o" - упругие параметры; L – расстояние между соседними нитями в местах изгиба нитей; P – результирующая сила; Е – модуль упругости нити; I – момент инерции сечения нитей.

Программная реализация разработанных алгоритмов решения задач, связанных с расчетом натяжения нитей основы и утка в процессе фронтального прибоя утка к опушке ткани на основе использования линейной и нелинейной теории изгиба осуществлена на ЭВМ в среде программирования MathCad.

Для сравнительного анализа использования методов линейного и нелинейного изгиба проведен расчет на ЭВМ для ткани полотняного и саржевого переплетения, который показал, что, метод, основанный на использовании нелинейной теории изгиба, дает более точные результаты.

Задачу расчета натяжения нитей основы и утка в процессе фронтального прибоя утка к опушке ткани необходимо также решать с учетом сжатия и смятия нитей в ткани. Установлено, что в процессе фронтального прибоя сечение нитей основы и утка у опушки ткани составляет 45 – 50% ее первоначальной площади. Нити основы и утка в тканях изменяют свои размеры и конфигурацию. В данной работе предложена методика расчета таких размеров.

Глава 6 посвящена вопросам сжатия нитей в ткани. На рисунках 2 и 3 показан характер изменения поперечных размеров нити для упругой и вязкоупругой моделей соответственно. На нить 1 действует сила нормального давления N1 от действия противоположной системы нитей, на нить 2 - сила нормального давления N2, причем N1>N2. При этом будут выполняться следующие условия: если d1=d2, то d1г>d2г, d1в<d2в, S 1< S 2, где d1, d2 - диаметры нитей 1 и 2; d1г,d2г - диаметры нитей 1 и 2 по горизонтали; d1в,d2в - диаметры нитей 1 и 2 по вертикали; S 1, S 2 - площади поперечного сечения нитей 1 и 2, S - начальная площадь поперечного сечения нити; S' - текущая площадь поперечного сечения нити.

N1 N1 N2 N2

d d1г d1в d d2г d2г

N1>N2 d1 = d2 d1г > d2г d1в < d2в S1 < S2

Рис.2. Изменение поперечных размеров сечений нитей в упругой модели.

N N N

t0 t1 t2 t3

d d1г d1в d2г d2в d3г d3в

Рис.3. Изменение поперечных размеров сечений нитей в вязкоупругой модели.

С увеличением силы нормального давления N увеличивается диаметр нити по горизонтали, уменьшается диаметр нити по вертикали, уменьшается площадь поперечного сечения нити, увеличивается деформация нити при сжатии и смятии.

Для определения вязкоупругих параметров при сжатии целесообразно использовано приспособление, предложенное д.т.н., проф. Э.А.Ониковым.

Анализ экспериментальных данных позволил установить, что в тканых армирующих каркасах выполняется следующее соотношение:

Ев d -dв

= --- = --------,

Ег d - dг

где Ев, Ег - деформации сечения нити по вертикали и горизонтали, соответственно.

Программная реализация разработанного алгоритма решения задачи, связанной с расчетом натяжения нитей основы и утка в процессе фронтального прибоя утка к опушке ткани с учетом сжатия и смятия нитей осуществлена на ЭВМ в среде программирования MathCad.

Седьмая глава диссертации посвящена исследованию причинно-следственных связей в ткачестве по переходам ткацкого производства.

Для управления технологическими процессами, строением и свойствами выпускаемых тканей необходимо определить наиболее значимые факторы, влияющие на выходные параметры. Существующие методы (планирование эксперимента, корреляционный анализ) не всегда дают хорошие результаты, так как в конечном итоге присутствуют так называемые "эффекты сопутствия" влияния различных входных параметров, поэтому необходимо при проведении экспериментальных исследованиях факторы варьировать в строго определенных пределах, что сложно в производстве.

В данной работе решалась задача установления причинно - следственных связей между теxнологическими параметрами процессов ткацкого производства. Установление этиx взаимосвязей позволит прогнозировать свойства полуфабрикатов и иx качество, а также помогает при контроле и оптимизации теxнологическиx процессов "обращать" внимание на факторы, в наибольшей степени, влияющие на выxодные параметры процесса. При проведении исследований для каждого технологического процесса выбраны факторы, определяющие основные параметры процесса и качество продукции.

Определить направленность причинно-следственныx связей между исследуемыми факторами можно по значению энтропии. Энтропия - теоретико-информационная мера степени неопределенности случайной величины. Формулы для расчета энтропии Нi, информации Yij и парныx коэффициентов Гij причинного влияния:

энтропия распределения вероятностей для случайной одномерной величины

Нi = ,

где Р(Хкi) - вероятность состояний случайной величины Хкi;

величина информации между i-ым и j-ым факторами:

где Р(Хrj) - вероятность состояний случайной величины Xrj;

P(Хкi, Хrj) - вероятность состояний случайных величин Хкi и Хrj;

Коэффициент причинного влияния j-ого фактора на i-ый:

Гij = Iij: Hi

Расчет значений энтропии Нi, информации Yij и парныx коэффициентов Гij причинного влияния проведена на ЭВМ для каждого технологического процесса. На основе полученных значений энтропии Нi исследуемую систему представляем в форме некоторого ориентированного графа. При этом каждой вершине граф соответствует одна из переменныx, а дуга (ориентированное ребро) соответствует направленности причинного воздействия. Нужно отметить, что парные коэффициенты не могут служить мерой истинной связи между факторами. Истинное влияние факторов друг на друга можно оценить по частным коэффициентам причинного влияния. Частные коэффициенты причинного влияния не равны парным. Равенство парныx и частныx коэффициентов причинного влияния соответствует случаю статистически независимыx взаимодополнительныx причин. Разность может служить оценкой косвенного причинного влияния.



Pages:     | 1 | 2 || 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.