Моделирование структуры и деформационных свойств волокнистых холстов

• Автор: Киселев, Андрей Михайлович
• Шифр специальности: 05.19.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Кострома
• Количество страниц: 190 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Актуальность задач прогнозирования свойств текстильных
материалов
1.1. Современные тенденции развития производства текстильных материалов
1.2. Строение и свойства нетканых материалов
1.3. Строение и свойства натуральных волокон
1.4. Математическое моделирование строения и свойств текстильных материалов в текстильном материаловедении
1.5. Цель работы и постановка задач исследования
1.6. Выводы по главе
Глава 2. Разработка математической модели прогнозирования деформационных свойств текстильных волокнистых материалов
2.1. Общая постановка задачи определения деформационных
свойств волокнистого текстильного материала
2.2. Математическая модель деформирования волокнистых тек-
стильных материалов с применением метода конечных элементов
2.3. Моделирование контактного взаимодействия волокон в волокнистой массе
2.4. Моделирование геометрической структуры волокнистых
текстильных материалов. Примеры моделировния
2.5. Выводы по главе
Г лава 3. Исследование деформационных свойств нетканых материалов при растяжении

3.1. Моделирование геометрической структуры нетканого материала типа “холлофайбер”
3.2. Определение разрывной нагрузки теоретическим и экспериментальным методом. Оценка адекватности модели
3.3. Выводы по главе
Глава 4. Исследование деформационных свойств льняного волокна
в массе при сжатии
4.1. Исследование деформационных свойств льняного волокна
при сжатии экспериментальным методом
4.2. Построение диаграммы деформирования льняного волокна
при сжатии теоретическим методом
4.3. Оценка адекватности разработанной модели льняного волокна при сжатии
4.4. Выводы по главе
Общие выводы
Список использованных источников
Приложение 1. Исходные тексты программы моделирования геометрической структуры волокнистых материалов на языке Visual Basic
Приложение 2. Исходные тексты batch-файл а для определения деформационных характеристик нетканого материала
“холлофайбер” при растяжении в среде ANSYS
Приложение 3. Исходные тексты batch-файла для определения деформациионных характеристик льняного волокна при сжатии в среде ANSYS

ВВЕДЕНИЕ
По данным экономических аналитиков [1] общий объем мирового рынка текстиля сегодня оценивается в $450 млрд. с устойчивой тенденцией роста этого рынка. В 2009 г. легкая промышленность РФ насчитывала 18 производителей льняных тканей, при этом льняное производство стало единственным сегментом легкой и текстильной промышленности, объемы выпуска которой упали практически в два раза. В целом, текстильные предприятия произвели за этот год 2,6 млрд.м' тканей, что на 3% больше, чем в 2008 году, тогда как объем выпуска льняных тканей составил 52,3 млн.м ., что характеризует спад производства на 46,6%.
По мнению чиновников, помимо мирового финансового кризиса, который привел к сокращению спроса на внутреннем и внешнем рынках, сложившуюся ситуацию можно объяснить технической и технологической отсталостью отрасли и узостью выпускаемого ассортимента льняных тканей. Президент РФ Дмитрий Медведев полагает, что для восстановления российской текстильной промышленности необходимо качественно модернизировать отрасль, внедрить передовые технологии, повысить производительность труда, а также использовать зарубежный опыт, в том числе Китая, Гонконга, Германии и Турции, которые буквально за десять лет обновили парк станков.
«Устаревшее оборудование не позволяет предприятиям выпускать современные ткани, хотя они пытаются следить за современными тенденциями, модой, но это далеко не всегда получается», — заявил глава государства в сентябре 2010 г. на заседании президиума Госсовета по проблемам модернизации текстильной отрасли. Он подчеркнул, что раньше доля России, где могут быть созданы условия для быстрого прорыва, на мировом рынке льна составляла 50 - 60%, а сейчас она снизилась до 14%. Благодаря повышению технической оснащенности отрасли и внедрению современных технологий, в 2010 году российским предприятиям удалось несколько расширить ассортимент продукции, выпускаемой льняной отраслью, и остановить падение производства. В январе - октябре 2010 года выпуск льняных тканей составил

нок увеличивается. Схема слоистой целлюлезной стенки и канала хлопкового
Рис. 1.6 Схема слоистой целлюлозной стенки и канала хлопкового волокна.
Волокна скручены вокруг своей продольной оси. В зависимости от степени зрелости хлопковые волокна имеют различное строение. Чем более зрелое волокно, тем больше толщина его стенки и, соответственно меньше канал. В таблице 1.2. приведены данные о размерах стенок хлопковых волокон в зависимости от его возраста [29,30].
Данные о размерах стенок хлопковых волокон в зависимости от его возраста
Возраст волокна в днях после цветения 23 28 33
Толщина стенки волокна, мкм. 0,92 2,33 3,73 3,99 4,94 6
Незрелые волокна имеют лентовидную форму с тонкими стенками и оно малоскрученное. Волокна средней зрелости имеют фасолевидную форму с развитыми стенками и они довольно сильно скручены. Перезрелые волокна обладают круглым сечением, с очень узким каналом и не имеют скрученности. Длина волокон хлопка 25,5 мм, толщина 0,01-0,025 мм, плотность 1,50— 1,52 г/смЗ. Хлопковые волокна - прочны при растяжении, устойчивы к действию света, влаги, щелочей и менее устойчивы к действию кислот. Различные опыты показали [29] , что при разрыве пряжи рвутся не все волокна, а от 40 до 60% волокон растаскиваются; вот почему для прочности пряжи не столько важна прочность волокна, сколько те его свойства, которые увеличивают трение между волокнами. Если волокна будут иметь большую длину, то
волокна приведена на
рис. 1.6 [29].
Таблица