Разработка информационного обеспечения для проектирования узла «пройма-рукав» в мужских пиджаках

Актуальность. Мужской пиджак относится к тем видам одежды, в которых появлению качественно нового образа предшествуют постепенные количественные изменения элементов внешней и внутренней формы. Структура дизайн-проектирования включает формирование образа будущей модели, эскизную разработку и создание дизайн-проекта с композиционной и конструктивной проработкой. По опубликованным данным 2005 г. удельный вес мужских пиджаков в общем объеме производства одежды в России составляет 2,6% [2], а в Китае — 3,3% [3].

Наиболее сложным участком является плечевой пояс пиджака, внешняя форма которого формируется под влиянием конструкции и конфигурации плечевого шва, узла «пройма — рукав», пакетов прикладных материалов на разных участках. В конструировании одежды самым сложным этапом является проектирование контуров сопрягаемых деталей. Контуры таких деталей должны отвечать целому комплексу требований с позиций накладываемое&tradeи сопрягаемости, выполнение которых не всегда гарантирует качественную посадку одежды. Как правило, контуры, принадлежащие к разным деталям, имеют неодинаковую конфигурацию, их аппроксимируют уравнениями различных порядков. Набор таких комбинаций очень велик и включает следующие варианты: прямая + вогнутая (выпуклая), вогнутая + вогнутая (выпуклая), а также комбинации внутри одной линии нескольких видов.

Особенно сложными с позиций проектирования являются линии, образующие узел проймы: вогнутая линия проймы, принадлежащая деталям стана (полочке и спинке), и выпукло-вогнутая линия оката рукава со специфическим процессом последующего формообразования. От качества их проектирования будет зависеть посадка готового рукава и одежды в целом.

Существующие методы проектирования линий проймы и оката базируются на большом практическом опытном материале и каждый раз требуют корректировки при появлении новых модных форм проймы и оката рукава. Обе линии являются взаимозависимыми и изменение одной требует корректировки другой. Серьезные исследования по проектированию рукавов проведены в ОАО «ЦНИИШП», МГУДТ, СПГУТД, ИГТА. В настоящее время отсутствуют научно-обоснованные положения согласованного проектирования линий проймы и оката рукава, что не позволяет сформировать единую базу данных для перехода к автоматизированному проектированию.

Модификация конфигурации обеих линий происходит под влиянием структуры пакета используемых материалов, который может включать до 30 наименований деталей, и морфологии фигур в зависимости от особенностей телосложения. К сожалению, количество размерных признаков фигур, используемых для проектирования контурных линий деталей рукава, не превышает четырех, что не охватывает всего многообразия вариантов верхних конечностей у фигур типового и нетипового телосложения. В перечне применяемых размерных признаков нет таких, которые характеризовали бы пространственное положение руки и предплечья. Следует ожидать, что в связи с акселерационными процессами и развитиям новых видов спорта такие признаки также должны изменяться.

Особую актуальность подобные исследования приобретают в связи с автоматизацией процессов моделирования и конструирования и необходимостью синтеза новых систем «фигура — пиджак» и «чертежконструктивное устройство» на основе аналитических исследований исходных компонентов. Формализация таких процессов позволит переносить графическую информацию, содержащуюся в эскизах и фотографиях мужских пиджаков, в чертежи конструкций, т. е. преобразовывать один вид информациигеометрические параметры объемно-силуэтной формы плечевого пояса и рукава — в другой вид — конструктивные параметры чертежей — с учетом антропоморфных характеристик фигуры.

В настоящее время в Китае отсутствует национальная система конструирования одежды, которая учитывала бы особенности морфологии населения.

Таким образом, разработке универсальной методики проектирования плечевого пояса и рукавов в мужских пиджаках должны предшествовать комплексные антропометрические и опытно-конструкторские исследования систем «фигура — чертеж конструкции — узел «пройма-рукав», на основании которых будет сформирована новая база исходных данных для построения чертежей конструкций на основе анализа визуального образа.

Диссертационная работа соответствует следующим пунктам паспорта ВАК научной специальности 05.19.04: 1. Разработка теоретических основ и установление общих закономерностей проектирования одежды на фигуры типового и нетипового телосложения- 2. Совершенствование методов оценки качества и проектирование одежды с заданными потребительскими и технико-экономическими показателями.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планами научных исследований в Ивановской государственной текстильной академии в 2005;2007 гг.

Целью работы является улучшение качества процесса проектирования рукавов в мужских пиджаках на основе использования новой базы исходных данных.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: изучить информационное обеспечение современных способов конструирования втачных рукавов в России и Китае;

— разработать номенклатуру конструктивных параметров для исследования конструктивного направления моды в плечевом поясе, зафиксированного в чертежах конструкций деталей;

— разработать номенклатуру геометрических параметров для визуальных образов мужских пиджаков;

— изучить особенности силуэтной формы плечевого пояса и рукавов мужских пиджаков XX—XXI вв.;

— изучить конструктивное устройство каркасного слоя, применяемого в мужских пиджаках для формообразования плечевого пояса и узла «пройма-рукав»;

— разработать дополнительные размерные признаки для описания пространственного положения верхних конечностей;

— провести антропометрические исследования фигур китайских и российских мужчин с использованием бесконтактных средств для определения и описания пространственного положения и формы верхних конечностей;

— исследовать геометрическую форму линий проймы и оката рукава и установить параметры, гарантирующие их сопряжение, для управления конфигурацией проймы в готовых пиджаках;

— изучить процесс формообразования плечевого пояса и узла «проймарукав» под влиянием конструктивных параметров и каркасирующих элементов;

— установить математические зависимости между геометрическими и конструктивными параметрами для согласования информации, содержащейся в разных графических образах;

— разработать систему показателей для оценки качества чертежей конструкций и балансового равновесия узла «пройма-рукав»;

— разработать математическую модель силового взаимодействия нижних частей проймы стана и оката рукава и провести ее экспериментальную проверку;

— разработать универсальный метод проектирования втачных рукавовпровести сравнительный анализ разработанного способа и существующих методик проектирования рукавов;

— разработать структурную схему дизайн-проектирования систем «фигура — чертеж — пиджак»;

— осуществить патентную защиту новых решений, полученных в диссертационной работе.

Объектами исследования были:

— процесс проектирования мужского пиджака;

— графические образы систем «мужская фигура — костюм»;

— мужские фигуры;

— макеты рукавов;

— чертежи конструкций мужских пиджаков.

Методы и средства исследований. В работе использованы методы антропометрических измерений с использованием бесконтактных (бодисканеры TELMAT и SCANWORX) и контактных средств, экспертных оценок, математической статистики, корреляционного и регрессионного анализа, теории алгоритмизации и программирования, сопротивления материалов. В работе использованы методы анализа и синтеза системы «пройма — рукав» с помощью математических моделей, решение которых осуществлено аналитическими и численными методами с использованием ЭВМ. Использованы экспериментальные методы исследования и статистический анализ результатов с целью обоснования моделей и оценки достоверности выводов, полученных при теоретических исследованиях. Исследования проведены с позиций общеметодологического системного подхода.

В исследовании использованы приборы, аппаратура, оборудование и техническое оснащение ИГТА, Чжоньюаньской технологической академии (г. Чэнчжоу, КНР), Уханьского университета науки и технологии (г. Ухань, КНР), ОАО «Швейной фирмы «Айвенго» (г. Иваново), фирмы «Има» (г. Чэнчжоу, КНР), САПР «Грация». Обработку результатов экспериментов и математическое моделирование проводили с использованием компьютерных программ Microsoft Word, Microsoft Excel, Origin 6.1, CorelDRAW 11 в операционной системе Windows XP.

Достоверность основных выводов подтверждена совпадением результатов теоретических и экспериментальных исследований, проведением параллельных экспериментов, адекватностью математических моделей реальным процессам, обеспечением требуемого уровня проектирования.

Научная новизна работы состоит в формировании новой базы исходных данных и разработке условий преобразования информации, генерируемой на разных этапах проектирования, для получения требуемой объемно-силуэтной формы узла «пройма — рукав» в мужском пиджаке.

Впервые получены следующие научные результаты:

1. Разработана номенклатура из геометрических и конструктивных параметров, достаточная для описания визуальных образов и чертежей конструкций мужских пиджаков, с помощью которых можно преобразовывать и согласовывать информацию, генерируемую на разных этапах проектирования.

2. Разработана классификация объемно-силуэтных форм плечевого пояса мужских пиджаков.

3. Разработаны условия и математические модели для синтеза новых систем «фигура — пиджак» с учетом морфологии строения верхних конечностей и требований к объемно-силуэтной форме узла «пройма — рукав».

4. Разработана новая совокупность размерных признаков верхних конечностей мужских фигур и классификация их объемно-пространственного положения.

5. Выполнен структурный анализ сопряжения вогнутой линии проймы стана и выпукло-вогнутой линии оката и определены условия допустимого отклонения их конфигураций, обеспечивающих требуемую ориентацию рукава в пространстве и показатели качества посадки.

6. Выполнен силовой анализ взаимодействия стана и рукава в нижней части проймы.

Технологическая новизна результатов работы подтверждена заявкой № 2 005 138 428 от 09.12.2005 для получения патента на изобретение «Способ построения шаблона рукава», поданной в Федеральный институт патентной собственности.

Практическая значимость работы. Разработанный универсальный способ построения втачных рукавов мужских пиджаков может быть использован в индивидуальном и массовом производствах. Предложенные размерные признаки верхних конечностей мужских фигур рекомендуются для составления антропометрических стандартов. Разработанные базы данных рекомендуются для включения в программное обеспечение современных САПР. Результаты исследований будут полезными в учебном процессе при подготовке студентов по специальности 260 902 Конструирование швейных изделий.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы были доложены на следующих конференциях и заседаниях:

— международной научно-практической конференции «Текстиль и мода 2005», Воронеж, 2005;

— межвузовской научно-технической конференции аспирантов и студентов «ПОИСК 2006,2007», Иваново, ИГТА, 2006, 2007;

— международной научно-технической конференции «ПРОГРЕСС 2006, 2007», Иваново, ИГТА, 2006, 2007;

— заседании факультета дизайна одежды Уханьского университета науки и технологии, КНР, 2006;

— заседаниях кафедры КШИ ИГТА (2005 — 2007);

— выставке научных достижений Ивановской области III Ивановский инновационный салон «Инновации 2006», 2006.

Работа «Исследование основных стилеобразующих элементов мужского классического костюма во второй половине XX — начале XXI века», являющаяся частью диссертации, была отмечена Гран-при на Всероссийском смотре-конкурсе выпускных квалификационных работ по специальности 260 902 Конструирование швейных изделий (Владивосток, 2005).

Работа стала победителем первого тура открытого конкурса 2006 года, проводимого Министерством образования КНР среди китайских аспирантов, обучающихся за рубежом.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 5 статьях, в том числе в журналах «Известия вузов. Технология текстильной промышленности», «Фундаментальные исследования» и 5 тезисах конференций и выставок.

УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ.

Символ Содержание символа.

ВЗПр — высота закрытой проймы на чертеже.

ВОР — высота оката рукава на чертеже.

ГОПр — глубина открытой проймы на чертеже.

ВОР1 — высота оката рукава в пиджаке.

ВП1 — высота проймы в пиджаке.

ЗУПВ — задний угол подмышечной впадины.

ПсгЗ — прибавка к полуобхвату груди третьему.

ПТ — плечевая точка.

ПОР — посадка по окату рукава.

Р — рост.

ТОШ — точка основания шеи.

ТЧФ — теоретический чертеж формы.

ШОР — ширина оката рукава на чертеже.

ШОР1 — ширина оката рукава в пиджаке.

ШП — ширина проймы на чертеже стана.

ШП1 — ширина проймы в пиджаке.

Др.лок — длина руки до локтя.

Др.зап — длина руки до линии обхвата запястья.

Обиц, — обхват бицепса.

Озап — обхват запястья.

On — обхват плеча.

Пшс — прибавка к ширине спины.

Пит — прибавка к ширине плечевого ската.

Питр — прибавка к ширине проймы.

Пспр — прибавка на свободу проймы по глубине.

Поп — прибавка к обхвату плеча.

Пвор — прибавка к высоте оката рукава.

Шгорп — ширина горловины полочки на чертеже.

Шгорсширина горловины спинки на чертеже.

Шп — длина плечевого ската.

L — видимая длина плечевого контура пиджака, измеряемая от линии проймы до линии втачивания воротника в горловину Ьк — координационный баланс а9 — угол наклона плечевого ската фигуры, а — угол между вертикалью из плечевой точки и прямой линией, соединяющей ее с точкой на запястье предплечья спереди а* - угол отведения рукава от бокового контура пиджака во фронтальной проекции ai — угол наклона рукава чертежа, измеренный между вертикалью и линией, проведенной от высшей точки оката к конечной точке переднего переката а.2 — угол наклона рукава в готовом виде, измеренный между вертикалью из высшей точки оката и линией, проведенной из высшей точки оката в конечную точку переднего перекатаР — угол между вертикалью из заднего угла подмышечной впадины и прямой линией, соединяющей его с лоетевой точкой Р2 — угол наклона рукава в готовом виед между вертикалью из заднего угла подмышечной впадины и прямой линией, соединяющей его с лоетевой точкой рукава у — угол между вертикалью из точки, лежащей на линии обхвата локтя спереди, и прямой линией, соединяющей ее с точкой на запястье предплечья спереди дс — угол наклона плечевой линии спинки Sn — угол наклона плечевой линии полочки (р — угол наклона проймы на полочке рч — угол наклона верхней части линии проймы на чертеже полочки S — угол наклона плечевого контура пиджака р — угол раскрытия плечевого пояса / - угол, характеризующий объем оката рукава dpe — диаметр руки вертикальный йпзр — диаметр руки переднезадний h — смещение конца плечевого шва относительно высшей точки оката рукава trui. n — толщина плечевой накладки tm. M — толщина пакета материалов s — высота вершины оката рукава над плечевым контуром.

А — разность по высоте плечевых линий полочки и спинки Д — величина отведения вершины горловины полочки от среднесаггитальной линии Ллп — величина отклонения линии полузаноса от вертикали на уровне сосковой точки.

9. Результаты работы рекомендуется использовать на швейных предприятиях, производящих мужские пиджаки, и в учебном процессе высших учебных заведений России и Китая.