КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ТЕХНОЛОГІЙ ТА ДИЗАЙНУ

КРАСНЮК ЛАРИСА ВОЛОДИМИРІВНА

УДК 687.016.5:687.14:658.011.56

УДОСКОНАЛЕННЯ ПРОЦЕСУ ПРОЕКТУВАННЯ

СПОРТИВНОГО ТЕПЛОЗАХИСНОГО ОДЯГУ

ДЛЯ ГІРСЬКИХ ТУРИСТІВ

Спеціальність 05.19.04 - технологія швейних виробів

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Київ - 2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Технологічному університеті Поділля (м. Хмельницький) Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент

Баннова Ірина Мусіївна,

Технологічний університет Поділля (м. Хмельницький),

професор кафедри технології та конструювання

швейних виробів

Офіційні опоненти: заслужений діяч науки і техніки України,

доктор технічних наук, професор

Орловський Броніслав Вікентійович,

Київський національний університет

технологій та дизайну,

завідуючий кафедрою машин легкої промисловості

кандидат технічних наук, доцент

Коміссаров Олег Юрійович,

ТОВ “ЕнергоСофт” (м. Київ),

генеральний директор

Провідна установа: Херсонський державний технічний університет Міністерства освіти і науки України, м. Херсон

Захист відбудеться 23.10.2002 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.102.03 у Київському національному університеті технологій та дизайну, 01011, Київ-11, вул. Немировича-Данченка, 2.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного університету технологій та дизайну.

Автореферат розісланий 22.09.2002 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Журавський В.А.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Важливе місце в умовах переходу України до нових економічних відносин займає проблема розвитку ринку туристичних послуг. У відповідності із Указом Президента України “Про підтримку розвитку туризму в Україні”, першочерговим завданням у вирішенні цієї проблеми є сприяння розвитку туризму в Україні та створення на ринку туристичних послуг рівних можливостей для всіх суб'єктів підприємництва незалежно від форми власності.

Наявність на території країн СНД великої кількості гірських масивів, а також можливість здійснювати гірські туристичні походи практично всім здоровим людям, незалежно від віку, обумовлюють широкий інтерес населення до гірського туризму. Гірські туристичні походи є не тільки одним із видів активного відпочинку, який значно покращує фізичний та психічний стан людини, але й потужним засобом профілактики різноманітних захворювань.

Вивчення та аналіз споживчого попиту виявили, що з розвитком туризму зросла потреба у високоякісному спортивному теплозахисному одязі, призначеному для експлуатації в умовах високогір'я. Крім того, кліматичні особливості України та деякі види виробничої діяльності, пов'язані із тривалим перебуванням людини на холоді, також обумовлюють підвищений попит на одяг даного призначення.

Вироби відомих закордонних фірм, таких як Nike, Spider, Reebok та ін. відрізняються високою якістю та ефективністю, однак через високу вартість недоступні громадянам із середнім рівнем достатку. Вітчизняна продукція даного асортименту значно дешевша, однак не задовольняє потреби споживачів через те, що не в повній мірі відповідає своєму призначенню. Такий стан справ пояснюється тим, що на етапі проектування не завжди враховують фізико-механічні властивості матеріалів, що утворюють пакет спортивного теплозахисного одягу, відсутні рекомендації щодо застосування сучасних матеріалів. Крім того, на сьогодні залишається невирішеним питання по створенню конструкції, яка, завдяки високим показникам ергономічних властивостей, здатна забезпечити відповідність одягу гірських туристів умовам його експлуатації.

Ряд наукових досліджень, проведених в МДАЛП, ШТІПО, С-Пб.ДУТД, КНУТД, присвячені розробці принципів забезпечення теплозахисних властивостей побутового та спеціального одягу. В роботах Сурженко Є.Я., Раздомахіна М.М., Євтодій І.Ю., Легензової О.О., Ольшанської Г.Г. обґрунтована необхідність врахування взаємозв'язку біомеханіки рухів людини, об'ємного і відповідного площинного конструктивного вирішення різних видів одягу. Проте, комплексні дослідження, пов'язані із розробкою одягу, який би відповідав метеорологічним умовам високогір'я та специфічним умовам експлуатації, на сьогоднішній день відсутні, що утруднює створення високоефективного спортивного теплозахисного одягу для гірських туристів.

Тому дослідження, направлені на удосконалення процесу проектування спортивного теплозахисного одягу для гірських туристів на основі наукового обґрунтування складу пакета матеріалів та направленого вибору конструктивних параметрів, які здатні забезпечити відповідність конструкції одягу гірських туристів умовам його експлуатації, є актуальними.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертацію виконано у відповідності із тематичним планом науково-дослідної роботи викладачів Технологічного університету Поділля (м. Хмельницький) на 1995-2000 рр., у рамках держбюджетної науково-дослідної роботи “Дослідження тепло- і термозахисних властивостей матеріалів для спецодягу” (тема 2Б-99) та в межах договору про творчу співдружність з приватним підприємством “Екстремал” (м. Хмельницький).

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є підвищення захисних та ергономічних властивостей спортивного одягу для гірських туристів.

Для досягнення мети в роботі поставлені наступні взаємопов`язані задачі:

·

· дослідити та обґрунтувати склад пакета матеріалів для спортивного теплозахисного одягу гірських туристів;

· розробити методику та провести експериментальні дослідження рівня динамічної відповідності конструкції спортивного теплозахисного одягу;

·

· розробити спортивний теплозахисний одяг для гірських туристів та провести його промислову апробацію.

Об'єкт та методи дослідження. Об'єктом дослідження є процес проектування ергономічно раціональної конструкції одягу.

Предметом дослідження є конструктивне вирішення одягу для гірських туристів та матеріали для його виготовлення.

В дисертації використана загальна методологія системного підходу до проектування одягу. В дослідженнях застосовані стандартні методи оцінки фізико-механічних властивостей матеріалів, методи моделювання натурних дослідних зразків одягу. Оцінку теплозахисних властивостей пакетів матеріалів виконано методом регулярного теплового режиму за допомогою бікалориметра ПБ-63. Оцінку рівня динамічної відповідності конструкції одягу здійснено з використанням розроблених автором методики та пристрою. Обробка результатів експериментів проведена за допомогою методів математичної статистики та регресійного аналізу з використанням ПЕОМ.

Наукова новизна роботи полягає в наступному:

·

· розроблена методика визначення ергономічних показників якості конструкції плечових швейних виробів на фігурі людини, новизна якої підтверджена патентом України на винахід за №46966А від 17.06.2002 р.;

· досліджено вплив кутових параметрів рукава та прибавок на вільне облягання на рівень динамічної відповідності конструкції спортивного теплозахисного одягу;

· вперше розроблені принципи забезпечення заданого рівня динамічної відповідності конструкції спортивного теплозахисного одягу для гірських туристів в системі ТАПРО.

Практичне значення одержаних результатів полягає у підвищенні ефективності процесу розробки спортивного теплозахисного одягу для гірських туристів за рахунок того, що:

·

· визначено склад пакета матеріалів, який забезпечує відповідність виробу технічним вимогам до спортивного теплозахисного одягу гірських туристів;

· сформована база даних для побудови ергономічно раціональної конструкції спортивної теплозахисної куртки в системі ТАПРО;

· розроблено художньо-конструкторське вирішення куртки чоловічої, новизна якого підтверджена патентом України на промисловий зразок за №4827 від 15.05.2001 р.;

· розроблені моделі спортивних теплозахисних курток для гірських туристів, які одержали позитивну оцінку членів Хмельницького обласного туристичного клубу.

Промислову апробацію результатів дисертаційних досліджень, а саме модельних конструкцій чоловічих спортивних теплозахисних курток, призначених для гірських туристів, виконано на ПП “Екстремал” (м. Хмель-ницький), що підтверджено актом впровадження.

Теоретичні та практичні результати досліджень впроваджено в навчальний процес кафедри технології і конструювання швейних виробів Технологічного університету Поділля (м. Хмельницький) у дисциплінах “Матеріалознавство швейних виробів”, “Конфекціонування матеріалів для одягу”, науково-дослідній роботі студентів та магістрантів, курсовому і дипломному проектуванні.

Особистий внесок здобувача полягає в постановці та вирішенні основних теоретичних та експериментальних задач. Безпосередньо автором розроблено методику визначення ергономічних показників якості конструкції плечових швейних виробів, виконано планування, проведення експерименту та комп'ютерну обробку отриманих даних. Автору належать основні ідеї, узагальнення та висновки. Конкретний персональний внесок здобувача в опублікованих наукових працях у співавторстві з науковим керівником полягає у вирішенні основних теоретичних, експериментальних та прикладних задач.

Апробація роботи. Основні положення і результати роботи висвітлені та отримали позитивну оцінку на щорічних конференціях професорсько-викладацького складу Технологічного університету Поділля (м. Хмельниць-кий, 1996-2002 рр.), міжнародних науково-технічних конференціях “Новітні технології у легкій промисловості та сервісі” (м. Хмельницький, 1998-2001рр.), міжнародній науково-технічній конференції “Ресурсо- та енергозберігаючі технології в легкій, текстильній промисловості та сервісі” (м. Хмельницький, 2000 р.), міжнародній науковій конференції “Професійне становлення особистості: проблеми і перспективи” (м. Хмельницький, 2001 р.), всеукра-їнських науково-технічних конференціях “Проблемы легкой и текстильной промышленности на пороге нового века” (м. Херсон, 1999-2000 рр.), науково-технічних конференціях молодих вчених та студентів КНУТД (м. Київ, 2000р., 2002 р.), науково-методичному семінарі “Ярмарок програмних продуктів” (м.Хмельницький, 2000 р.) та опубліковані в збірниках тез вказаних конференцій.

Робота обговорювалась та була схвалена на засіданні кафедри технології та конструювання швейних виробів Технологічного університету Поділля (м.Хмельницький) і на міжкафедральному науковому семінарі КНУТД (м.Київ).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 14 друкованих робіт: 7 статей, патент на винахід, патент на промисловий зразок, 2 тези доповідей, 3 інформаційні листки.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, чоти-рьох розділів з висновками, загальних висновків, списку використаних літературних джерел та додатків. Робота виконана на 126 сторінках, містить 22 рисунки, 28 таблиць. Список літературних джерел містить 144 найменування. Додаток включає 75 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність теми дисертації, визначені мета, основні задачі та методи досліджень, сформульовані наукова новизна роботи та її практична цінність.

В першому розділі виконано аналіз літературних джерел щодо питань та проблем, які пов'язані з розробкою спортивного теплозахисного одягу для гірських туристів.

Вивчення комплексу метеофакторів високогір'я та наслідків їх впливу на організм людини показало, що спортивний теплозахисний одяг гірських туристів повинен забезпечувати ефективний захист від дії пониженої температури повітря, вітру та опадів.

Аналіз існуючих матеріалів засвідчив, що використання для виготовлення спортивного теплозахисного одягу сучасних тканин із водовідштовхувальною і вітрозахисною обробкою та матеріалів із мембранним покриттям дозволяє забезпечити високий рівень захисту людини від дії вітру та опадів. Забезпечення теплового захисту на сьогодні досягають шляхом застосування різноманітних теплоізоляційних, тепловипромінювальних матеріалів та нагрівальних елементів. Показано, що для одягу гірських туристів найбільш раціональним методом забезпечення теплозахисних властивостей є використання сучасних теплоізоляційних об'ємних текстильних матеріалів.

Встановлено, що специфіка експлуатації одягу гірських туристів полягає у необхідності подолання різноманітних перешкод, а тому вимагає, щоб його конструкція забезпечувала максимальну свободу рухів людини.

Аналіз сучасних САПР показав, що максимальне врахування об'ємної поверхні тіла людини при побудові розгорток деталей швейних виробів забезпечують системи тривимірного автоматизованого проектування одягу. Обґрунтована доцільність використання для проектування спортивного одягу гірських туристів системи тривимірного автоматизованого проектування одягу, розробленої в С-Пб.ДУТД.

Проведений аналіз літературних джерел дозволив конкретизувати мету роботи та сформулювати задачі подальших досліджень.

У другому розділі виконано теоретичне обґрунтування досліджень, пов'язаних із удосконаленням процесу проектування спортивного теплозахисного одягу гірських туристів.

З метою визначення вихідної проектної інформації проведено експертну оцінку існуючого одягу гірських туристів. Оцінку виконано шляхом анкетного опитування за спеціально розробленою анкетою, яка містила ряд запитань щодо властивостей одягу, який на сьогодні використовують під час гірських походів. Встановлено, що існуючий одяг за своїми захисними та ергономічними властивостями не в повній мірі відповідає призначенню та умовам експлуатації і тому не завжди задовольняє споживачів.

Передумовою робіт по удосконаленню процесу проектування спортивного теплозахисного одягу стала розробка науково обґрунтованих вимог до нього. Методом експертної оцінки встановлені найбільш значущі вимоги до одягу гірських туристів, якими є: захисні (тепло-, водо-, вітрозахисні), ергономічні (зручність користування одягом в динаміці та його маса), гігієнічні (паропроникність) та експлуатаційні (стійкість матеріалів та швів до розривальних навантажень). Встановлено, що захисні, гігієнічні та експлуатаційні вимоги забезпечують, в основному, завдяки матеріалам пакета, а ергономічні – завдяки конструктивному вирішенню одягу.

Аналіз можливостей системи ТАПРО показав, що за її допомогою можливо створити конструкцію одягу з високим рівнем ергономічної відповідності. Однак, на сьогодні залишається невирішеним питання щодо параметрів формоутворення конструкції, рівень динамічної відповідності якої відповідає вимогам до одягу гірських туристів. Тому, важливим є визначення величин параметрів формоутворення, які необхідні для проектування спортивного теплозахисного одягу в даній системі, а саме прибавок на вільне облягання, габаритних параметрів виробу та кутових параметрів рукава. Вказані параметри повинні забезпечувати необхідний рівень ергономічної відповідності конструкції виробу з врахуванням взаємодії елементів системи “людина-одяг” в динаміці та статиці.

З метою формування бази даних для проектування спортивного теплозахисного одягу розроблено інформаційну модель (рис. 1), яка дає цілісне уявлення про структуру процесу проектування одягу в системі ТАПРО та дозволяє визначити етапи проведення досліджень з вибору параметрів його формоутворення. Принцип побудови моделі полягає в розподілі процесу досліджень на дві частини: дослідження проектної ситуації та дослідження ергономічних властивостей натурних зразків виробів. Згідно моделі, спочатку здійснюють вибір матеріалів для виготовлення одягу, обґрунтовують його конструктивне вирішення, визначають характерні рухи носіїв. За результатами дослідження проектної ситуації встановлюють сукупність параметрів формоутворення виробу і шляхом дослідження натурних зразків виявляють залежність між вибраними параметрами та рівнем ергономічної (динамічної та статичної) відповідності одягу.

Виявлені особливості конструктивного вирішення сучасного одягу гірських туристів, обумовлені його призначенням та умовами експлуатації. Визначені особливості колористичного вирішення даного одягу, які полягають у необхідності забезпечення достатньої видимості людини під час гірських походів та створення необхідного психологічного комфорту. В залежності від характеру впливу кольору на організм людини розроблено рекомендації щодо колористичного вирішення одягу для гірських туристів. Рис. 1. Інформаційна модель досліджень по вибору параметрів формоутворення

для проектування одягу гірських туристів в системі ТАПРО

У третьому розділі розроблено методичні основи удосконалення процесу проектування спортивного теплозахисного одягу гірських туристів.

Для дослідження обрано синтетичні та змішані тканини із спеціальною водовідштовхувальною обробкою та матеріали із мембранним покриттям (табл. 1). Із теплозахисних матеріалів вибрано сучасні об'ємні неткані матеріали та трикотажні полотна (табл. 2).

Таблиця 1

Характеристика фізико-механічних властивостей

матеріалів верху та підкладки

Назва матеріалу, артикул Вміст складни-ків сиро-винного складу, % Вид обро-бки Тов-щи-на, мм Повер-хнева густи-на, г/м2 Розривальне наванта-ження, даН Відносне видовжен-ня на мо-мент розір-вання, % Коефіці-єнт по-вітропро-никності, дм3/(м2Чс)

осн. ут. осн. ут.

Тканина плащова, арт.8В13 45НK 55ПрБв ВВ 0,23 185 59,0 24,0 84,0 20,0 51,0

Тканина плащова, арт.5В1 60НК 40ПрБв ВВ 0,18 133 64,0 20,2 74,0 22,0 33,0

Матеріал Gore-Tex 100НК Мем-брана 0,18 159 54,2 48,5 82,0 43,0 0,1

Ripstop Nylon 100НК ВВ 0,18 100 60,8 52,2 56,0 51,6 0,8

Тканина Сodura 100НК ВВ 0,11 231 130,7 102,5 82,0 69,0 2,8

Підкладкова тканина 100НК - 0,06 55 48,2 38,2 58,0 60,0 118,0

Примітка. ВВ - водовідштовхувальна обробка.

Таблиця 2

Характеристика фізико-механічних властивостей

теплозахисних матеріалів

Назва матеріалу Вміст складників сировинного складу, % Товщина, мм Поверхнева густина, г/м2 Коефіцієнт повітропроникності, дм3/(м2Чс)

Polartec 100ВЛс 6,04 261 542

Bee-Polar 100ВЛс 6,90 373 389

Bear-Bear 100ВЛс 8,12 307 312

Синтапон 100ВН 10,63 126 1964

Оцінку фізико-механічних властивостей матеріалів виконано шляхом використання існуючих інструментальних методів.

Дослідження ергономічних властивостей конструкції одягу гірських туристів виконано за допомогою розроблених методики та пристрою. Відмінність запропонованої методики від існуючих полягає в тому, що вона дозволяє оцінити рівень динамічної відповідності одягу незалежно від суб'єктивних відчуттів споживачів та врахувати характер їх рухів. Аналіз рухів туристів дозволив визначити найбільш характерні із них, що викликають найсуттєвіші зміни форми деталей одягу: відведення рук вбік у фронтальній площині, відведення рук вперед у профільній площині та згинання рук у ліктьовому суглобі. Оскільки конструкція одягу гірських туристів повинна забезпечувати максимальну свободу рухів при мінімальному переміщенні його ділянок, критеріями оцінки рівня динамічної відповідності запропоновано вважати амплітуду відведення рук та ступінь переміщення ділянок низу виробу та низу рукавів при виконанні характерних рухів.

Методика оцінки рівня динамічної відповідності полягає в тому, що спочатку для кожного виду рухів розраховують одиничні показники динамічної відповідності:

·

, (1)

де – амплітуди відведення рук при зафіксованих та незафік-сованих ділянках низу виробу та низу рукавів при виконанні і-го руху, град.;

·

, (2)

де – відповідно відстань від підлоги до низу виробу в основній статичній позі та при виконанні і-го руху з максимальною амплітудою, мм;

·

, (3)

де – відповідно відстань від середнього пальця руки до низу рукава в основній статичній позі та при виконанні і-го руху з максимальною амплітудою, мм.

Після цього визначають комплексний показник динамічної відповідності (Кд), який враховує вищезазначені одиничні показники і розраховується за формулою:

, (4)

де Рпі – одиничний показник динамічної відповідності конструкції; mі – коефіцієнт вагомості одиничних показників динамічної відповідності.

Показано, що визначальну роль у створенні об'ємної форми одягу відіграють прибавки на вільне облягання, величина яких впливає не тільки на рівень статичної відповідності конструкції, а й на зручність користування одягом у динаміці. З метою визначення величини прибавок на вільне облягання проведено ряд досліджень, в ході яких оцінювали рівень динамічної відповідності восьми дослідних моделей чоловічих спортивних теплозахисних курток, конструкції яких побудовані за допомогою системи ТАПРО. При цьому використані різні значення прибавок до напівобхвату грудей та до глибини пройми (табл.3).

Таблиця 3

Результати дослідження рівня динамічної відповідності дослідних

моделей в залежності від величини прибавок на вільне облягання

Номер моделі Прибавки, мм Величини одиничних показників Комп-лексний показ-ник, Кд

до напів-обхвату грудей до гли-бини пройми Pк1 Pк2 Pк3 Pн1 Pн2 Pр1 Pр2

Мод. 1 155 105 0,57 0,56 0,96 0,80 0,85 0,75 0,72 0,68

Мод. 2 175 105 0,57 0,53 0,96 0,81 0,85 0,74 0,79 0,67

Мод. 3 195 105 0,61 0,66 0,96 0,81 0,86 0,67 0,65 0,70

Мод. 4 215 105 0,58 0,57 0,96 0,79 0,83 0,73 0,68 0,68

Мод. 5 155 120 0,60 0,62 0,96 0,83 0,86 0,69 0,64 0,69

Мод. 6 175 120 0,56 0,57 0,96 0,82 0,91 0,55 0,66 0,66

Мод. 7 195 120 0,55 0,55 0,96 0,82 0,85 0,69 0,65 0,66

Мод. 8 215 120 0,52 0,48 0,96 0,79 0,82 0,70 0,67 0,65

Встановлено, що величини прибавок на вільне облягання мають певний вплив на ергономічні властивості дослідних виробів. Найвищим рівнем динамічної відповідності (Кд=0,70) характеризується мод. 3 з прибавками до напівобхвату грудей – 195 мм та до глибини пройми – 105 мм.

Обґрунтовано можливість підвищення рівня динамічної відповідності конструкції одягу за рахунок збільшення кутового параметра рукава b (кута відведення рукава вбік по відношенню до площини пройми).

Четвертий розділ присвячено вибору раціонального складу пакета матеріалів спортивного теплозахисного одягу гірських туристів, визначенню параметрів формоутворення для побудови його конструкції в системі ТАПРО та оцінці проектних рішень.

Дослідження теплофізичних характеристик пакетів виконано за допомогою бікалориметра ПБ-63. Для проведення експерименту створено різні пакети, які об'єднані в чотири групи за видом теплозахисного шару: І група – матеріал верху, синтапон, Polartec; ІІ група – матеріал верху, синтапон, Bee-Polar; IIІ група – матеріал верху, синтапон, Bear-Bear; ІV група – матеріал верху, 2 шари синтапону, підкладкова тканина (табл. 4).

Таблиця 4

Теплофізичні характеристики пакетів матеріалів

Номер пакета та його склад Тов-щи-на па-кета, мм Тепловий опір R, м2ЧоС/Вт Коефіцієнт теплопро-відності l, Вт/мЧоС Коефіцієнт температуро-провідності аЧ10-7, м2/с

1. Ripstop Nylon, синтапон (1 шар), Polartec 17,39 0,330 0,053 5,968

2. Арт.5В1, синтапон (1 шар), Polartec 16,77 0,329 0,051 5,358

3. Арт.8В13, синтапон (1 шар), Polartec 17,19 0,341 0,050 5,334

4. Gore-Tex, синтапон (1 шар), Polartec 17,01 0,329 0,051 5,406

5. Ripstop Nylon, синтапон (1 шар), Bee Polar 17,96 0,339 0,053 5,313

6. Арт.5В1, синтапон (1 шар), Bee Polar 17,91 0,326 0,055 5,288

7. Арт.8В13, синтапон (1 шар), Bee Polar 17,87 0,343 0,052 4,927

8. Gore-Tex, синтапон (1 шар), Bee Polar 17,64 0,357 0,049 4,611

9. Ripstop Nylon, синтапон (1 шар), Bear-Bear 19,53 0,334 0,059 6,176

10. Арт.5В1, синтапон (1 шар), Bear-Bear 19,22 0,374 0,051 5,142

11. Арт.8В13, синтапон (1 шар), Bear-Bear 19,0 0,365 0,052 5,077

12. Gore-Tex, синтапон (1 шар), Bear-Bear 19,45 0,359 0,054 5,396

13. Ripstop Nylon, синтапон (2 шари), підкладкова тканина 19,10 0,332 0,057 8,487

14. Арт.5В1, синтапон (2 шари), підклад-кова тканина 19,52 0,360 0,054 7,761

15. Арт.8В13, синтапон (2 шари), підклад-кова тканина 18,20 0,358 0,051 6,668

16. Gore-Tex, синтапон (2 шари), підклад-кова тканина 18,73 0,334 0,054 7,314

В підсумку досліджень встановлено, що теплофізичні характеристики пакетів, в основному, залежать від матеріалів, які утворюють теплозахисний шар, їх товщини та поверхневої густини. Так, найвищі показники теплового опору має група пакетів, теплозахисний шар яких складається із синтапону та матеріалу Bear-Bear. Зовнішнім шаром одягу для гірських туристів запропоновано використовувати матеріал Gore-Tex, який має високу стійкість до стирання, низьку повітро- та водопроникність.

З метою визначення параметрів формоутворення одягу проведено ряд досліджень, в ході яких оцінювали рівень динамічної відповідності дослідних моделей чоловічих спортивних теплозахисних курток, конструкції яких побудовані за допомогою системи ТАПРО. В ході досліджень виготовлені моделі курток з різними значеннями кутового параметра рукава b: мод. 1 (b = 45о); мод. 2 (b = 55о); мод. 3 (b = 65о); мод. 4 (b = 75о). Прибавки на вільне облягання, величини яких обґрунтовано в розділі 3, для всіх моделей становлять: до напівобхвату грудей – 195 мм; до глибини пройми – 105 мм. Дослідження включали порівняльну оцінку рівня динамічної відповідності розроблених моделей (мод. 1–4) та виробів, які експлуатують гірські туристи (мод. 5, 6).

Встановлено, що величи-на кутового параметра рукава b суттєво впливає на рівень динамічної відповідності конструкції одягу. Так, при збільшенні b збільшується максимально можлива амплі-туда відведення рук у плечо-вих суглобах (рис. 2).

Найбільшою амплітудою відведення рук у фронтальній і профільній площинах харак-теризується мод. 4 (131о та 142о відповідно). У виробах, які експлуатують гірські туристи (мод. 5, 6), даний показник в середньому нижчий на 30 %.

Величина переміщення низу виробу та низу рукавів внаслідок виконання рухів рук також залежить від параметра b. Експериментально виявлені адекватні математичні моделі залежностей між величиною переміщення низу куртки та кутом відведення рук, які описуються поліномними рівняннями виду:

·

у=ао+ а1Ч х+ а2Ч х2 + а3Ч х3; (5)

·

у=ао+ а1Ч х+ а2Ч х2, (6)

де у – величина переміщення низу куртки, мм;

х – кут відведення рук, град.

Графіки залежностей переміщення низу виробу від кута відведення рук вбік у фронтальній площині представлені на рис. 3.

Результати експерименту засвідчили, що переміщення низу виробу при відведенні рук вбік в мод. 2, 3, 4 (рис. 3) починається при їх підйомі до горизонтального положення, а в мод. 1, 5, 6 раніше – з 60-75о. Найменшою величиною переміщення низу виробу при підйомі рук на 180о характеризуються мод. 4 (128 мм). Майже вдвічі більші величини переміщення встановлені в мод. 5 та мод. 6 (238 мм і 230 мм відповідно).

Рис. 3. Залежність переміщення низу виробу від кута відведення рук вбік у фронтальній площині (мод. 1-6)

Результати експериментальних досліджень по визначенню величини переміщення низу виробу і низу рукавів дослідних моделей курток внаслідок відведення рук на 180о представлені на рис. 4.

Переміщення, мм

Експериментально встановлено, що найменшою величиною переміщення низу виробу та низу рукавів внаслідок відведення рук вбік у фронтальній площині характеризується мод. 3 та мод. 4. При відведенні рук вперед у профільній площині мінімальні величини переміщення зазначених ділянок виявлені в мод. 3. Щодо мод. 5 і мод. 6, то результати досліджень показали, що величини переміщення низу виробу та низу рукавів в цих моделях перевищують величини аналогічних показників дослідних зразків, розроблених в системі ТАПРО, в середньому на 52-56 %.

За результатами досліджень, згідно з розробленою методикою оцінки динамічної відповідності конструкції плечового одягу, розраховані одиничні (Pпі) та комплексні (Кд) показники динамічної відповідності дослідних моделей курток (табл. 5).

Таблиця 5

Результати дослідження рівня динамічної відповідності дослідних

моделей в залежності від величини кута відведення рукава вбік b

Номер моделі Величини одиничних показників Комплексний показник Кд

Pк1 Pк2 Pк3 Pн1 Pн2 Pр1 Pр2

Мод. 1 0,61 0,66 0,96 0,81 0,86 0,67 0,65 0,70

Мод. 2 0,64 0,68 0,96 0,83 0,88 0,71 0,73 0,73

Мод. 3 0,67 0,76 0,96 0,84 0,92 0,74 0,73 0,77

Мод. 4 0,73 0,79 0,96 0,88 0,91 0,73 0,71 0,78

Мод. 5 0,58 0,50 0,96 0,79 0,84 0,64 0,60 0,64

Мод. 6 0,59 0,62 0,96 0,80 0,85 0,66 0,65 0,68

Аналіз результатів розрахунків показав, що при збільшенні кутового параметра рукава b від 45о до 75о, комплексний показник динамічної відповідності виробу зростає на 11,4 %. При цьому найбільше зростання серед одиничних показників мають показники амплітуди відведення рук (в середньому 22 %), а показники переміщення низу виробу та низу рукавів зростають, в середньому, на 9 %.

Порівняльний аналіз показників динамічної відповідності моделей курток, розроблених за допомогою системи ТАПРО (мод. 1-4) та виробів, які експлуатують гірські туристи (мод. 5, 6), показав, що комплексний показник динамічної відповідності розроблених конструкцій вищий на 21,9 %.

Перевірка рівня статичної відповідності дослідних моделей засвідчила, що розроблені вироби відрізняються якісною посадкою на фігурі людини. Встановлено, що із збільшенням кутового параметра b рівень статичної відповідності зменшується, внаслідок появи похилих складок у верхній частині рукава. Комплексний показник статичної відповідності (Рст) становить: мод. 1 – 4,62 бали; мод. 2 – 4, 59 бали; мод. 3 – 4,56 бали; мод. 4 – 3,99 бали.

Таким чином, в результаті досліджень визначено величини параметрів формоутворення спортивного теплозахисного одягу в системі ТАПРО, які дозволяють підвищити рівень динамічної відповідності конструкції виробу при достатньому рівні статичної відповідності: кутовий параметр рукава

b=65-75о, прибавка до напівобхвату грудей – 195 мм, прибавка до глибини пройми – 105 мм.

На основі розроблених рекомендацій щодо особливостей проектування одягу гірських туристів запропоноване художньо-конструкторське вирішення чоловічої куртки, новизна якого підтверджена патентом України на промисловий зразок.

Для апробації теоретичних та експериментальних досліджень виготовлено серію моделей чоловічих курток. Розроблені моделі отримали позитивну оцінку членів обласного туристичного клубу м. Хмельницького, що підтверджено відповідним актом, в якому засвідчена відповідність виробів призначенню та умовам експлуатації.

Результати досліджень впроваджено в навчальний процес Технологічного університету Поділля при підготовці спеціалістів відповідного фаху та у практичну діяльність ПП “Екстремал” (м. Хмельницький).

ВИСНОВКИ

1. В результаті аналізу умов експлуатації та експертної оцінки існуючого одягу гірських туристів встановлено, що за своїми захисними та ергономічними властивостями він не в повній мірі відповідає своєму призначенню. Тому актуальним для процесу проектування спортивного теплозахисного одягу є визначення складу пакета матеріалів та створення раціональної конструкції, яка максимально відповідає розмірам та формі тіла людини, а також специфічним умовам життєдіяльності гірських туристів.

2. Розроблено технічні вимоги до спортивного теплозахисного одягу гірських туристів та рекомендації щодо його конструктивно-колористичного вирішення.

3. Експериментально обґрунтовано склад пакета матеріалів для одягу гірських туристів, необхідний рівень тепло-, вітро- та водозахисних властивостей якого забезпечує поєднання сучасних текстильних матеріалів з мембранною системою захисту та об'ємних трикотажних і нетканих теплозахисних матеріалів.

4. Для оцінки рівня динамічної відповідності конструкції спортивної теплозахисної куртки розроблено методику визначення ергономічних показників якості конструкції плечових швейних виробів на фігурі людини. Критеріями оцінки вибрано величину амплітуди відведення рук та величини переміщення низу виробу і низу рукавів при максимальних кутах відведення рук. Новизна методики підтверджена патентом України на винахід за №46966А від 17.06.2002 р.

5. Експериментально доведено, що рівень ергономічної відповідності конструкції спортивної теплозахисної куртки, побудованої в системі тривимірного автоматизованого проектування одягу, залежить від прибавок на вільне облягання та кутових параметрів рукава. Визначення величин даних параметрів виконано за допомогою методу моделювання шляхом дослідження динамічної та статичної відповідностей натурних дослідних зразків.

6. Сформовано базу даних для вибору параметрів формоутворення конструкції спортивного теплозахисного одягу в системі ТАПРО. Встановлено, що необхідний рівень ергономічної відповідності конструкції чоловічої куртки забезпечує поєднання прибавок на вільне облягання до напівобхвату грудей – 195 мм, до глибини пройми – 105 мм та кута відведення рукава вбік по відношенню до площини пройми - в межах 65-75о.

7. Розроблено художньо-конструкторське вирішення чоловічої куртки, новизна якого підтверджена патентом України на промисловий зразок за №4827 від 27.12.2000 р.

8. Для апробації теоретичних та експериментальних досліджень виготовлено серію моделей чоловічих спортивних теплозахисних курток для гірських туристів, яка отримала позитивну оцінку членів обласного туристичного клубу м. Хмельницького.

9. Результати теоретичних та експериментальних досліджень впроваджено у навчальний процес Технологічного університету Поділля при підготовці спеціалістів відповідного фаху, а також у практичну діяльність ПП “Екстремал” (м. Хмельницький), що підтверджено відповідними актами.

10. Практичне використання рекомендацій щодо конструктивного вирішення спортивного теплозахисного одягу гірських туристів та принципів забезпечення ергономічної відповідності конструкції дозволяє скоротити тривалість, матеріальні і трудові витрати на етапах проектно-конструкторських робіт при створенні нових моделей одягу. Умовно-річний економічний ефект від впровадження у виробництво розроблених конструкцій спортивних теплозахисних курток становить 6441,25 грн.

список опублікованих праць За темою дисертації

1. Краснюк Л.В., Баннова І.М. Розробка вимог до теплозахисного пухо-вого одягу для гірських туристів та альпіністів // Вісник Технологічного уні-верситету Поділля. - 1998. - №1. - С. 48-50.

2. Краснюк Л.В., Баннова І.М. Класифікація методів забезпечення теплозахисних властивостей одягу // Вісник Технологічного університету Поділля. - 1998. - №2. - С. 14-16.

3. Краснюк Л.В., Баннова І.М., Раздомахін М.М. Розробка інформаційної моделі процесу проектування спортивного теплозахисного одягу в системі ТАПРО // Вісник Технологічного університету Поділля. - 1999. - № 4. - С. 20-22.

4. Краснюк Л.В., Цесельська Н.В., Полька Т.О. Оцінка теплозахисних властивостей матеріалів для одягу гірських туристів // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. - 1999. - № 4. - С.47-49.

5. Краснюк Л.В. Методика оцінки динамічної відповідності конструкції спортивного теплозахисного одягу // Вісник Технологічного університету Поділля. - 2000. - №1. - С. 30-32.

6. Краснюк Л.В., Баннова І.М. Дослідження статичної та динамічної відповідності конструкції спортивного теплозахисного одягу // Вісник Технологічного університету Поділля. - 2000. - №3. - С. 84-86.

7. Баннова І.М., Краснюк Л.В., Мандат Г.М. Оптимізація параметрів формоутворення при побудові конструкцій швейних виробів // Вісник Технологічного університету Поділля. - 2000. - №5. - С. 114-116.

8. Пат. 46966А Україна, МПК А41 Н1/00. Спосіб визначення ергономічних показників якості конструкції плечових швейних виробів на фігурі людини і пристрій для його здійснення / Л.В.Краснюк, І.М.Баннова, О.М.Троян. – №2000127066; Заявл. 8.12.2000; Опубл. 17.06.2002; Бюл. №6.

9. Пат. 4827 Україна, МКПЗ 02-02. Куртка чоловіча / Л.В.Краснюк, Г.М.Грищук, І.М.Баннова, О.В.Понура, О.М.Троян. – №2000121113; Заявл. 27.12.2000; Опубл. 15.05.2001; Бюл. №4.

10. Краснюк Л.В. Обгрунтування художньо-колористичного вирішення спортивного теплозахисного одягу для гірських туристів // Труды Всеукр. конф. “Проблемы легкой и текстильной промышленности на пороге нового века”. – Херсон: ХГТУ, 1999. – С. 37.

11. Баннова І.М., Краснюк Л.В. Розвиток швейної промисловості на Поділлі // Труды Всеукр. конф. “Проблемы легкой и текстильной промышленности на пороге нового века”. – Херсон: ХГТУ, 1999. – С. 35-36.

12. Грищук Л.М., Понура Е.В., Краснюк Л.В., Баннова И.М., Троян А.М. Конструкция ветрозащитного пояса куртки // Информационный листок УкрИНТЭИ, №02-02. – Хмельницкий: ЦНТЭИ, 2002. - №2. – 4 с.

13. Грищук Л.М., Понура Е.В., Краснюк Л.В., Баннова И.М., Троян А.М. Конструкция капюшона // Информационный листок УкрИНТЭИ, №03-02 – Хмельницкий: ЦНТЭИ, 2002. - №3. – 4 с.

14. Грищук Л.М., Понура Е.В., Краснюк Л.В., Баннова И.М., Троян А.М. Конструкция застежки куртки // Информационный листок УкрИНТЭИ, №04-02 – Хмельницкий: ЦНТЭИ, 2002. - №4. – 4 с.

АНОТАЦІЯ

Краснюк Л.В. Удосконалення процесу проектування спортивного теплозахисного одягу для гірських туристів. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.19.04 – технологія швейних виробів. Київський національ-ний університет технологій та дизайну, Київ, 2002.

Дисертацію присвячено питанням проектування спортивного теплозахисного одягу, який максимально відповідає умовам життєдіяльності гірських туристів. Розроблено технічні вимоги до даного одягу та рекомендації щодо його конструктивно-колористичного вирішення.

Досліджено теплофізичні характеристики пакетів матеріалів та визначено їх склад для одягу гірських туристів. Розроблено методику оцінки динамічної відповідності конструкції плечового одягу. Виявлено залежність рівня динамічної відповідності конструкції одягу, побудованого в системі тривимірного автоматизованого проектування, від прибавок на вільне облягання та кутових параметрів формоутворення рукава.

Ключові слова: проектування одягу, динамічна відповідність, параметри формоутворення, пакет матеріалів.

АННОТАЦИЯ

Краснюк Л.В. Cовершенствование процесса проектирования спортивной теплозащитной одежды для горных туристов. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.19.04 – технология швейных изделий. Киевский нацио-нальный университет технологий и дизайна, Киев, 2002.

Диссертация посвящена вопросам проектирования спортивной теплозащитной одежды, которая максимально соответствует условиям жизнедеятельности горных туристов. Изучение комплекса метеофакторов высокогорья показало, что одежда горных туристов должна обеспечивать эффективную защиту от действия пониженной температуры воздуха, ветра и осадков. Кроме того, специфика эксплуатации такой одежды требует, чтобы ее конструкция обеспечивала максимальную свободу движений человека.

Изучение ассортимента материалов показало, что применение современных тканей с водоотталкивающей и ветрозащитной отделкой, материалов с мембранным покрытием позволяет создать высокий уровень защиты от действия ветра и осадков. Обеспечение теплозащитных свойств одежды возможно достичь применением современных объемных текстильных теплоизоляционных материалов.

Анализ современных САПР показал, что максимально учесть объемную поверхность тела человека при проектировании одежды позволяют системы трехмерного автоматизированного проектирования. Обоснована целесообразность применения системы ТАПРО, разработанной в С-Пб.ГУТД, для построения конструкции спортивной теплозащитной одежды.

На основании экспертной оценки одежды горных туристов установлено, что она не в полной мере отвечает назначению и условиям эксплуатации и, поэтому, не удовлетворяет потребителей. Разработаны технические требования к одежде горных туристов.

С целью формирования базы данных для проектирования спортивной теплозащитной одежды разработана информационная модель, которая определяет порядок проведения исследований по выбору параметров ее формообразования в системе ТАПРО.

Разработаны рекомендации по конструктивному и колористическому решению одежды для горных туристов.

В результате исследования теплофизических характеристик пакетов установлено, что наивысшие показатели теплового сопротивления имеют пакеты, теплозащитный слой которых состоит из синтепона и материала Bear-Bear. Внешним слоем одежды горных туристов предложено использовать материал Gore-Tex, который имеет высокую стойкость к истиранию, низкую воздухо- и водопроницаемость.

Разработана методика и устройство для определения эргономических показателей качества конструкции плечевой одежды, новизна которой подтверждена патентом Украины на изобретение.

С целью определения величины прибавок на свободное облегание проведены исследования уровня динамического соответствия образцов мужских спортивных теплозащитных курток, конструкции которых построены в системе ТАПРО. При этом использованы разные значения прибавок к полу-обхвату груди (155, 175, 195, 215 мм) и к глубине проймы (90, 105, 120 мм). Установлено, что величины прибавок на свободное облегание оказывают влияние на уровень динамического соответствия конструкции курток. Наивысшим уровнем динамического соответствия характеризуется модель с прибавками к полуобхвату груди – 195 мм и к глубине проймы – 105 мм.

Определены направления для повышения уровня динамического соответствия конструкции спортивной теплозащитной одежды путем увеличения углового параметра формообразования рукава b (угла отведения рукава в сторону по отношению к плоскости проймы).

Для определения параметров формообразования одежды выполнены эргономические исследования, в ходе которых созданы образцы мужских курток с разными значениями углового параметра b: 45, 55, 65, 75о. Исследования включали сравнительную оценку показателей динамического соответствия разработанных образцов и изделий, которые эксплуатируют горные туристы. Установлено, что комплексный показатель динамического соответствия разработанных конструкций выше, в среднем, на 21,9 %. Экспериментально определено, что при увеличении b от 45 до 75о, комплексный показатель динамического соответствия изделия возрастает на 11,4 %. Оценка уровня статического соответствия конструкций показала, что разработанные в системе ТАПРО модели характеризуются хорошим качеством посадки.

На основании проведенных исследований разработано художественно-конструкторское решение мужской куртки, новизна которого подтверждена патентом Украины на промышленный образец.

Ключевые слова: проектирование одежды, динамическое соответствие, параметры формообразования, пакет материалов.

summarY

Krasnyk L.V. Improvement of process of designing of sports heat-shielding clothes for the mountain tourists. - Manuscript.

The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of engineering science on a speciality 05.19.04 - technology of sewing products. The Kiev national university of technologies and design, Kiev, 2002.

The dissertation is devoted to questions of designing of sports heat-shielding clothes, which maximum corresponds to conditions of ability to live of the mountain tourists. The technical requirements to clothes and recommendation concerning it constructive and colour decisions are developed.

Are investigated heat-protective of the characteristic of packages of materials and their structure for clothes of the mountain tourists is certain. The technique of an estimation of dynamic conformity to a design of clothes is