Оценка формоустойчивости деталей швейных изделий остается сложной задачей. В работе [1] предложен принцип косвенной оценки формоустойчивости по показателям жёсткости, упругости, усадки, несминаемости и др.
Показатели деформации изгиба (жесткость и упругость) являются одними из основных свойств материалов, определяющих формоустойчивость швейных изделий. Стандартные методы определения жёсткости и упругости позволяют получить статические показатели свойств материалов, не раскрывая динамики процессов их деформирования.
Оценка формуемости и формоустойчивости по методикe, включающей плоскостное и пространственное деформирование материалов под воздействием термовлажностных факторов и давления исследовались в работе [2]. Исследование устойчивости формы деталей швейных изделий осуществляют, как правило, экспериментально, путем моделирования процесса формообразования и формования, в зависимости от формы деталей, на плоских или объёмных образцах. Вопрос, как себя поведет под сосредоточенной нагрузкой пакет «материал+полимерный композит», состоящий из нетканого полотна с нанесенным на него полимерным покрытием в виде сетки армирования, расположенной под различными углами ориентации, является основным в данной работе.
Верхнюю часть цельноформованного головного убора приближенно можно представить в виде заданного сферического сегмента. Следовательно, оценка формоустойчивости также может быть выполнена посредством расчета величины деформирующей нагрузки, под воздействием которой изменяется предварительная заданная форма.
Рассмотрим гипотезу о том, что значение деформирующей сосредоточенной нагрузки P зависит от физико-механических свойств образцов пакетов детали и может служить одним из косвенных показателей, характеризующих его формоустойчивость.
Для определения величины деформирующей нагрузки для объемной формы сегмента Pдеф был использован энергетический метод [1].
Учитывая [1], значение деформирующей нагрузки Pдеф можно определить из равенства 
, (1)
где P – значение сосредоточенной силы, Н; R1 – радиус сегмента,м; H2 – высота заданного сегмента, м; H2 – высота деформированного сегмента, м; Е – Н/м2; Pдеф величины деформирующей нагрузки, Н; z – вес единицы площади; A – работа деформирующей нагрузки Pдеф;
Приведенная формула позволяет заранее, еще на этапе проектирования прогнозировать показатель формоустойчивости цельноформованных деталей головного убора, принимаемый в данной работе посредством значения деформирующей нагрузки для получения требуемой формы деталей на основе её исходных параметров.
При параметрах и их вариации δ= 0,97·10-3 м; R1 = 0,055 м; n = 0,52÷0,55; Н1 = 0,023 м; Н2 = 0,010 ÷ 0,014 м; q1 = 4,3 ÷ 4,7 Н/м2 значение деформирующей силы определены в пределах 0,291÷0,376 Н, n – коэффициент, определяющий поперечное сокращение текстильного материала в пакете исследуемого образца, %.
Путём проведения экспериментальных исследований были определены величины деформирующей силы для объемных образцов головного убора из нетканого полотна арт.ПН-33274 с коллагенсодержащей полимерной композицией дискретным покрытием в виде сетчатого армирования с учётом её состава и её нанесения в пакете (табл. 1). Сходимость расчётных и экспериментальных данных удовлетворительная с максимальной относительной погрешностью в пределах допустимой.
С помощью формулы вычисления критической силы, можно определить максимальную формоустойчивость детали. Величины Н1 и Н2, входящие в формулу критической силы, характеризуют одномерное положение детали до и после деформированного состояния (Н1 радиус кривизны до деформации и Н2 радиус кривизны после деформации).
Результаты проведённого эксперимента подтверждают зависимость значения деформирующей силы, формоустойчивости и жёсткости пакета детали от расположения сетчатого армирования относительно долевой линии (рисунок) детали из нетканого полотна.
Так, максимальное значение деформирующей силы (0,693 Н) определяется при расположении прямоугольных участков полимерной композиции относительно долевой линии под углом 
=45°. При угле 
=30° и 60° деформирующая сила имеет соответственно на 13,27 % и 16,01% от максимального значения. Минимальное значение силы деформирования определено в пакетах с полимерной композицией, нанесённой под углом 
=0° и 90°
На основании представленных экспериментальных результатов можно прогнозировать обеспечение максимальной формоустойчивости материала, не изменяя технологию нанесения полимера, учитывая, что изменение состава исследуемого полимера способствует изменению деформирующей нагрузки.
Таблица 1
Величины деформирующей силы для объемных образцов из нетканого полотна арт. ПН-33274
|
Параметры |
Нетканое полотно арт. ПН-33274 + клеевая вискоза арт.86040 |
Нетканое полотно арт. ПН-33274 + полимер |
|
d, м |
0,97٠10-3 |
0,78٠10-3 |
|
Радиус сферического сегмента (R1, м) |
0,055 |
0,055 |
|
Коэффициент поперечного сокращения u (%) |
0,55 |
0,52 |
|
Высота заданного сферического сегмента (Н1, м) |
0,023 |
0,023 |
|
Высота деформированного сферического сегмента (Н2, м) |
0,010 |
0,012 |
|
q1, Н/м2 |
4,7 |
4,3 |
|
Нагрузка (P, H) |
0,291 |
0,376 |
Изменение деформирующей нагрузки в зависимости от угла нанесения полимера на нетканое полотно
При проектировании швейных изделий следует выбирать состав полимерной композиции, исходя из требований формоустойчивости объёмных частей деталей [3,4].
В результате были получены следующие значения: для нетканого полотна арт. ПН-33274 + клеевая вискоза арт. 86040: Рдеф.=0,291 Н; для нетканого полотна арт. ПН-33274 + ПКК покрытие: Рдеф.=0,376 Н. Таким образом представляется возможным для практических расчётов определять величину деформирующей нагрузки.
Наличие тесной корреляционной связи между деформирующей нагрузкой и жесткостью (rcж= 0,935), а также между Рдеф. и величиной провисания кольца (rcф=0,856) свидетельствует о возможности использования аналитического метода для оценки формоустойчивости объемных деталей швейных изделий на стадии их проектирования.