Министерство образования Республики Казахстан

Управление образования Павлодарской области

Региональный научно-практический центр «Ертіс дарыны»

ГУ «Школа - лицей №8 для одаренных детей» города Павлодара

Литвиненко Элина

(Фамилия, имя)

5 «А» СЫНЫБЫ

(класс)

Тема:

Исследование и моделирование пространственной формы одежды.

Секция: математика, информатика

Ғылыми жетекшісі: Титченко Анжелика Петровна

математика мұғалімі

Павлодар

2021-2022 оқу жылы

Отзыв на научно - исследовательский проект

«Исследование и моделирование пространственной формы одежды.»

ученицы 5 «А» класса Литвиненко Элины.

ГУ «Школа-лицей № 8 для одаренных детей» города Павлодара.

Работа посвящена исследованию и моделированию пространственной формы одежды. Создание эксклюзивных моделей одежды, отвечающих требованиям перспективного направления моды, и воспроизведение их в условиях массового производства требуют совершенствования методов проектирования одежды. Поэтому возникла объективная необходимость пересмотра традиционных принципов формообразования одежды и изыскание научно обоснованных, достаточно точных и удобных способов построения разверток деталей одежды. При проектировании новых моделей одежды в проекте было исследовано и доказано, какой будет объемно-пространственная форма одежды в зависимости от конструктивного решения и свойств применяемых материалов. В настоящее время процесс проектирования швейных изделий не является полностью формализованным из-за недостаточного объема информации о поведении материалов в готовом изделии.

Приведенный обзор в научном проекте отечественных и зарубежных исследований свидетельствует об актуальности разработки теоретических основ виртуального представления объемно-пространственной формы одежды.

В ходе исследований, на основе математического аппарата, были созданы модели пространственной формы швейного изделия с учетом свойств материалов и конструктивного решения изделия. При этом были решены задачи о нахождении формы поверхности одежды аналитическим способом, построении математической модели пространственной формы изделия и ее последующей компьютерной визуализации, ранее не используемых в моделировании.

Цель работы заключалась в исследовании и моделировании пространственной формы однослойных швейных изделий на основе построения математических моделей геометрии их поверхности.

В соответствии с целью работы были решены следующие задачи:

– построение математической модели пространственной формы однослойных швейных изделий с учетом жесткости и поверхностной плотности материалов;

– проведены экспериментальные исследования по определению пространственной формы однослойных конических швейных изделий;

– усовершенствован дисковый метод определения драпируемости материалов с целью повышения точности результатов исследований.

Работа выполнена высоком уровне, содержит ряд выводов, представляющих практический интерес. Автор не только показывает теоретический материал, но и предлагает задачи с решениями на использование изученной темы. Работа чётко структурирована: имеются введение, постановка задач, основное содержание, выводы, список изученной литературы. В результате работы над проектом была разработана презентация на тему «Исследование и моделирование пространственной формы одежды», созданы модели одежды.

Продукт полностью соответствует требованиям качества, удобен в использовании, соответствует целям проекта.

Таким образом, можно заключить, что поставленные цели и задачи успешно раскрыты. Исследовательский проект заслуживает высокой оценки.

Руководитель:

учитель математики, педагог-мастер Титченко Анжелика Петровна.

Аннотация

Жұмыс кеңістік киім нысанын зерттеу және модельдеуге арналған. Сәннің перспективалы бағытының талаптарына жауап беретін эксклюзивті киім үлгілерін жасау және оларды жаппай өндіріс жағдайында көбейту киімді жобалау әдістерін жетілдіруді талап етеді. Сондықтан киімді қалыптастырудың дәстүрлі принциптерін қайта қараудың объективті қажеттілігі туындайды және киім бөлшектерін сканерлеуді құрудың ғылыми негізделген, жеткілікті дәл және ыңғайлы тәсілдерін іздейді, жобада киімнің жаңа үлгілерін жобалау кезінде киімнің көлемдік-кеңістіктік формасы қандай болатындығы зерттелді және дәлелденді.қолданылатын материалдардың дизайны мен қасиеттеріне байланысты. Қазіргі уақытта тігін бұйымдарын жобалау процесі дайын өнімдегі материалдардың әрекеті туралы ақпараттың жеткіліксіз болуына байланысты толық рәсімделмеген.

Отандық және шетелдік зерттеулердің ғылыми жобасында келтірілген шолу көлемді-кеңістіктік киім нысанын виртуалды ұсынудың теориялық негіздерін әзірлеудің өзектілігін көрсетеді.

Зерттеу барысында математикалық аппараттың негізінде материалдардың қасиеттері мен өнімнің құрылымдық шешімдерін ескере отырып, тігін бұйымдарының кеңістіктік формасының модельдері жасалды. Сонымен қатар, киім бетінің пішінін аналитикалық түрде табу, бұйымның кеңістіктік формасының математикалық моделін құру және бұрын модельдеуде қолданылмаған оны кейінгі компьютерлік визуализация мәселелері шешілді.

Жұмыстың мақсаты бір қабатты тігін бұйымдарының кеңістіктік формасын олардың бетінің геометриясының математикалық модельдерін құру негізінде зерттеу және модельдеу болды.

Жұмыстың мақсатына сәйкес келесі міндеттер шешілді:

- материалдардың қаттылығы мен беттік тығыздығын ескере отырып, бір қабатты тігін бұйымдарының кеңістіктік формасының математикалық моделін құру;

- бір қабатты конустық тігін бұйымдарының кеңістіктік формасын анықтау бойынша эксперименттік зерттеулер жүргізілді;

- зерттеу нәтижелерінің дәлдігін арттыру үшін материалдардың драпирленуін анықтаудың диск әдісі жетілдірілді.

Жұмыс жоғары деңгейде орындалды, практикалық қызығушылық тудыратын бірқатар тұжырымдар бар. Автор теориялық материалды көрсетіп қана қоймай, зерттелген тақырыпты қолдануға арналған шешімдері бар тапсырмаларды ұсынады. Жұмыс нақты құрылымдалған: кіріспе, есеп беру,

Негізгі мазмұн, қорытындылар, зерттелген әдебиеттер тізімі бар. Жобамен жұмыс жасау нәтижесінде "кеңістіктік киім формасын зерттеу және модельдеу" тақырыбында презентация жасалды, киім үлгілері жасалды.

Өнім сапа талаптарына толық сәйкес келеді, қолдануға ыңғайлы, жоба мақсаттарына сәйкес келеді.

Осылайша, қойылған мақсаттар мен міндеттер сәтті ашылды деп қорытынды жасауға болады. Зерттеу жобасы мақтауға тұрарлық.

Аннотация

Работа посвящена исследованию и моделированию пространственной формы одежды. Создание эксклюзивных моделей одежды, отвечающих требованиям перспективного направления моды, и воспроизведение их в условиях массового производства требуют совершенствования методов проектирования одежды. Поэтому возникает объективная необходимость пересмотра традиционных принципов формообразования одежды и изыскание научно обоснованных, достаточно точных и удобных способов построения разверток деталей одежды, При проектировании новых моделей одежды в проекте было исследовано и доказано, какой будет объемно-пространственная форма одежды в зависимости от конструктивного решения и свойств применяемых материалов. В настоящее время процесс проектирования швейных изделий не является полностью формализованным из-за недостаточного объема информации о поведении материалов в готовом изделии.

В ходе исслеовани, на основе математическоо аппарата, были созданы модели пространственной формы швейного изделия с учетом свойств материалов и конструктивного решения изделия. При этом были решены задачи о нахождении формы поверхности одежды аналитическим способом, построении математической модели пространственной формы изделия и ее последующей компьютерной визуализации, ранее не используемых в моделировании.

В соответствии с целью работы были решены следующие задачи:

Работа выполнена высоком уровне, содержит ряд выводов, представляющих практический интерес. Автор не только показывает теоретический материал, но и предлагает задачи с решениями на использование изученной темы. Работа чётко структурирована: имеются введение, постановка задач, основное содержание, выводы, список изученной литературы. В результате работы над проектом была разработана презентация на тему «Исследование и моделирование пространственой формы одежды», созданы модели одежды.

Продукт полностью соответствует требованиям качества, удобен в использовании, соответствует целям проекта.

Annotation

The workspace is designed to study and model The Shape of clothing. The development of exclusive models of clothing that meet the requirements of a promising fashion direction and their reproduction in the conditions of mass production requires the improvement of clothing design methods. Therefore, there is an objective need to revise the traditional principles of clothing formation and look for scientifically-based, sufficiently accurate and convenient ways to create a scan of clothing parts, the project studied and proved what the volumetric and spatial shape of clothing looks like when designing new models of clothing.depending on the design and properties of the materials used. Currently, the process of designing sewing products is not fully formalized due to insufficient information about the behavior of materials in the finished product.

The review presented in the scientific project of domestic and foreign research shows the relevance of the development of theoretical foundations for the virtual representation of a three-dimensional form of clothing.

In the course of the study, models of the spatial shape of sewing products were developed on the basis of a mathematical apparatus, taking into account the properties of materials and structural solutions of products. In addition, the problems of analytical finding of The Shape of the surface of clothing, constructing a mathematical model of the spatial shape of the product and its subsequent computer visualization, which were not previously used in modeling, were solved.

The purpose of the work was to study and model the spatial shape of single-layer sewing products based on the construction of mathematical models of the geometry of their surface.

In accordance with the purpose of the work, the following tasks were solved::

- construction of a mathematical model of the spatial shape of single-layer sewing products, taking into account the hardness and surface density of materials;

- experimental studies were conducted to determine the spatial shape of single-layer conical sewing products;

- in order to increase the accuracy of the research results, the disk method for determining the drapery of materials has been improved.

The work was performed at a high level, there are a number of conclusions that are of practical interest. The author not only demonstrates the theoretical material, but also presents tasks with solutions for applying the studied topic. The work is clearly structured: there is an introduction, a report, the main content, conclusions, and a list of studied literature. As a result of working on the project, a presentation was made on the topic "research and modeling of spatial forms of clothing", samples of clothing were made.

The product fully meets the quality requirements, is easy to use, and meets the project goals.

Thus, we can conclude that the goals and objectives set were successfully revealed. The research project is commendable.

Приоритетной задачей развития современного общества является обеспечение населения Казахстана высококачественной одеждой отечественного производства, снижение материалоемкости и себестоимости швейных изделий, постоянное обновление и расширение ассортимента одежды, а также ее соответствие последним модным тенденциям.

При проектировании моделей одежды используют различные методы конструирования, которые принято разделять на приближенные и инженерные.

Более точными являются инженерные методы конструирования одежды, но высокая трудоемкость и сложность получения разверток деталей одежды ограничивает их практическое применение. Создание эксклюзивных моделей одежды, отвечающих требованиям перспективного направления моды, и воспроизведение их в условиях массового производства требуют совершенствования методов проектирования одежды. Поэтому возникает объективная необходимость пересмотра традиционных принципов формообразования одежды и изыскание научно обоснованных, достаточно точных и удобных способов построения разверток деталей одежды, так как от точности их построения существенно зависит расход материалов, эстетические и эксплуатационные свойства изделий.

При проектировании новых моделей одежды важно знать, какой будет их объемно-пространственная форма в зависимости от конструктивного решения и свойств применяемых материалов. В настоящее время процесс проектирования швейных изделий не является полностью формализованным из-за недостаточного объема информации о поведении материалов в готовом изделии.

Создание адекватной модели пространственной формы швейного изделия с учетом свойств материалов и конструктивного решения изделия требует решения задачи о нахождении формы поверхности одежды аналитическим способом, построении математической модели пространственной формы изделия и ее последующей компьютерной визуализации.

Цель работы заключается в исследовании и моделировании пространственной формы однослойных швейных изделий на основе построения математических моделей геометрии их поверхности.

В соответствии с целью работы поставлены следующие задачи:

– построить математические модели пространственной формы однослойных швейных изделий с учетом жесткости и поверхностной плотности материалов;

– провести экспериментальные исследования по определению пространственной формы однослойных конических швейных изделий;

– усовершенствовать дисковый метод определения драпируемости материалов с целью повышения точности результатов исследований;

Методы и средства исследований.

осуществлялось на основе методов вариационного исчисления, теории многомерного статистического анализа, теории подобия.

Научная новизна работы заключается в разработке экспериментально-аналитического метода моделирования пространственной формы однослойных швейных изделий конической формы, исходя из принципа минимума потенциальной энергии, с использованием методов вариационного исчисления. В рамках разработанного метода

– получены математические модели, описывающие пространственную форму однослойных швейных изделий с учетом поверхностной плотности и жесткости материалов без швов и с учетом отделочных элементов в виде полос;

– на основе аналитических и экспериментальных исследований установлено,

что жесткость составных деталей вдоль шва соединения зависит от жесткости этих материалов как вдоль, так и поперек соединительного шва.

Практическая значимость работы заключается в том, что:

– усовершенствован прибор для определения драпируемости материалов, что позволяет повысить достоверность экспериментальных исследований;

– разработана модельная конструкция изделия;

– разработаны практические рекомендации по изготовлению конических швейных изделий;

– установлена взаимосвязь между шириной отделочного элемента и степенью продольной деформации этого элемента по его ширине, что позволяет использовать для изготовления швейных изделий конической формы предварительно деформированные прямолинейные полосы.

ГЛАВА 1

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОДЕЖДЫ

1.1 Тенденции дизайна современной одежды

В настоящее время индустрия моды представляет собой активно развивающуюся область культурной деятельности общества, так как потребность в одежде испытывает каждый человек независимо от возраста, рода занятий и социального статуса. При этом уровень потребностей возрастает, и все больше внимания уделяется качеству швейных изделий, эстетическим показателям и соответствию их направлению моды.

В условиях современного производства одежда производится двумя основными способами: путем массового изготовления или индивидуального пошива. Основной объем одежды выпускается швейными предприятиями в условиях массового производства. При запуске новых моделей одежды в поток учитывают такие показатели как повышение производительности труда, снижение материалоемкости изделий, при этом особое внимание уделяют соответствию конструкции последним модным тенденциям.

Анализ последних модных коллекций одежды показал, что при проектировании эксклюзивных моделей одежды дизайнеры, с целью достижения необходимой объемно-пространственной формы и композиционного замысла изделий, смешивают различные стили, комбинируют разные по фактуре материалы, применяют нетрадиционные способы раскроя и изготовления одежды. [1,2].

Формы одежды как пространственные структуры могут быть самыми разнообразными и отличаться друг от друга, как по геометрии поверхности, так и по способу формообразования. В моде остаются расклешенные платья и конические юбки, способные подчеркнуть достоинства и скрыть недостатки

женской фигуры [3].

Рисунок 1.1– Модели одежды коллекции «Весна-лето» бренда Herve Leger

Рисунок 1.2 – Изделия из полос натуральной кожи бренда Camilla and Marc.

На рис. 1.2 представлены фотографии конической юбки и платья-бюстье из полос натуральной кожи классического австралийского бренда Camilla and Marc.

Объемная форма изделий достигается за счет сложного кроя и использования формовочных свойств натуральных кожевенных материалов 1.2 [5, 6].

одной из последних коллекций дизайнер Джорджио Армани представил вечерние и котейльные плятья из струящегося шелка, пространственная форма которых получена за счет драпировок и спиралей из полос ткани. Некоторые модели платьев коллекции «Hommuage Au Japon» представлены на рис. 1.3 [7].

Рисунок 1.3 – Коллекция Giorgio Armani «Hommuage Au Japon»

Таким образом, современные эксклюзивные модели одежды отличает сложное конструктивное решение, при этом пространственная форма изделий

достигается за счет использования деталей кроя в виде полос различной ширины, располагающихся по спирали, под различными углами или переплетающихся между собой разными способами.

В отличие от швейных изделий массового производства, эксклюзивная одежда изготавливается единичными экземплярами чаще всего на индивидуального потребителя. На изготовление одной модели изделия требуется длительное время работы, поэтому стоимость эксклюзивной одежды очень высокая. Однако, если выпускать эксклюзивную одежду промышленными способами мелкими сериями, она сохранит свою уникальность, но стоимость и трудоѐмкость изготовления изделий значительно снизятся.

1.2 Приближенная развертка поверхности тела человека.

Основной целью проектирования швейных изделий является получение объемной формы одежды из плоских деталей, и наоборот, точное геометрическое отображение поверхности деталей одежды на плоскость, то есть получение разверток.

Исходной информацией для проектирования одежды служит антропометрическая характеристика фигуры человека. При создании различных видов одежды инженерными методами конструирования разверток деталей одежды форму ее поверхности можно задавать в виде «скульптурного макета» проектируемого изделия, при этом эта поверхность является неразвертываемой. Получение разверток деталей одежды предполагает членение поверхности и развертывание отдельных ее частей [21].

При проектировании одежды тело человека можно рассматривать как геометрический объект, который имеет сложную пространственную форму. Так как исследуемые участки могут быть сложными и разнообразными (близкими к поверхностям типа круговых и эллиптических одно- и двуполостных гиперболоидов, круговых и эллиптических параболоидов, эллипсоидов и др.), то возможно использовать аппроксимацию сложных поверхностей частями (отсеками) простых поверхностей [22].

Таким образом, поверхность тела человека условно разбивают на участки, которые приближенно рассматривают как части простых геометрических поверхностей: конуса, цилиндра,

сферы, а контуры горизонтальных сечений аппроксимируют окружностями, эллипсами. Наши исследования в области проектирования одежды подтвердили возможность характеризовать одежды объемными геометрическими формами и рассматривать их как поверхности-оболочки [22].

На практике конструирования одежды за исходную развертку поверхности швейных изделий примем развертку сглаженной поверхности трехмерного манекена, при этом исследование закономерностей перехода от поверхности манекена к поверхности одежды и ее последующее разворачивание на плоскость являются актуальной задачей при проектировании одежды [23].

Приближенная развертка поверхности манекена, представлена на рис. 1.5 [24]

Рисунок 1.5 – Приближенная развертка поверхности манекена

С помощью приемов конструктивного моделирования развертка разделена по линиям талии, середины переда и спинки на три части. В результате анализа формы контуров полученной развертки нами установлено, что с некоторым приближением она может быть представлена комплексом разверток боковых поверхностей усеченных конусов. При самом простейшем подходе количество таких разверток равно пяти, при этом каждая из них расположена в собственной системе полярных координат [24].

Проектирование одежды является сложным процессом, при этом должны быть решены вопросы как эстетического, так и инженерного характера. Исследованиями в области проектирования одежды выявлена возможность характеристики тела человека объемными геометрическими формами, но не установлена взаимосвязь между первоначальной формой одежды и пространственной формой, которую она принимает на фигуре человека. Поэтому необходимо исследование этой взаимосвязи с учетом конструктивного решения модели изделия и свойств материалов, используемых при его изготовлении

1.3 Методы получения разверток поверхности одежды.

В настоящее время используют различные методы конструирования одежды, которые принято разделять на приближенные и инженерные.

К методам приближенного построения разверток деталей одежды относятся муляжный и расчетно-графический методы.

Создание моделей одежды и получение разверток ее деталей при использовании муляжного метода осуществляется путем макетирования (муляжирования) изделия в соответствии с эскизом на манекене или фигуре человека [25]. Муляжный метод не требует математических расчетов, создает возможность наглядного объемного макетирования практически любых моделей одежды независимо от их сложности. Однако, точность получения разверток деталей одежды муляжным методом невысокая, в связи, с чем форма и размеры деталей требуют многочисленных корректировок в процессе создания модели изделия.

В связи с этим предлогаем применить расчетно-графические методы конструирования одежды, которые имеют большое количество способов построения чертежей, отличающихся друг от друга структурой расчетных формул и приемами графических построений. Расчетные формулы основываются на корреляционной связи между размерными признаками тела человека и размерами одежды. Преимущество расчетно-графических методов конструирования одежды заключается в том, что все формулы имеют математическое обоснование, и чертежи конструкций строят, применяя графические развертки сглаженных контуров фигуры человека с учетом необходимых прибавок на свободное облегание.

Геометрический метод конструирования разверток деталей одежды является комбинированным методом и предусматривает использование в качестве основы поверхность тела человека или манекена с последующим конструктивным построением разверток деталей одежды. Для построения разверток поверхности используют принцип, заложенный в методе триангуляции, при этом развертываемую поверхность разбивают на достаточно крупные треугольники, условно принимаемые за развертываемые. По ним строят развертки поверхности на плоскости. Геометрический метод является менее трудоемким по сравнению с расчетно-графическими методами, но он не позволяет учитывать свойства материала и проектировать необходимую технологическую обработку.

При построении чертежа конструкции конической юбки геометрическим методом используют коэффициент K , который зависит от того, какую часть круга занимает чертеж конструкции юбки и определяется по формуле

К = (1.2),

где – угол, образуемый линиями середин переднего и заднего полотнищ юбки

зависимости от принципов расчета и построения все конические юбки подразделяются на две группы: юбки среднего и большого расклешения, у ко-

торых K 1,0 («солнце», «полусолнце», все виды «колокола»), и юбки малого расклешения, у которых K 1,0 (клеш, большой клеш).

Вычисленые нами значение коэффициента K и общая характеристика конструкций конических юбок представлена в табл. 1.2 [25].

Таблица 1.2 – Характеристика конструкций конических юбок

	Разновидность конической юбки	Коэффициент K	Угол ,˚

	Клеш	1,4	41
	Большой клеш	1,2	48
	Малый «колокол»	1,0	57
	Средний «колокол»	0,9	64
	Большой «колокол»	0,8	72
	«Полусолнце»	0,64	90
	«Солнце»	0,32	180

В результате анализа методов конструирования разверток деталей одежды нами было выявлено, что расчетно-графические методы наиболее приемлемы для проектирования изделий традиционных конструктивных решений, однако высокой точности и технологичности построения разверток деталей одежды, опираясь только на антропометрические измерения и припуски, достигнуть невозможно

Изменение моды и размерной типологии человека сопровождается внесением изменений в эмпирические расчеты и графические построения чертежей новых силуэтов одежды, что приводит к моральному старению методик.

Более точными являются инженерные методы конструирования одежды, но высокая трудоемкость и сложность получения разверток деталей одежды ограничивают их практическое применение. Поэтому необходимо изыскание научно обоснованных, достаточно точных и удобных методов построения разверток деталей одежды, так как от точности их построения существенно зависит расход материалов, качество посадки швейных изделий, их эстетические и эксплуатационные свойства.

1.4 Факторов, влияющие на формообразование материалов в одежде.

Качество одежды во многом обусловлено тектоникой, то есть взаимосвязью между формой, конструкцией и материалом [8]. При создании объемно-пространственной формы одежды необходимо учитывать формовочные свойства материала, то есть его способность образовывать пространственную форму и устойчиво сохранять ее в процессе эксплуатации изделия. Способность тканей к формоообразованию зависит от их переплетения, волокнистого состава, структурных характеристик, физико-механических свойств, отделки и др.

Образование и фиксация пространственой формы деталей одежды может происходить непосредственно в готовых швейных изделиях свободной формы (коническая юбка) под воздействием веса материала, при надевании плотно облегающего изделия, в частности из трикотажного полотна. Закрепление объемно-пространственной формы материала в технологическом процессе может достигаться при использовании швов, дублирования прокладочными материалами и др. Способность материала к закреплению формообразующих деформаций в процессе влажно-тепловой обработки или при химической обработке определяется степенью участия в общей деформации волокон и нитей, их волокнистым составом, способностью материала к пластификации [30].

При формообразовании деталей изделия текстильный материал выступает как самостоятельный фактор, от которого в значительной степени зависит его пространственная форма за счет присущих ему свойств, таких как жесткость, драпируемость, масса и структурные характеристики материала.

Под драпируемостью понимают способность материалов в подвешенном состоянии под действием собственной массы принимать пространственную форму и образовывать мягкие подвижные складки [31]. В общем виде драпиру-емость ткани определяется как функция, которая находится в прямой зависимости от поверхностной плотности ткани и в обратной зависимости от характеристик структурных элементов [32]

Драпируемость материалов является величиной, обратной величине жесткости, однако не существует формул, определяющих зависимость этих свойств друг от друга. При выборе материалов для конкретной модели изделия, рассматривается жесткость, как количественный показатель, при этом драпиру-емость является второстепенным показателем, определяющим качественную характеристику свойств материалов [30].

Под жесткостью материала понимается его способность сопротивляться изменению формы при действии внешней изгибающей силы [30]. Для текстильных материалов, поскольку они даже под действием собственной массы дают большие прогибы, затруднительно определять истинную жесткость, поэтому определяют условную жесткость при изгибе B , которая выражается произведением модуля продольной упругости E на момент инерции сечения тела относительно нейтральной оси I [33].

B = E I,

(1.3)

где E – модуль продольной упругости, г/м²;

I – момент инерции сечения тела относительно нейтральной оси, м⁴.

Величина момента инерции характеризует способность тела сопротивляться изгибу в зависимости от размеров и формы поперечного сечения. Модуль упругости характеризует способность тела изгибаться, но уже в зависимости от материала тела.

Чем больше ткань сопротивляется действию изгибающих нагрузок, тем большие усилия требуются для изгиба и тем хуже его драпируемость. В большинстве случаев высокими показателями драпируемости обладают ткани, образующие небольшие округлые подвижные складки [33].

Швы, расположенные вертикально, оказали наименьшее влияние на изменение драпируемости материала: четыре шва, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга, дали снижение драпируемости мягкой ткани на 8-9%, жесткой - на 5-6%, в среднем один шов соответственно на 2% и 1,5%.

Один шов, расположенный горизонтально, снизил драпируемость мягкой ткани на 10%, а жесткой на 5%; а четыре шва, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга, уменьшили драпируемость мягкой ткани на 17%, а жесткой на 11-12%. Наибольшее влияние на драпируемость ткани оказал горизонтальный шов, расположенный в верхней части образца, и это влияние снижалось по мере перемещения шва вниз.

Влияние на драпируемость одного шва, расположенного диагонально, равносильно влиянию шва, расположенного горизонтально. Наличие шва снижает драпируемость мягкой ткани на 9-10%, жесткой на 5-6%. Во всех случаях из исследуемых швов вразутюжку и взаутюжку (те и другие с открытыми срезами), последние дали несколько большее снижение драпируемости ткани.

Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ФОРМЫ ОДНОСЛОЙНЫХ КОНИЧЕСКИХ ШВЕЙНЫХ ИЗДЕЛИЙ

2.1 Способы определения драпируемости материалов

Драпируемость является одним из показателей, характеризующих важное свойство материалов – способность их к формообразованию. В настоящее время существуют различные методы определения драпируемости материалов, которые рассматривают частные случаи деформации материалов, возникающих в процессе формообразования.

Стандартным является метод определения драпируемости искусственного трикотажного меха, применяющийся при разработке и постановке новой продукции на производство [36]. Сущность метода состоит в определении отношения массы листа целлюлозной пленки, ограниченной контурами спроектированного на него свободно подвешенного образца меха и листа пленки площадью, равной площади образца меха.

Драпируемость Д, %, вычисляют по формуле: Д = , (1.4)

где m _p – масса листа целлофана, ограниченного контурами проекции образца меха, мг;m_o – масса листа целлофана площадью, равной площади образца меха, мг.

Рисунок. Установка для определения драпируемости материалов

Поэтому мы предложили, предварительно исследовав, методы определения драпируемости материалов - дисковый метод и метод иглы [37]. Наиболее простым методом определения драпируемости является метод иглы.

Метод позволяет определить драпируемость ткани в заданном направлении (продольном, поперечном, диагональном).

Коэффициент драпируемости K _Д ,%, вычисляют по формуле:

К = 100 - (1.5)

где А – расстояние между углами нижнего края образца материала в подвешенном состоянии, мм.

Недостатком метода является то, что он является материалоемким, так как для определения драпируемости по каждому направлению образцы вырезаются отдельно.

Суть дискового метода состоит в следующем: образец материала в форме круга размещают на диске, и сверху накладывают прижимной диск того же диаметра, что и первый.

Затем освещают сверху и получают на бумаге проекцию образца материала. Характеристикой драпируемости материала по дисковому методу является коэффициент драпируемости K _Д ,%, который вычисляют по формуле:

К = ( 1.6)

где S – площадь образца материала, мм²;

S₁ – площадь горизонтальной проекции образца после испытания, мм².

Дисковый метод, в отличие от метода иглы позволяет определить драпируемость материалов сразу в нескольких направлениях.

Существенным недостатком дискового метода является то, что

– длина стержня фиксированная, и при получении проекций образцов материалов разной жесткости возможно искажение;

– при перемещении прибора возможна деформация образца из-за соприкосновения с исследователем;

– на практике при освещении использовали не параллельные лучи, а точечный источник света, который дает искажение проекции образца материала;

– требуются дополнительные затраты времени, чтобы предварительно вырезать отверстие для стержня прибора на бумаге.

Представленные способы определения драпируемости материалов отражают частные случаи, возникающие, в процессе формообразования материалов и не учитывают возможные искажения проекций и погрешности измерений, влияющие на точность и объективность получаемых результатов исследований. Одним из направлений снижения величины искажения проекции образца материала в процессе наших экспериментальных исследований является уменьшение расстояния между срезом образца и сканирующей поверхностью, а также увеличение расстояния до источника освещения.

2.2.Исследования в области моделирования пространственной формы швейных изделий

Процесс трехмерного моделирования одежды включал разработку базовой конструкции одежды и последующим наложением конструктивно-декоративных элементов с возможностью выбора их из базы данных [48].

Разработан способ получения трехмерного объекта сложной формы. Объект состоит из слоев, последовательно сформированных и присоединенных друг к другу в процессе изготовления. Формирование объекта осуществляется путем последовательного нанесения слоев на рабочую форму с предварительным заданием окраски и толщины каждого слоя. Путем удаления слоев контролируют получаемые размеры объекта [49].

Рассмотрим задачу определения пространственной формы поверхности однослойной конической юбки, которая условно изготовлена из гибкого упругого однородного материала, и ее верхний край закреплен по периметру талии (рис. 2.1).

Рисунок 2.1 – Пространственная форма юбки

Пространственная форма изделия определяется из условий фиксации юбки вдоль верхней границы, влиянием сил тяжести и действием сил упругости материала, из которого изготовлена юбка. Первоначально (без влияния сил тяжести) юбка представляет собой оболочку, которая для ее срединной поверхности является прямым круговым усеченным конусом (рис. 2.1).

Рассматриваемая модель юбки может быть описана с помощью понятия тонкой оболочки [98]. Так как толщина материала составляет примерно =1мм, а длина окружности верхнего основания конуса (талии) в среднем равна 70 см, то отношение

то есть выполняется условие моделирования изделия в форме тонкой оболочки [98]. Величиной d называется относительной погрешностью расчетов без учета толщины изделия, ее значение не превосходит 0,5%.

Срединной поверхностью тонкой оболочки называется поверхность, равноудаленная от ее внешних поверхностей. Далее под формой тонкой оболочки будем понимать форму ее срединной поверхности, описывая теоретические исследования с точностью до .

Пусть тонкая упругая оболочка (юбка) зафиксирована на горизонтальном стенде по линии талии (рис. 2.1) и находится в поле сил тяжести. Для построения приближенной формы тонкой оболочки воспользуемся подобием формы каждого из замкнутых элементов оболочки, на которые ее можно разбить в направлении вертикальной оси. При этом будем полагать, что каждый из элементов разбиения имеет форму, и каждый элемент разбиения (его срединная кривая) в начальном состоянии (без влияния сил тяжести) будет иметь радиус R, величина которого пропорциональна расстоянию h_R плоскости элемента в начальном состоянии от плоскости талии (рис. 2.2).

Рисунок 2.2 – усеченный коус с элементом разбиения.

Для построения математической модели, описывающей форму изделия,

сначала рассмотрим элемент изделия, который представляет собой прямой круговой усеченный конус малой высоты d z (рис. 2.3).

Полученный конус радиусом нижнего основания R_n > R_t (именуемый далее замкнутым элементом тонкой оболочки) с помощью тонких гибких не-весомых и нерастяжимых нитей постоянной длины L и с постоянным шагом угла поворота относительно вертикальной оси соединим на установке, которая представляет собой диск, радиус которого равен радиусу талии R_t .

Под действием сил тяжести и с учетом сил упругости материала, из которого изготовлен замкнутый элемент тонкой оболочки, его пространственная форма имеет вид, представленный на рис. 2.3.

Рисунок 2.3 –Пространственная форма замкнутого элемента тонкой оболочки

Для нахождения формы замкнутого элемента тонкой упругой оболочки определим потенциальную энергию, заключенную в рассматриваемом элементе, если он поднят относительно плоскости Оху.

Так как замкнутый элемент тонкой оболочки поднят относительно горизонтальной поверхности, то его первоначальная форма изменится под действием силы тяжести. С другой стороны, из-за наличия сил упругости материала деформирование элемента будет происходить до состояния равновесия сил тяжести и сил упругости. Совокупная потенциальная энергия, сосредоточенная в рассматриваемом замкнутом элементе тонкой оболочки, должна быть минимальной согласно принципу минимума потенциальной энергии [99]. Таккое состояние изучаемой системы можно описать в виде

П_пол + П_изг ® min ,

где П_пол -потенциальная энергия положения замкнутого элемента тонкой оболочки;

П_изг - потенциальная энергия изгиба элемента.

Разработан метод параметрического описания пространственной формы юбки, включающий систематизацию формообразующих параметров, расчет и построение изделия в трехмерной среде. Метод позволяет выявить взаимосвязь конструкции модели изделия, характеристик материалов и пространственной формы одежды [53].

Разработан алгоритм геометрического моделирования точечных и линейных каркасов трехмерных поверхностей фигуры человека и одежды, при этом конструкция модели базируется на алгоритмах взаимосвязи конструктивных точек трехмерной формы одежды и антропометрических точек манекена. Получена математическая модель формообразования поверхности одежды, в которой дуговые измерения фигуры человека используются в качестве контрольных после задания ее объемной поверхности [55, 56].

Проведены экспериментальные исследования с применением технологии 3D сканирования для выявления особенностей поведения пакетов одежды в трехмерной среде. Проанализировано пространственное изменение формы изделий относительно поверхности фигуры человека в горизонтальной и сагиттальной плоскостях. Предложена математическая модель расчета координат точек для построения контурных линий каркаса изделия, что позволяет прогнозировать форму проектируемой одежды [57, 58].

Анализ отечественных и зарубежных исследований свидетельствует об актуальности разработки теоретических основ виртуального представления объемно-пространственной формы одежды. Создание адекватной модели пространственной формы швейного изделия с учетом свойств материалов требует решения задачи о нахождении формы поверхности одежды аналитическим способом, построении математической модели пространственной формы изделия и ее последующей компьютерной 3D визуализации.

2.3 Усовершенствование прибора для определения драпируемости материалов дисковым методом.

На рис. 7.1 изображена схема усовершенствованного прибора для определения драпируемости материалов дисковым методом.

Общий вид Конструкция

Рисунок 7.1 – Прибор для определения драпируемости материалов

Прибор состоит из основания

1, выполненного в виде диска (диаметр диска составляет 5 см), жестко скрепленного с нижней трубчатой частью телескопического стержня 2, регулируемого по длине с помощью винта 3. На верхнем конце стержня расположен основной диск 4 с иглой 5 для фиксации образца материала 6, прижимного диска 7 и ручки 8, жестко закрепленной на боковой поверхности основания. Диаметры основания, диска и прижимного диска равны между собой.

Прибор работает следующим образом. Образец материала в форме круга (соотношение диаметров образца и диска составляет 4:1) с заранее размеченными осями в продольном и поперечном направлениях фиксируют на основном диске с иглой, сверху накладывают прижимной диск. Телескопичекий стержень регулируют по длине и закрепляют винтом на определенной высоте после предварительного эксперимента. Для придания образцу материала постоянной, присущей ему формы, прибор при помощи ручки поднимают и опускают пять раз, и устанавливают на стекло сканера. Регистрационно

измерительные действия осуществляют через три минуты после подъемов с помощью планшетного сканера. Драпируемость материала оценивают коэффициентом драпируемости, который определяют как отношение разницы площадей исходного образца и его горизонтальной проекции после деформации к площади исходного образца.

Возможность регулирования длины телескопического стержня прибора обеспечивает минимальный зазор между срезом образца и поверхностью сканера, что повышает точность фиксации проекции образца сканером. Прибор является компактным и переносным, позволяет снизить затраты времени на испытание и повысить объективность получаемых результатов.

Рисунок 7.2 – Установка для определения драпируемости

материалов дисковым методом

Рисунок 7.3 – Горизонтальная проекция образца материала

Образец материала в форме круга 1 фиксируют на основном диске 2 в центре с иглой 3, сверху накладывают прижимной диск 4 с отверстием в центре для иглы, и фиксируют за иглу трехлепестковым зажимом 5.

Для придания образцу материала постоянной, присущей ему формы, его при помощи крон-штейна 6 с закрепленным трехлепестковым зажимом поднимают и опускают пять раз вдоль стержня 7, жестко закрепленного на основании 8, максимально приближают срезы свешивающейся части образца материала к поверхности стекла планшетного сканера 9 и фиксируют положение кронштейна с помощью винта 10. Длина кронштейна обеспечивает расположение образца материала по центру стекла планшетного сканера. Перемещение образца материала возможно за счет перемещения прибора вместе с основанием, при этом регулирование положения срезов свешивающейся части образца материала относительно поверхности стекла сканера осуществляется с помощью трехлепесткового зажима. Регистрационно-измерительные действия осуществляют через три минуты после подъемов с помощью планшетного сканера, подключенного к компьютеру. Фотография установки для определения драпируемости материалов представлена на рис. 7,4

Рисунок 7.4 – Установка для определения драпируемости материалов

На основе экспериментальных исследований установлено, что расстояние от срезов свешивающейся части образца материала до поверхности стекла планшетного сканера не должно быть более 1,5 сантиметров, что позволит получить четкую проекцию срезов свешивающейся части образца материала, и искажение проекции составит не более 5%

Предложенный способ определения драпируемости материалов для одежды позволяет повысить объективность получаемых результатов за счет получения четкой проекции срезов свешивающейся части образца материала в натуральную величину при минимальных затратах времени.

Существенным недостатком дискового метода определения драпируемости материалов является то, что резкое перемещение прибора с закрепленным образцом не позволяет приблизить условия испытания к реальным, что влияет на точность и объективность результатов исследований.

На рис. 3.6 представлена схема усовершенствованного прибора для определения драпируемости материалов дисковым методом, позволяющего повысить объективность результатов исследований за счет равномерного распределения воздушного потока, воздействующего на образец материала [111].

Образец материала в форме круга 1 закрепляют на держателе, выполненном в виде полусферы 2 с иглой 3. Полусфера крепится на стержне 4, который соединен с основанием 5, выполненном в виде полой камеры с круговыми отверстиями, направленными в сторону полусферы. Предварительное движение образца материала происходит за счет прерывистого потока воздуха, подаваемого через отверстия камеры в течении одной минуты, длительность импульсов составляет 3-5 секунд, пауза между импульсами прерывистого потока воздуха составляет 1-3 секунды. В зависимости от жесткости материала, образец принимает определенную форму, проекция которой отображается на плоскость в виде замкнутой кривой. Регистрацию проекции образца материала осуществляют через три минуты после прекращения подачи воздуха с помощью планшетного сканера, подключенного к компьютеру.

Рисунок 7.5 – Схема усовершенствованного прибора для определения драпируемости материалов дисковым методом

Преимущество предложенного способа определения драпируемости материалов заключается в том, что он позволяет повысить степень объективности результатов и снизить затраты времени на испытание.

Выводы:

ь Создание эксклюзивных моделей одежды, отвечающих требованиям перспективного направления моды, и воспроизведение их в условиях массового производства требуют совершенствования методов проектирования одежды. Поэтому возникает объективная необходимость пересмотра традиционных принципов формообразования одежды и изыскание научно обоснованных, достаточно точных и удобных способов построения разверток деталей одежды, так как от этого существенно зависит расход материалов, эстетические и эксплуатационные свойства изделий.

ь Анализ литературных источников показал, что исследованиями в области проектирования одежды выявлена возможность характеристики тела человека объемными геометрическими формами, но не установлена взаимосвязь между первоначальной формой одежды и пространственной формой, которую она принимает на фигуре человека. Поэтому необходимо исследование этой взаимосвязи с учетом конструктивного решения модели изделия и свойств материалов, используемых при его изготовлении.

ь В результате анализа существующих способов определения драпируемости материалов выявлено, что они отражают частные случаи процесса формообразования материалов и не учитывают возможные искажения проекций образцов и погрешности измерений, влияющие на точность результатов исследований.

ь Анализ отечественных и зарубежных исследований свидетельствует об актуальности разработки теоретических основ виртуального представления объемно-пространственной формы одежды. Создание адекватной модели пространственной формы изделия требует решения задачи о нахождении формы поверхности одежды, построении математической модели пространственной формы изделия и ее последующей компьютерной визуализации.

ь Из анализа литературных источников следует, что стремление специалистов швейного производства к переходу от работы с плоскими развертками деталей одежды к объемному проектированию формы изделия актуализирует научные исследования и разработки в области 3D проектирования одежды. Внедрение систем автоматизированного трехмерного проектирования одежды позволяет повысить качество изготавливаемых швейных изделий за счет возможности виртуальной примерки изделия на манекене и внесения возможных корректировок в конструкцию изделия, снизить материальные затраты на производство изделий, реализовывать быструю сменяемость моделей изделий и таким образом обеспечивать потребности населения в высококачественной одежде.

ь В области рационального использования материалов проводятся значительные работы, основной целью которых является совершенствование выполнения раскладок лекал деталей изделий и нормирование расхода материалов на основе применения аналитических методов и с использованием программного обеспечения.

В настоящее время дизайнеры, при проектировании эксклюзивных моделей одежды, используют конструктивные членения, которые могут располагаться под определенным углом или по спирали в соответствии с композиционным замыслом изделия. Необходимо изучение влияния конструктивных элементов на формообразование изделий, что позволит сравнительно оценивать эти элементы как средства создания пространственной формы и обоснованно выбирать направление и количество линий членения при изготовлении конкретной модели изделия.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шершнева, Л.П. Конструирование одежды: Теория и практика: учебное

пособие / Л.П. Шершнева, Л.В. Ларькина.– ФОРУМ: ИНФРА-М, 2010. –

288с.

2. Медведева, Т.В. Художественное конструирование одежды: учебное пособие для вузов / Т.В. Медведева. – М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2009. – 480с.

3. Булатова, Е.Б. Конструктивное моделирование одежды: учеб. пособие для

вузов / Е.Б. Булатова, М.Н. Евсеева. – М.: Академия, 2003. – 272с.

4. Мартынова, А.И. Конструктивное моделирование одежды: учеб. пособие

для вузов / А.И. Мартынова, Е.Г. Андреева. – М.: Московская государственная академия легкой промышленности, 1999. – 216с.

5. Андросова, Г.М. Оптимизация выбора полотен из матричных элементов на ассортимент изделий из кожи и меха / Г.М. Андросова, И.Г. Браилов, О.В. Свириденко, Я.А. Ерохова. – Омск: Омский государственный институт сервиса, 2011. – 194с.

6. Найханов, В.В., Павлова, С.В. Построение разверток при проектировании одежды [Электронный ресурс] //International Conference Graphion – 1998, Moscow, Russia. Режим доступа: http://www.graphion.ru/

7. Трухан, Г.Л. Конструирование одежды / Г.Л. Трухан. – М.: Легкая индустрия,2019. – 335с.

8. Сухарев, М.И. Принципы инженерного проектирования одежды / М.И. Сухарев, А.М. Бойцов. – М: Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 282с.

9. Раздомахин, Н.Н. Аналитическое описание разверток объемных поверхностей манекена и одежды // Швейная промышленность, 2017. – №6. – С.35.

10. Высоцкая, Н.Н. Технические развертки изделий из листового материала / Н.Н. Высоцкая, А.М. Иерусалимский, Р.А. Невельсон, В.А. Федоренко. – М., 2018. – 272с.

11. Савостицкий, А.В. Основные теоретические положения конструирования деталей одежды из тканей и других материалов / А.В. Савостицкий. – Науч. тр./ МТИЛП, М., 2010. – №22.

12. Коблякова, Е.Б. Конструирование одежды с элементами САПР: учебник для вузов / Е.Б. Коблякова, Г.С. Ивлева, В.Е. Романов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Легпромбытиздат, 2008. – 464с.

13. Бузов, Б.А. Материаловедение швейного производства / Б.А. Бузов, Т.А. Модестова, Н.Д. Алыменкова. – М.: Легпромбытиздат, 2006. – 424с.

14. Тамаркина, М.А., Русаков, С.И. Об оценке драпируемости ткани // Швейная промышленность – 2009. – №1– С. 24-29.

15. ГОСТ 26666.6 – 89 Мех искусственный трикотажный. Метод определения драпируемости – М.: Издательство стандартов, 2000. – 8с.

16. Бузов, Б.А. Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности (швейное производство): учебник для вузов / Б.А. Бузов, Н.Д. Алыменкова. – М.: Изд. центр «Академия», 2004. – 448с.

17. Патент RU 2324935 C2 Способ определения способности текстильных материалов к образованию ниспадающих складок / Смирнова Н.А., Иванова О.В., Борисова Е.Н., Хохлова Е.Е. – КГТУ – 2008.

18. Патент RU 2409811 C1 Способ определения драпируемости материалов для одежды / Жихарев А.П., Оганесян А.А., Абу С.В. – МГУДТ – 2011.

19. Патент SU 1760450 А1 Способ определения подвижности структуры и драпируемости текстильных материалов в изделиях и устройство для его осуществления / Терпенова О.К., Белкина В.А., Иванникова И.М. – ВЗИТЛП – 1989.

20. Тамаркина, М.А. Образование форм одежды с учетом драпируемости ткани и основных конструктивных элементов изделий автореф. дис. … канд. тех. наук: 05.19.04 / Москва. 2017. – 24с.

21. Гусева, М.А. Совершенствование метода трехмерного проектирования элементов конструкции плечевой одежды: дис. … канд. техн.наук: 05.19.04/ МГУДТ, Москва, 2007. – 238 с.

22. Линник, Ю.В. Разработка метода трехмерного проектирования сопряжения сложных поверхностей плечевой одежды: дис. ...канд. тех. наук: 05.19.04/ Линник Юлия Владимировна. – М., 2008. – 205с.

23. Раздомахин, Н. Н., Басуев, А.Г., Сурженко, Е.Я. Система трехмерного автоматизированного проектирования одежды и перспективы ее развития // Вестник СПбГУТД. - СПб. - 1996. - № 1

24. Ло Ю., Кузьмичев, В.Е. Конструктивное обоснование получения объемно– пространственной формы одежды// Швейная промышленность. – 2010, №4. – C. 40-43.

25. Васильев, Д.А., Горелова, А.Е., Давыдова, Е.С., Корнилова, Н.Л. Определение взаимосвязи характеристик деформации развертки 3-D изделия со свойствами материалов // Технология легкой промышленности – 2012. – №2 – С. 56-60.

26. Кремер, Н.Ш. Теория вероятностей и математическая статистика: учеб. для вузов / Н.Ш. Кремер. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. – 543 с.

27. Ларькина, Л.В. Конструирование одежды / Л.В. Ларькина, Л.П. Шершнева. – Изд-во: Форум-Инфра-М, 2006. – 228с.

28. Назаренко, Е.В., Бырдина, М.В. Общие принципы формообразования и направление совершенствования проектирования форм и конструкций одежды // Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте: сб. материалов международной научно-практической конференции. – Одесса. – 2013. – С. 89-91.

Дневник исследования.

Авторы работы: ученицы 8 «Б» класса

Литвиненко Александра, Мельникова София

ГУ «Школа-лицей №8 для одаренных детей» города Павлодара.

Руководитель:

учитель математики, педагог - мастер Титченко Анжелика Петровна

№	Вид работы	Сроки выполнения	Результаты этапов	Подпись руководителя
1	Выбор темы проекта. Постановка целей и задач проекта	Сентябрь 2019	Завершён выбор темы проекта. Поставлены цели и задачи проекта	Титченко А.П.
2	Поиск методов исследования выбранного объекта – модели пространственной формы одежды	Октябрь 2019	Выбраны методы исследования выбранного объекта – модели пространственной	Титченко А.П.
3	Изучение основных принципов проектирования одежды.	Ноябрь 2019	Изучены и закреплены основные принципы их знания в ходе решения задач проекта	Титченко А.П.
4	Развитие навыков самоконтроля, умений работать с тестовым материалом по теме проекта	Декабрь 2019	Развиваем навыки самоконтроля, умений работать с тестовым материалом по теме проекта	Титченко А.П.
5	Исследование тенденций дизайна современной одежды	Январь 2020	Исследованы и систематизированы тенденций дизайна современной одежды	Титченко А.П.
6	Изучение и проектирование приближенной развертки поверхности тела человека	Февраль 2020	Изучены и спроектированы приближенные развертки поверхности тела человека	Титченко А.П.
7	Изучение учебной и Научной литературы по проблеме исследования.	Март 2020	Изучена учебная и научная литературы по проблеме исследования.	Титченко А.П.
8	Изучение и совершенствование методов получения разверток поверхности одежды.	Апрель 2020	Произведено совершенствование методов получения разверток поверхности одежды.	Титченко А.П.
9	Изучение и систематизация факторов, влияющих на формообразование материалов в одежде	Май 2020	Выполнены исследования факторов, влияющих на формообразование материалов в одежде	Титченко А.П.
10	Экспериментальные исследования пространственной формы одежды однослойных конических швейных изделий.	Июнь-август 2020	Выполнены экспериментальные исследования пространственной формы одежды однослойных конических швейных изделий.	Титченко А.П.
11	Исследование и усовершенствование способов определения драпируемости материалов.	Сентябрь 2020	Исследованы и усовершенствованы способов определения драпируемости материалов.	Титченко А.П.
12	Исследования в области моделирования пространственной формы швейных изделий	Октябрь 2020	Исследована область моделирования пространственной формы швейных изделий	Титченко А.П.
13	Усовершенствование прибора для определения драпируемости материалов дисковым методом.	Ноябрь 2020	Усовершенствован прибор для определения драпируемости материалов дисковым методом.	Титченко А.П.
14	Создание прибора для определения драпируемости материалов дисковым методом.	Декабрь 2020	Создан прибор для определения драпируемости материалов дисковым методом.	Титченко А.П.
15	Апробация прибора для определения драпируемости материалов дисковым методом.	Январь 2021	Опытные исследования прибора для определения драпируемости материалов дисковым методом.	Титченко А.П.
16	Структурирование материала проекта для составления выводов проделанной работы	Февраль 2021	Структурирован материал проекта для составления выводов проделанной рабоы	Титченко А.П.
17	Корректирование доказательно базы проекта	Март 2021	Откорректированиа доказательная базы проекта	Титченко А.П.
18	Составление структуры содержания презентации проекта	Апрель 2021	Составлена структуры содержания презентации проекта	Титченко А.П.
19	Выполнение презентации проекта, как дополнения к содержанию научно-исследовательской работы	Май 2021	Выполнена презентации проекта, как дополнения к содержанию научно-исследовательской работы	Титченко А.П.
20	Посещение городской, областной библиотек. Встречи с консультантом Горшковым Б.Н	Июнь-август 2021	Посетили городской, областной библиотек. Неоднократные встречи с консультантом Горшковым Б.Н	Титченко А.П.
21	Систематизация содержания практической и теоретической частей проекта	Сентябрь 2021	Систематизировано содержания практической и теоретической частей проекта	Титченко А.П.
22	Подготовка научно-исследовательской работы к защите	Октябрь 2021	Готовы к защите научно-исследовательской работы.	Титченко А.П.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

Характеристика способов формообразования швейных изделий.

Форма как объемно-пространственный объект имеет сложную структуру, состоящую из нескольких частей, организованных в единое целое. Различают простые и сложные формы одежды: простые формы состоят из одной структурно целой части, а сложные формы состоят из нескольких частей [8].

Для достижения необходимой объемно-пространственной формы одежды используют три основных способа формообразования: технологический, конструктивный и комбинированный. Применение того или иного способа зависит от характера поверхности изделия, применяемого метода конструирования и формовочных свойств используемых материалов [8-11]. При выборе способа формообразования необходимо учитывать структуру пакета конструкции, которая может быть однослойной, многослойной и комбинированной (на различных участках изделия – разное количество слоев материалов).

Технологический способ основан на использовании формовочных свойств материалов (пластических и термопластических) и предполагает воздействие на материал посредством сутюживания, прессования или оттягивания.

К технологическим средствам формообразования относят:

– деформацию материала по срезам деталей и фиксацию его с помощью влажно-тепловой обработки;

– изменение угла между нитями основы и утка ткани, при этом раскрой выполняется с учетом направления нити основы в деталях изделия;

– использование каркасных элементов: плечевых накладок, кромок, формоустойчивых прокладок.

Одним из перспективных направлений формообразования швейных изделий является метод напыления волокон на определенную форму и последующее закрепление их клеящими веществами.

С помощью технологического способа трудно получить одежду сложных форм, что ограничивает область его практического применения.

Конструктивный способ характеризуется тем, что формообразование одежды происходит за счет членения материала на части. При использовании конструктивного способа формообразования обеспечивается возможность инженерного расчета, точного воспроизведения и устойчивого закрепления практически любой формы одежды. Членение изделия на детали обуславливается анатомическими особенностями строения тела человека, поэтому конструктивные линии, в основном, проходят вблизи точек его максимальной кривизны [8].

К конструктивным средствам формообразования одежды относят швы, подрезы, вытачки, сборки, складки и драпировки. Линии членения классифицируют по направлению на вертикальные, горизонтальные и наклонные (диагональные). Вертикальные членения модели изделия позволяют визуально вытянуть фигуру, а горизонтальные подчеркнуть пропорции тела человека. Членения по диагонали нарушают статичность и симметричность формы одежды, и таким образом придают ей эксклюзивный внешний вид.

Характер членения одежды на составные части определяется:

– сложностью поверхности тела человека;

– особенностями конструктивного решения модели;

– требованиями художественной выразительности, так как одежда с помощью удачно выбранных линий членения может подчеркнуть достоинства и

скрыть недостатки фигуры человека, корректировать восприятие пропорций тела человека;

– особенностями технологической обработки изделия;

– шириной и другими свойствами материала: при изготовлении одежды из материалов ограниченной ширины вводятся дополнительные членения модели изделия.

Комбинированный способ предполагает сочетание технологического и конструктивного способов формообразования. При использовании комбинированного способа формообразования должны быть учтены жесткость, осыпаемость и другие свойства материала, определяющие его способность к формообразованию и формозакреплению, а также особенности конструктивного решения модели изделия.

В отличие от изделий из текстильных материалов, процесс проектирования изделий в современной национальной одежде из натуральной кожи тесно связан с геометрическими размерами и свойствами кож. Натуральные кожевенные материалы характеризуются неоднородностью свойств по топографическим участкам, ограниченностью размеров. [12].

ПРИЛОЖЕНИЕ 2.

Анализ способов определения драпируемости материалов

Драпируемость Д , %, вычисляют по формуле: Д = , (1.4)

где m _p – масса листа целлофана, ограниченного контурами проекции образца меха, мг;

m_o – масса листа целлофана площадью, равной площади образца меха, мг.

Метод применяется только для трикотажного меха, поэтому не имеет широкого применения в швейной промышленности.

Коэффициент драпируемости K _Д ,%, вычисляют по формуле:

К = 100 - (1.5)

где А – расстояние между углами нижнего края образца материала в подвешенном состоянии, мм.

К = ( 1.6)

где S – площадь образца материала, мм²;

S₁ – площадь горизонтальной проекции образца после испытания, мм².

Существенным недостатком дискового метода является то, что

– при перемещении прибора возможна деформация образца из-за соприкосновения с исследователем;

требуются дополнительные затраты времени, чтобы предварительно вырезать отверстие для стержня прибора на бумаге.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3.

ПРИЛОЖЕИЕ 4.

Современные САПР трехмерного проектирования одежды

В настоящее время под термином САПР понимают процесс автоматизированного проектирования изделий при использовании средств машинной графики, поддерживаемых пакетами программого обеспечения.

В основе автоматизации процесса проектирования швейных изделий лежат различные методики конструирования одежды, определяющие получе-

ние плоских разверток изделий и виртуальное представление пространственной формы одежды в трехмерной среде. Для достижения высокого качества посадки проектируемого изделия и соответствия его эскизному и техническому заданию требуется примерка образца изделия с целью определения необходимости внесения корректировок в конструкцию изделия. На отечественных швейных предприятиях оценка качества проектных решений традиционно осуществляется субъективно, что обуславливает необходимость проведения исследования и разработки способов виртуального моделирования внешней формы одежды, а также объективной оценки качества пространственной формы изделий [77].

Ведущие фирмы, которые занимаются разработкой САПР одежды, как в Казахстане, так и за рубежом, проводят исследования в области трехмерного проектирования одежды. Стремление специалистов швейного производства к переходу от работы с плоскими развертками деталей одежды к объемному проектированию формы изделия актуализирует научные исследования и разработки в области 3D проектирования одежды.

В современных 3D программах предлагается процесс проектирования трехмерной конструкции изделия с последующей разверткой (развертывающие), а также имеется возможность выполнения виртуальной примерки изделия (одевающие) [78, 79]. Конструирование одежды в САПР осуществляется

как для плечевых так и для поясных изделий, базовые формы которых можно выбрать из базы данных или построить на виртуальном манекене.

К системам, реализующим трехмерную примерку изделия, относятся: СТАПРИМ, Optitex, Investronica, Gerber, Julivi, DressingSim, i-Designer и др. Среди возможностей этих систем – сканирование фигуры человека (DressingSim, Lectra, Symcad), «одевание» разработанных плоских лекал на трехмерный манекен, подбор материалов (Gerber, Optitex, Julivi), оценка посадки изделия (Gerber, Optitex, Julivi, i - Designer), внесение изменений в вир-туальный макет и соответствующая корректировка плоских лекал (Julivi, i-Designer) [78].

Особенностью системы СТАПРИМ, является возможность проведения измерений с фотографии заказчика. Трехмерная поверхность торса манекена в программе задается на основе его проекционных измерений. Определены параметры и разработаны модели формообразования поверхности рукава, стана и воротника плечевого изделия. При разработке объемно-силуэтного решения проектируемого изделия конструктор выбирает величины параметров формообразования изделия и производит его визуальную оценку в различных ракурсах. Построение разверток деталей осуществляется автоматически. Внесения модельных особенностей производится на двухмерных деталях.

Системы автоматизированного проектирования (САПР) раскладок лекал нашли широкое применение на швейных предприятиях. САПР «Раскладка» заметно повышает производительность и качество труда на операциях раскладки лекал, позволяя оператору-раскладчику мобильно манипулировать большим количеством лекал, одновременно с этим снижается трудоемкость. При внедрении САПР сокращение затрат на лекальное хозяйство составляет 75,85%, повышение экономии материала в среднем на 2,3% [94].

Основу процессов САПР раскладок составляют математические методы геометрического проектирования, которые обеспечивают автоматическое выполнение геометрических и технологических ограничений, высокую точность и скорость построения раскладок.

Автоматическая раскладка сложна в ее программной и технической реализации. Ввиду сложности задачи и многовариантности возможных решений технически затруднительно обеспечение всех требований, предъявляемых к рациональным раскладкам. Поэтому автоматизированное проектирование раскладок не гарантирует выполнения всех требований, предъявляемых к раскладкам. Так, например, автоматическая раскладка во многих САПР не обеспечивает совмещения деталей с рисунком ткани, не предусматривает использования допустимых отклонений от долевой нити, кромки ткани, не позволяет изменять величину технологического зазора между деталями в раскладке.

ПРИЛОЖЕИЕ 5.

Рациональное использование материалов с помощью вычисления площадей фигур.

Для упрощения контуров раскладываемых фигур деталей заключают в прямоугольник наименьшей площади, при этом упрощенный контур несложно описать аналитически.

Задача получения плотных раскладок, т. е. размещения фигур на плоскости таким образом, чтобы на произвольно взятой части плоскости отношение площади, покрытой фигурами к площади всей части было бы максимальным, является серьезной математической задачей. Еще в работах И. Ньютона и К. Гаусса положено начало новой ветви математики – дискретной геометрии, которая рассматривает круг вопросов, касающихся наиболее плотного расположения дискретной системы фигур некоторой ограниченной области [87].

К настоящему времени существует значительный опыт в направлении рационального использования материалов при раскрое рулонных и листовых материалов, а также расположения фигур сложной конфигурации [88-94].

В работе В.А. Залгаллера [88] установлен необходимый признак плотного расположения раскладки, который заключается в процедуре построения прямоугольника минимальной площади, описывающего фигуру, и затем оптимального их расположения.

В работе [89] Д.М. Зозулевич решает задачу поиска прямоугольника минимальной площади, описанного около контура или конечного числа контуров, для случая, когда контур состоит из дуг окружностей и отрезков прямых. Задачу решают в несколько этапов: вычисляют координаты граничных точек, строят выпуклую оболочку конечного числа контуров, затем прямоугольник вокруг выпуклой оболочки.

В работе [90] предлагается алгоритм размещения геометрических объектов, заключающийся в раскладке описывающих эти объекты прямоугольников наименьшей площади с последующим сдвигом объектов до плотного расположения друг относительно друга.

Алгоритм оптимального размещения заданного количества комплектов деталей в раскладке минимальной длины приводится в работе [91]. Для упрощения контуров раскладываемых фигур деталей заключают в прямоугольник наименьшей площади, при этом упрощенный контур несложно описать аналитически. Затем размещают прямоугольники (в первую очередь размещают прямоугольники наибольшей площади и наибольшей длины).

В работе представлен алгоритм раскладки деталей сложной конфигурации. Автор предлагает преобразование координат вершин многоугольника для разных случаев, с помощью которых находятся координаты одного из возможных положений детали и имеющегося контура уже уложенных деталей, затем проводится проверка на пересечение контуров.

В работе решаются задачи оптимального раскроя комплексно: производится расчет размеров заготовок, определяется метод оптимального раскроя, методики расчета норм расхода и т. д. Результатом работы является экономия материала в результате изменения размеров и формы деталей.

Определение площади детали с использованием метода треугольников.

На детали определена условная точка фокуса r с координатами хr=91 мм, уr=134 мм. Из точки фокуса проведены лучи ко всем узловым точкам контура. Определены длины сторон треугольников по координатам угловых точек.

Для выделенного треугольника (r-4-5) длины сторон равны:

> сторона r-4 :

a = = 65,1 мм,

сторона 5-4

b == 114,4 мм,

сторона 5-r

c = = 121,3 мм.

По теореме Герона определена площадь каждого треугольника:

S =

где р − полупериметр треугольника:

а, b, с – длины сторон треугольника.

Для выделенного треугольника (r-4-5) рi = 1504 мм, = 3672,32 мм².

Сумма площадей всех треугольников детали равна S=1421 мм².

Затем на криволинейных участках контура выделены промежуточные

точки, проведен расчет площади детали при большем числе аппроксимирующих треугольников.

Уточненная площадь равна S=1423,1 мм².

ПРИЛОЖЕНИЕ 6.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ФОРМЫ ОДНОСЛОЙНЫХ КОНИЧЕСКИХ ШВЕЙНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Цель проведения экспериментов – проверка полученной теоретической модели, описывающей пространственную форму юбки.

Лабораторный стенд, на котором проводился эксперимент, представлен на рис. 3.1. Стенд состоит из модели юбки 1, закрепленной по верхнему краю диска 2, расположенного на стержне 3. При освещении сверху образца параллельными лучами света, линия низа модели юбки теневым отображением проецировалась на лист бумаги 4, расположенный на столике 5.

Рисунок 3.1 – Стенд для исследования геометрии низа модели юбки

Эксперимент по определению формы нижнего края модели юбки проводился следующим образом. Модель юбки закреплялась по верхнему краю на диске, при включении источника освещения тень нижнего края модели проецировалась на лист белой бумаги формата А1, на котором предварительно определялась точка, соответствующая центру проекции. Для придания модели юбки постоянной, присущей ей формы, конструкция с подвешенной моделью юбки поднималась и опускалась пять раз, и через три минуты на листе бумаги очерчивалась линия проекции низа модели и определялись координаты вершин и впадин проекции (точек, которые наиболее и наименее удалены от центра проекции).

ПРИЛОЖЕНИЕ 7.

Рациональное использование материалов

При изготовлении одежды в условиях массового производства стоимость основных материалов (ткани, нитки, фурнитура) составляет 90% себестоимости изделия, в которой 95% занимает стоимость тканей [80]. Наибольшая часть потерь возникает при раскрое материалов, снижение расхода материалов на 1 % приводит к снижению себестоимости изделия на 0,84 %. [81,82].

При раскрое материалов сначала выполняют раскладку лекал, представляющую собой рамку, в которой нанесены контуры деталей изделия с учетом технических требований, предъявляемых к расположению лекал на ткани.

Экономичность раскладки зависит от многих факторов: вида раскладки, расположения лекал в раскладке, сочетания размеров и ростов в раскладке, формы и размера деталей, ширины и вида поверхности материала. Одним из наиболее существенных факторов, определяющих площадь раскладки, является суммарная площадь всех лекал в этой раскладке. Площадь лекал определяет площадь раскладки на 60-90%, остальные 10-40% приходятся на факторы, обусловленные условиями построения раскладки [82-85]. Так как детали швейных изделий имеют сложную форму, то между ними в раскладке лекал возникают межлекальные выпады, величина которых изменяется в пределах 6-20% и рассчитывается по формуле:

В = (1.7)

где S_р	- площадь раскладки лекал,	мІ;
S _л	- сумма площадей всех лекал деталей изделия,		мІ.

Снижение расхода материалов можно достичю за счет площади лекал достигается при использовании способа адаптивного конструирования [86], основанного на уплотнении раскладок за счет конфигурации деталей, определения участков деталей, которые мешают лучшей укладываемости их в раскладке, рационального проектирования форм мелких деталей. Для снижения межлекальных отходов часто используют объединение в раскладке изделий разных фасонов, что обеспечивает снижение межлекальных отходов на 1-5%.

Для упрощения контуров раскладываемых фигур деталей заключают в прямоугольник наименьшей площади, при этом упрощенный контур несложно описать аналитически.
размещают прямоугольники (в первую очередь размещают прямоугольники наибольшей площади и наибольшей длины).

ПРИЛОЖЕНИЕ 8.

Подбор примеров аналогичной тектонической организации формы одежды и произведений архитектуры

На рис.11.1 представлены примеры аналогичных тектонических

организаций объемно-пространственных форм современных видов одежды и произведений архитектуры.

Единство композиционных средств, используемых при создании небоскреба и платьев, выражено в ритмической организации элементов полукруглой формы с ярко выраженной фактурой, что придает ощущение динамичности, устремленности вверх.

а б в

Рис. 11.1. Аналогии в тектонической организации объемно-пространственных форм одежды и произведения архитектуры:− небоскреб Крислер-болдинг.

На рис.11.2 тектонику формы дворца и платья объединяет овальный геометрический вид. Богато декорированные арки и фасады, усиливающие парадность и ажурность здания, находят отражение в изобилии объемных, но легких оборок платья нарядного назначения.

а б

Рис. 11.2. Аналогии в тектонической организации объемно-пространственной формы платья и произведения архитектуры:− королевский дворец, Пномпень, Камбоджа;

Подбор примеров аналогичной тектонической организации формы одежды и природных форм На рис.11.3 и рис.11.4 представлены примеры аналогичных

тектонических организаций объемно-пространственных форм современных видов одежды и биологических форм.

Тектоника объемно-пространственной формы экзотической рыбы, выраженная в округлой форме многослойных плавников с лучевой ритмической их организацией, нашла выражение в художественно

конструктивной структуре нарядного платья. Орнаментация и цветовая гамма объемной, конической юбки из полупрозрачных материалов усиливает сходство с рыбой.

Рис. 11.3. Аналогии в тектонической организации объемно-пространственной формы платья и биологической формы; б − экзотическая рыба

Аналогии тектоники объемно-пространственной формы жука (рис.11.4,б) и платья (рис.11.4, а) заключаются в единстве геометрического вида овальных малообъемных форм, пропорциональных отношений элементов форм, контрастном решении декора, симметрично расположенного относительно средней линии.

Рис. 11.4. Аналогии в тектонической организации объемно-пространственной формы платья и биологической формы; б – жук

Оригинальное прочтение сложно организованной формы цветка орхидеи, воспроизведение цветовой гаммы лепестков с эффектными контрастными вкраплениями представлено в модели женского платья (рис.11.5). Изысканность орхидеи перенесена в яркое образное решение через оригинальную форму драпированной юбки в виде баллона с мягкоорганизованной асимметричной линией низа и объемный декор платья. Прическа, макияж, аксессуары усиливают сходство с цветком.

а б

Рис. 11.5. Аналогии в тектонической организации объемно-пространственной формы платья и растительной формы; б – орхидея

Скачано с www.znanio.ru

Министерство образования Республики

Отзыв на научно - исследовательский проект «Исследование и моделирование пространственной формы одежды

Руководитель: учитель математики, педагог-мастер

Аннотация Жұмыс кеңістік киім нысанын зерттеу және модельдеуге арналған

Аннотация Работа посвящена исследованию и моделированию пространственной формы одежды

Annotation The workspace is designed to study and model

Исследование и моделирование пространственной формы одежды

ВВЕДЕНИЕ Приоритетной задачей развития современного общества является обеспечение населения

Научная новизна работы заключается в разработке экспериментально-аналитического метода моделирования пространственной формы однослойных швейных изделий конической формы, исходя из принципа минимума потенциальной энергии, с использованием методов…

ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Рисунок 1.1– Модели одежды коллекции «Весна-лето» бренда

Рисунок 1.2 – Изделия из полос натуральной кожи бренда

Некоторые модели платьев коллекции «Hommuage

В отличие от швейных изделий массового производства, эксклюзивная одежда изготавливается единичными экземплярами чаще всего на индивидуального потребителя

Таким образом, поверхность тела человека условно разбивают на участки, которые приближенно рассматривают как части простых геометрических поверхностей: конуса, цилиндра, сферы, а контуры горизонтальных сечений аппроксимируют…

Рисунок 1.5 – Приближенная развертка поверхности манекена

Создание моделей одежды и получение разверток ее деталей при использовании муляжного метода осуществляется путем макетирования (муляжирования) изделия в соответствии с эскизом на манекене или фигуре…

При построении чертежа конструкции конической юбки геометрическим методом используют коэффициент

В результате анализа методов конструирования разверток деталей одежды нами было выявлено, что расчетно-графические методы наиболее приемлемы для проектирования изделий традиционных конструктивных решений, однако высокой точности…

Закрепление объемно-пространственной формы материала в технологическом процессе может достигаться при использовании швов, дублирования прокладочными материалами и др

B = E I, (1.3) где

Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Поэтому мы предложили, предварительно исследовав, методы определения драпируемости материалов - дисковый метод и метод иглы [37]

Недостатком метода является то, что он является материалоемким, так как для определения драпируемости по каждому направлению образцы вырезаются отдельно

Представленные способы определения драпируемости материалов отражают частные случаи, возникающие, в процессе формообразования материалов и не учитывают возможные искажения проекций и погрешности измерений, влияющие на точность…

Исследования в области моделирования пространственной формы швейных изделий

Разработан способ получения трехмерного объекта сложной формы

L О у х Рисунок 2

Величиной d называется относительной погрешностью расчетов без учета толщины изделия, ее значение не превосходит 0,5 %

Рисунок 2.2 – усеченный коус с элементом разбиения

Рисунок 2.3 –Пространственная форма замкнутого элемента тонкой оболочки

Метод позволяет выявить взаимосвязь конструкции модели изделия, характеристик материалов и пространственной формы одежды [53]

D визуализации. 2.3 Усовершенствование прибора для определения драпируемости материалов дисковым методом

Рисунок 7.1 – Прибор для определения драпируемости материалов

Прибор является компактным и переносным, позволяет снизить затраты времени на испытание и повысить объективность получаемых результатов

Рисунок 7.3 – Горизонтальная проекция образца материала

Предложенный способ определения драпируемости материалов для одежды позволяет повысить объективность получаемых результатов за счет получения четкой проекции срезов свешивающейся части образца материала в натуральную величину…

Выводы: ü Создание эксклюзивных моделей одежды, отвечающих требованиям перспективного направления моды, и воспроизведение их в условиях массового производства требуют совершенствования методов проектирования одежды

В настоящее время дизайнеры, при проектировании эксклюзивных моделей одежды, используют конструктивные членения, которые могут располагаться под определенным углом или по спирали в соответствии с композиционным…

Савостицкий, А.В. Основные теоретические положения конструирования деталей одежды из тканей и других материалов /

Назаренко, Е.В., Бырдина, М.В