Теоретические основы моделирования форм текстильных и кожевенных материалов, перемещаемых захватами технологических машин тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.13, доктор наук Усов Алексей Георгиевич

• Усов Алексей Георгиевич
• доктор наук
• 2019

Оглавление диссертации доктор наук Усов Алексей Георгиевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Обзор обувных и текстильных технологий,

связанных с изгибанием подаваемых листов

1.2 Обзор способов подачи листового материала в текстильной,

легкой и других отраслях промышленности

1.3 Исследования поведения листов в пакетах в процессе их подачи

1.4 Листы как упругие оболочки. Модели тканей и нетканых материалов

1.5 Геометрия срединной поверхности изгибаемого листа

1.6 Силы и моменты, действующие на оболочку

1.7 Обзор исследований по определению формы листа

при больших его изгибах

1.8 Постановка задачи исследования

ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ, МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ ПОСТРОЕНИЯ ФОРМ ИЗГИБА КОЖЕВЕННЫХ И ТЕКСТИЛЬНЫХ ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

2.1 Постановка задачи исследования

2.2 Механические свойства листовых материалов

2.3 Многогранная модель срединной поверхности изогнутого листа

2.3.1 Захват листа. Построение карты изгибания листа

2.3.2 Построение многогранной модели срединной поверхности

2.4 Оптимизационные методы решения задачи

о форме деформированного листа

2.5 Расчет потенциальной энергии листа

2.6 Исключение самопересечений моделируемых объектов

2.6.1. Постановка задачи исследования самопересечений

2.6.2 Исследование самопересечений цилиндрической поверхности

2.6.3 Исследование самопересечений конической поверхности

2.6.4 Исследование пересечения поверхностей в пространстве

2.6.5 Пересечение многоугольников: метод точки в многоугольнике

2.6.6 Метод сканирования поверхности

2.6.7 Метод стереографической проекции

2.6.8 Построение минимальной окружности

2.6.9 Статистика выпуклых оболочек

2.7 Выводы по главе

ГЛАВА 3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ ИЗГИБА МАТЕРИАЛОВ ПРИ ЗАХВАТЕ ИХ ЧЕЛЮСТНЫМИ, ВАЛКОВЫМИ И ИНЫМИ ЗАХВАТАМИ

3.1 Цель и задачи исследования цилиндрической формы изгиба

3.2 Расчет цилиндрического изгиба с помощью программ, моделирующих торсовый изгиб листов

3.3 Специальный случай цилиндрического изгиба

3.4 Экспериментальное определение изгибной жесткости полосы

3.5 Изгиб прямоугольного листа, опирающегося концом на подставку

3.6 Исследование устойчивости цилиндрической формы изгиба

3.7 Цилиндрический изгиб листа с фиксированной базовой гранью или образующей

3.7.1 Постановка задачи моделирования срединной поверхности

3.7.2 Геометрия грани

3.7.3 Геометрия многогранной поверхности

3.7.4 Потенциальная энергия изогнутого листа

3.7.5 Построение цилиндрической формы изгиба тяжелого упругого листа со свисающими краями с помощью программы Ьепёеу12

3.7.6 Результаты счета по программе Ьепёеу12

3.8 Цилиндрический изгиб листа, захваченного с двух краев

3.8.1 Геометрия поверхности

3.8.2 Построение начального приближения

3.8.3 Моделирование срединной поверхности листа с закрепленными краями с помощью программы bendcyl4

3.9 Моделирование сложных форм изгиба листа

3.10 Выводы по главе

ГЛАВА 4. РАСЧЕТ ТОРСОВЫХ ФОРМ ИЗГИБА ЗАХВАЧЕННОГО ЛИСТА. ИЗГИБ ЛИСТА С ВЫПУЧИВАНИЕМ ЕГО

В КОНИЧЕСКИХ ВЕРШИНАХ

4.1 Постановка задачи моделирования торсовых форм изгиба

4.2. Изгиб прямоугольного листа с фиксированным краем

4.3 Торсовый изгиб листа, удерживаемого вакуумным захватом

4.4 Изгиб листа, помещенного в вилочный захват

4.4.1 Геометрия захвата

4.4.2 Программа bendsymfork для расчета формы листа,

помещенного в вилочный захват

4.5 Изгиб листа, захваченного криволинейными губками

4.6 Изгиб листа со склеиваемыми точками

4.7 Изгиб листа произвольной формы

4.7.1 Геометрия листа

4.7.2 Результаты счета по программе bendstel1

4.8 Симметричный изгиб полосы, захваченной с двух краев

4.8.1 Захват полосы. Манипуляции с захваченной полосой

4.8.2 Построение развертки

4.8.3 Построение модели изогнутой поверхности

4.8.4 Расчет потенциальной энергии граней

4.8.5 Моделирование симметричной формы изгиба листа, захваченного с двух краев, с помощью программы bendvintsym2

4.9 Об асимметричном изгибе полосы, захваченной с двух краев

4.10 Кризисный изгиб листа с захваченным краем

4.11 Изгиб листа, захваченного большим вакуумным или магнитным захватом.

Развертывающаяся модель «скатерти»

4.11.1 Геометрия «скатерти»

4.11.2 Потенциальная энергия лепестка

4.11.3 Моделирование «скатерти» с помощью программы Ье^саре

4.12 Выводы по главе

ГЛАВА 5. КОНИЧЕСКИЙ ИЗГИБ ТЯЖЕЛОГО ЛИСТА,

ЗАХВАЧЕННОГО ВО ВНУТРЕННЕЙ ОБЛАСТИ

5.1 Постановка задачи. Область листа вблизи конической вершины

5.2 Геометрия развертывающейся конической поверхности

5.3 Потенциальная энергия конической поверхности

5.4 Осесимметричная задача об изгибе круглого листа

5.5 Параметры драпируемости

5.6 Многогранная модель конической поверхности

5.7 Алгоритмы и программы для моделирования и исследования симметричного конического изгиба круглого листа

5.8 Результаты счета по программе Ье^сопшгс

5.8.1 Конический изгиб квадратного листа

5.8.2 Семейство симметричных форм конического изгиба круглого листа из материала №1

5.8.3 Семейство симметричных форм конического изгиба круглого листа из материала №2

5.9 Выводы по главе

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Теоретические основы моделирования форм текстильных и кожевенных материалов, перемещаемых захватами технологических машин»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Листовыми материалами будем считать листы обувного картона, кожи, текстильные лоскуты и т.д. Развитие современных технологий работы с такими материалами предполагает автоматизацию процессов манипулирования листом. Автоматизация касается процессов перемещения листа различными захватными устройствами вдоль технологического маршрута, подачи его в обрабатывающие органы машин и складирования. Для безотказной работы автоматизированных устройств, работающих с листовыми материалами, требуется наличие априорной информации о форме листа, деформированного совместным действием захватов, гравитации, дополнительных связей (опор, направляющих и проч.).

Лист в данной работе считается тонкой упругой оболочкой постоянной толщины. Точки срединной поверхности оболочки в процессе ее деформации совершают чаще всего большие перемещения под действием сил тяжести и усилий со стороны подающих устройств (захватов). В теории оболочек как правило решают задачи о растяжении оболочек, когда срединная поверхность претерпевает деформации растяжения и сдвига, задачи об изгибе оболочек и задачи смешанного типа, в которых срединная поверхность деформируется наиболее сложным образом. В данной работе рассматриваются случаи изгиба перемещаемых захватами оболочек, при которых срединная поверхность остается развертывающейся поверхностью.

Существует множество методов расчета форм оболочек. Большинство их предполагает решение краевых задач, включающих в себя систему дифференциальных уравнений в частных производных, граничные и дополнительные условия. В частных случаях задачу удается решить аналитически или свести к системе обыкновенных дифференциальных уравнений. При больших деформациях дифференциальные уравнения, описывающие большой изгиб оболочки, чаще всего оказываются нелинейными и решаются на ЭВМ с использованием общих или специально разработанных численных методов интегрирования.

В инженерной практике удобно решать на компьютере разные задачи о формах изгибаемых листов, используя схожие вычислительные алгоритмы с относительно

простой структурой, которая допускает оперативное внесение дополнительных ограничений на положение деформируемого листа в пространстве. Таким подходом представляется предлагаемый в работе метод непосредственной минимизации целевой функции задачи, включающей в себя потенциальную энергию деформированного листа в гравитационном поле, сложенную с лагранжевыми компонентами (штрафными функциями), представляющими дополнительные условия изгиба. Преимущества этого метода: использование широкого спектра существующих подходов к решению оптимизационных задач, легко реализуемое задание граничных условий и условий наложения дополнительных связей. Предлагаемые методы расчета форм деформированных листов должны позволить системе управления машиной, манипулирующей с листами, производить перерасчет форм листа в процессе таких манипуляций за минимальное время.

Цель и задачи работы. Цель диссертации - разработка методов моделирования и расчета форм изогнутых упругих листов, удерживаемых захватными устройствами различных типов, которые могут составить основу для создания систем управления перемещениями захватных устройств.

В работе решаются следующие задачи.

1. Анализ видов машин отрасли, надежная работа которых требует наличие информации о форме изгиба листовых материалов.

2. Разработка методов построения моделей срединной поверхности листа как некой цилиндрической поверхности в случаях зажима листа одним или двумя захватами.

3. Создание методов моделирования срединной поверхности захваченного листа, имеющей криволинейные границы и вырезы (лакуны), имитирующие вырубленные детали.

4. Разработка методов построения моделей, алгоритмического и программного обеспечения поиска оптимальной цилиндрической формы изгиба листа, захваченного клещевыми, валковыми или вакуумными захватами.

5. Разработка математического обеспечения и методов моделирования торсовой срединной поверхности листа, зажатого одним захватом и имеющего один или два свешивающихся края.

6. Разработка математического, алгоритмического и программного обеспечения поиска оптимальной торсовой формы изгиба листа, захваченного разными способами.

7. Разработка математического, алгоритмического и программного обеспечения для расчета изгиба листа произвольной формы, захваченного с одного края.

8. Разработка математического, алгоритмического и программного обеспечения для поиска оптимальной торсовой формы листов в захватах с дополнительными условиями склеивания и опирания.

9. Создание методов моделирования, алгоритмов и программ для расчета торсовой формы листа, захваченного с двух сторон.

10. Создание методов моделирования, алгоритмов и программ для расчета конической формы срединной поверхности листа, захваченного крючком или вакуумной воронкой.

11. Разработка математического, алогритмического и программного обеспечения для моделирования изгиба листа, удерживаемого за край, с выпучиванием в конических вершинах.

12. Разработка математического, алгоритмического и программного обеспечения для расчета изгиба листа, захваченного вакуумной воронкой большого диаметра (модель «развертывающаяся скатерть»).

Методы исследований. При выполнении диссертационной работы использованы методы алгебры, математического анализа, дифференциальной геометрии, механики, теории оболочек, нелинейного программирования, компьютерного моделирования.

Научная новизна. Новизна диссертационной работы заключается в том, что:

- разработаны математические модели изгиба тонких упругих тяжелых листов, удерживаемых захватами технологических машин, на основе линейных преобразований больших конечных элементов срединной поверхности листов;

- разработаны методы, алгоритмы и программы для моделирования цилиндрических форм изгиба захваченных листов;

- выполнены исследования цилиндрических форм изгиба листов из разных материалов, используемых в текстильной и легкой промышленности, с отверстиями и без таковых, при различных граничных условиях (условиях захвата);

- разработано математическое обеспечение, алгоритмы и программы для определения изгибной жесткости листа путем обработки его цифрового изображения;

- разработано математическое обеспечение, алгоритмы и программы для расчета и исследования торсовых форм изгиба листов, захваченных различными способами и подвергнутых дополнительным ограничениям типа опирания, склеивания и проч.;

- разработано математическое, алгоритмическое и программное обеспечение для расчета и исследования конических форм изгиба листов, захваченных пикером или вакуумным присосом;

- разработаны методы математического моделирования, алгоритмическое и программное обеспечение для исследования изгиба захваченных листов, срединная поверхность которых состоит из развертывающихся участков разных видов;

- создано математическое, алгоритмическое и программное обеспечение для исследования изгиба листа, захваченного большим вакуумным захватом;

- разработано алгоритмическое и программное обеспечение для поиска локального экстремума функции многих переменных с переменным составом варьируемых величин;

- разработано математическое, алгоритмическое и программное обеспечение позволяющие отслеживать и предотвращать самопересечения двумерных и трехмерных тел;

- разработан метод стереографической проекции для исследования на ЭВМ пересечений выпуклых многогранников.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость выполненных в диссертационной работе исследований заключается в том, что разработаны основы проектирования оптимальных форм изгиба упругих тяжелых листов, помещенных в захваты разных типов. При этом срединная поверхность листа представляется как многогранная поверхность, изгиб которой описываемых с помощью матричных преобразований координат ее точек.

Предложены способы расчета потенциальной энергии многогранной модели изогнутого листа. Сформулированы критерии оптимальности моделей изогнутых листов для разных случаев их захватов. Выполнены исследования по обеспечению неразрывности, нерастяжимости и отсутствия самопересечений моделируемых поверхностей. Исследованы формы срединной поверхности листа в различных случаях его захвата, изучено влияние способов захвата листа на форму его изгиба.

Практическая значимость работы заключается в том, что:

1) разработаны алгоритмы и пакеты программ для ЭВМ, позволяющие строить модели листов, помещенных в захваты того или иного вида;

2) разработанные программы могут быть использованы для проектирования машин, работающих с листовым материалом, а также для программирования работы автоматизированных устройств, осуществляющих тем или иным способом подачу листов на разные технологические операции;

3) созданы алгоритмы и компьютерные программы для решения специальных оптимизационных, геометрических и алгебраических задач;

4) предложены способы компьютерного расчета некоторых механических характеристик текстильных и обувных материалов (изгибной жесткости, параметров драпируемости) без использования специального лабораторного оборудования.

Разработанные в результате выполненных исследований компьютерные программы моделирования форм изгиба упругих тяжелых листов в разных случаях их

захвата защищены девятью свидетельствами о государственной регистрации программ.

Материалы диссертации используются для выполнения научно-исследовательских работ и в учебном процессе в Санкт-Петербургском государственном университете промышленных технологий и дизайна при подготовке бакалавров и магистров по направлениям 15.03.02, 15.04.02 - «Технологические машины и оборудование», бакалавров по направлениям 29.03.01 - «Технология изделий легкой промышленности», 29.03.02 - «Технология и проектирование текстильных изделий», 29.03.05 - «Конструирование изделий легкой промышленности».

Апробация работы. Основные результаты работы прошли положительную апробацию на всероссийских и международных научно-технических конференциях: XV Всероссийская научно-техническая конференция «Фундоментальные исследования и инновации в национальных исследовательских университетах» (г. Санкт-Петербург) 2011 г.; Международная конференция «Седьмые Окуневские чтения» (г. Санкт-Петербург) 2011 г.; Международная конференция «Восьмые Окуневские чтения» (г. Санкт-Петербург) 2013 г. Практическая значимость подтверждена актами апробации в ООО «Дэма», АО «Первая Образцовая типография».

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 39 работ, в том числе 16 статей в журналах, входящих в «Перечень ...» ВАК РФ, 9 свидетельств о регистрации программ для ЭВМ, 4 тезисов докладов, 10 статей в научных сборниках и других журналах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка использованных источников из 191 наименования. Работа выполнена на 307 страницах, включая 175 рисунков и 6 таблиц.

Автор выражает глубокую благодарность коллективу кафедры машиноведения и в особенности профессору Л. С. Мазину за ценные советы и консультации.

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Обзор обувных и текстильных технологий, связанных с изгибанием подаваемых листов

При проектировании и эксплуатации ряда технологических машин текстильной и легкой промышленности возникает проблема подачи с помощью захватов различного типа гибкого листового материала к рабочим органам машин. В монографии [1] рассмотрены способы автоматизации вырубки деталей из рулонных и листовых материалов, использующие передвижные каретки или столы с резаками. В [2] изложены основы применения автоматических манипуляторов при сборке деталей верха и низа обуви. В обзоре [3] рассмотрены машины, осуществляющие различные операции с сырьем и заготовками обуви.

В [4] приводится описание роботизированного участка отделки (прокатки) кож (рисунок 1.1). Чепрак 4 доставляется в контейнерах 7 по рольгангу 8 на перегрузочный стол 5, укладывается мани-

пулятором 12 на стол 3 с помощью вакуумных при-сосов 6. Прокатанная катком 13 кожа манипулятором 14 переносится в контейнер 1, установленный на накопителе 2. Далее контейнер перемещается на накопительное устройство 9, откуда манипулятор

Рисунок 1.1 - Роботизированный участок отделочного производства кож

11 перегружает кожи на площадемерную станцию 10. При этом необходимо следить за формой свешивающихся краев кож, чтобы исключить возможность их подворачивания.

Автоматический укладчик кож [5] предназначен для захвата из проходной машины 1 (рисунок 1.2) жестких кож 2 и укладывания их на транспортную тележку 11. Кожа проходит ролик 3, попадает на стол 13 и заходит в раскрытые захваты 4, смонтированный на цепном транспортирующем устройстве 8 с ведущей звездочкой 10. Две пары схватов манипулятора закреплены цепного типа с приводом от электродвигателя через ведущую шестерню 10. При срабатывании фотодатчика 5-12 захваты 4 зажимают кожу и транспортируют ее к тележке. Вторая пара захватов 9 занимает исходную позицию, кулачок 7 нажимает на путевой выключатель 6, после чего кожа сбрасывается на тележку. Лист в захватах претерпевает цилиндрический изгиб.

Рисунок 1.2 - Автоматический укладчик кож

а б

Рисунок 1.3 - Роботизированное устройство для перекладки кож МВ-1 (а) и устройство для загрузки и выгрузки кож с козелка (б)

Роботизированное устройство типа МВ-1 (рисунок 1.3, а) предназначено для захвата с тележки 1 кож 2 и перекладки их на ленту транспортера 14. Манипулятор устройства имеет два рабочих органа 6 и 8 с вакуумными захватами 7 и 9. Эти органы

расположены на поворотной стойке 12 и поворачиваются вокруг осей 4 и 11 при срабатывании пневмоцилиндра 13. Шток пневмоцилиндра через рейку 3 взаимодействует с зубчатыми шестернями 5 и 10, соединенными с руками манипулятора. Поворачиваясь вокруг вертикальной оси, руки поочередно перекладывают кожи.

Устройство [6] для загрузки кож 1 (рисунок 1.3, б), лежащих на козелке 2, в проходную машину и выгрузки кож обратно на козелок содержит центральный присос 3 и два поворотных присоса 4. Лист кожи между центральным и боковым присосом образует примерно цилиндрическую поверхность с фиксированными образующими, форма которой меняется в процессе поворота присосов. Для устойчивой работы устройства нужна полная информация о форме изогнутого листа.

Устройство для раскладки листов по сортам [7] осуществляет консольный захват листа вакуумными присосами (рисунок 1.4). Лист затем сбрасывается на рольганг (перекрыватель карманов). Свешивающийся край поднятого листа имеет цилиндрическую форму. Для надежной работы устройства необходимо контролировать положение этого края.

Рисунок 1.4 - Устройство для механизированной раскладки листов по сортам: 1 - привод присосов, 2 - тележка с листами, 3 - подъемный стол, 4 - перекрыватель карманов, 5 - карман, 6 - привод перекрывателя

Вырубка деталей низа обуви происходит на электромеханических, пневматических или гидравлических прессах. Вырубка на электромеханических прессах обычно производится пуансоном. Автоматизируется подача листа под пуансон, транспортировка вырубленных деталей и удаление отходов. Вырубка на гидравлических прессах производится резаками на вырубочной плите. Автоматизируется перемещение резака

путем движения траверсы, движения вырубочной головки относительно траверсы и смена резаков за счет вращения вырубочной головки.

На рисунке 1.5 изображена компоновочная схема автоматизированного комплекса, предназначенного для вырубки деталей низа обуви [8] на электромеханическом прессе, разработанного в Ленинградском институте текстильной и легкой промышленности. На подъемный стол 1 укладываются листы 2 обувного картона и подаются поочередно сдвигающим валком 3. Чтобы

Рисунок 1.5 - Автоматизированный комплекс для вырубки деталей низа обуви с разрезанием листа на полосы (вид сверху)

дольше сохранялась заточка кромок матрицы и пуансона, от листа дисковыми ножами 4, перемещаемыми цепью 5, отрезается полоса.

Полоса захватами 6, движущимися по ходовому винту 7, укладывается на подающий валок 12. После зажима полосы прижимным валком 11 она подается над матрицей 10, и из нее вырубаются детали обуви, проталкиваемые вниз сквозь отверстие в пуансоне. Трафарет 8 приемными валками 9 сбрасывается в бункер отходов. Подача полосы на вырубку (рисунок 1.6) производится шаговым электродвигателем, с помощью которого можно достигать разных эффектов: регулировать форму провисающей между валками полосы, поднимать ее над матрицей и опускать, контролировать изгибы внутри трафарета.

Рисунок 1.6 - Механизм валковой пошаговой подачи полосы

Существует множество устройств захвата и манипулирования деталями обуви. Например, устройство [9] захватывает и перемещает детали с помощью барабана с отверстиями (рисунок 1.7). Внутри барабана создается вакуум. Таким способом можно и поднимать деталь, контролируя при этом ее форму.

Иногда обувные изделия изгибают, создавая тот или иной эффект. На рисунке 1.8, а кожаную деталь обуви изогнули в форму односкладчатого конуса, край которого имеет вид полумесяца. На рисунке 1.8, б складки сапог, появляющиеся при потере устойчивости изначальной формы голенищ, играют декоративную роль. Следует заметить, что форма складок та же, что и при выпучивании цилиндра, сжимаемого в осевом направлении.

Тенденции автоматизации в швейной промышленности обсуждаются в монографии [10]. Указывается, что проще всего автоматизировать операции укладки полотен и швейных деталей, пришивание

Рисунок 1.7 - Вакуумное подающее устройство

а

б

Рисунок 1.8 - Конический изгиб фрагмента обуви (а); складки («гармошка») на голенищах сапог (б)

пуговиц, пошив манжет, пододеяльников, мужских сорочек и костюмов (рисунок 1.9). Там же исследуется изгиб текстильного материала при захвате его подающими устройствами.

Рисунок 1.9 - Роботизированная линия для изготовления частей костюма: брюк (а) и рукавов (б): 1 - манипулятор-укладчик, 2, 7,12 - шьющие модули, 3, 8,13 -транспортирующие модули, 6, 11 - роботы-манипуляторы, 5, 10,15 -распознающие модули, 17 - загрузочный модуль

Работа с настилом и с лоскутом ткани рассмотрена в [11]. Исследована проблема расположения точечных захватов (пикеров), обеспечивающего требуемый эффект растяжения лоскута и образования складок. Различают [12] настильный и безнастильный поточный раскрой тканей. Трудоемкость настилания материалов составляет 25-40 % от общей трудоемкости работ раскройного цеха. Автоматизация настилания подразумевает наличие информации о форме ткани в пространстве между рулоном и раскройным столом, в областях работы режущего инструмента и оборудования для перегибания материала на концах настила.

Иногда материал для раскроя из рулона захватами предварительно укладывается «в книжку» (рисунок 1.10). Цилиндрическая форма такой укладки вблизи ее изогнутых краев рассчитывается с учетом веса полотна, давления верхних его слоев на нижние и отсутствия самопересечений.

Рисунок 1.10 - Профиль настила «в книжку»

Информация о форме изогнутой части полотна должна учитываться при автоматическом управлении раскладчиком ткани, когда формируются настилы с изменяемыми размерами, и подача стопорится для отрезания настеленного полотна (рисунок 1.11, а).

а б

Рисунок 1.11 - Отрезание настеленного полотна (а); раскрой материала фрезой (б) Необходима информация и о форме полотна в области работы режущего инструмента. Например, раскройная машина [13] разрезает ткань фрезой, которая приподнимает материал (рисунок 1.11, б). В образовавшуюся полость вводятся патрубки, отсасывающие пыль и межлекальные отходы.

Рисунок 1.12 - Настилочно-раскройная линия: 1 - устройство подачи рулона, 2 -магазин с рулонами, 3 - настилочное устройство, 4 - настилочный стол, 5 - разрезное устройство, 6 - стол сбора кроя

Настилание материала и раскрой настила часто совершаются одной машиной (линией). Сбор кроя во время работы настильно-раскройной линии (рисунок 1.12) может производиться игольчатыми или вакуумными захватами. Свисающие края

должны быть такой формы, чтобы при наложении на нижние детали они не подгибались и не образовывали складок. Автоматизация раскроя наиболее успешна при безнастильном поточном способе [14] ее организации.

При подаче захватами полотна на раскрой из него формируется буферный запас в виде свисающей цилиндрической оболочки с закрепленными краями. Автоматическая разбраковка ткани оптическими или звуковыми методами может начинаться с облучения буферного запаса. При этом должны быть обеспечены требуемые расстояния от полотна до излучателей и приемников, Форма цилиндрической оболочки должна быть определена с большой точностью. Наличие свисающего буфера характерно и для других производств. На рисунке 1.13 буфер создается окантовочной машиной, используемой для производства одеял.

Рисунок 1.13 - Буфер из полотна в окантовочной машине

Бумажные или пластмассовые лекала также являются изгибающимися оболочками, изометричными плоской фигуре сложной формы. Отдельные области таких лекал в процессе их перемещения до наложения на ткань принимают форму торсовых поверхностей, сопряженных друг с другом. При непрерывном автоматическом процессе изготовления изделий из рулона вырезанные или вырубленные детали не комплектуются в пачки, а перемещаются захватами с места раскроя в виде лоскутов, которые могут быть частично или полностью изогнуты.

Развитие компьютерных технологий ускорило процесс автоматизации и роботизации швейных операций. Проще всего автоматизировать сшивание плоских деталей [15], наложенных друг на друга в горизонтальной плоскости (рисунок 1.14).

Проект американского агентства рисун(Ж 1.14 - Автомат JUKI AVP-875S, DARPA (Defense Advanced Research Pro- пришивающий карман к джинсам

jects Agency) [16] посвящен созданию полностью автоматизированной линии по пошиву военной формы, состоящей в основном из плоских деталей. Роботизированная линия работает по принципу "pick-and-place" и перемещает одежду между рабочими станциями с помощью вакуумных вращающихся шариков, работающих аналогично устройству на рисунке 1.7. Швейная головка движется над сшиваемыми деталями. Видеокамеры распознают деталь и ее положение по числу и форме нитей, из которых она сшита. Подаваемая ткань растянута в горизонтальных направлениях.

Оригинальный способ пошива

одежды [17] предложен Джонатаном Зорновым, основателем фирмы SEWBO. Ткань пропитывается растворимым полимером, затем из нее нарезаются куски, которые изгибаются с помощью термообработки. Затем из изогнутых жестких кусков сшивается пространственное изделие (рисунок 1.15). Изделие промывается в горячей воде, растворяющей полимер, и высушивается.

ш

>

!

( .<■

Рисунок 1.15 - Швейный робот SEWBO

На рисунке 1.16, а изображен универсальный [18] швейный робот. Материал накладывается манипулятором сверху на швейную машину. Края нижней из сшиваемых деталей могут свисать, верхняя деталь должна быть плоской. Операционные возможности машины можно расширить, допуская свисание краев верхней детали и определяя их форму для того, чтобы произошло правильное прилегание деталей.

Рисунок 1.16 - Универсальный швейный робот (а), робот KUKA KR 30 шьет чехлы (б)

Развиваются технологии сшивания деталей, изогнутых по криволинейным поверхностям в пространстве, прежде всего, для сшивания крупных и достаточно жестких опертых по краям оболочек или оболочек, облегающих каркас. Так, германская компания KSL в партнерстве с компанией KUKA Roboter GmbH выпускает установки для изготовления подушек безопасности, автомобильных сидений, складного верха для автомобилей, матрацев, мебели и проч. Робот KUKA KR 30 [19] шьет чехлы для автомобильных сидений (рисунок 1.16, б). Манипулятор перемещает швейную головку, которая прошивает оболочку. Резерв автоматизации - укладка чехлов на держатель заготовок, которая пока совершается вручную. Для успеха этой операции требуется знание формы захватываемых чехлов.

С помощью роботов KUKA KL 504 [20] производится вертикальное оперение для всех самолетов Airbus, а также пошив промежуточных перегородок и элементов

крыльев из композитных материалов с углеродными нитями. Сшиваемая оболочка имеет промежуточную форму, приданную ей специальным закреплением краев, и информация об этой форме хранится в памяти управляющего компьютера.

Контроль формы швейных изделий необходим при операциях окончательной отделки. При автоматизации процессов влажно-тепловой обработки, например, пальто на паровоздушном манекене [21], необходима информация о наличии и форме складок и об их поведении в захватах

Рисунок 1.17 - Коническая драпировка и драпировка с выпучиванием

При шитье одежды роботом на манекене желательно захватными устройствами придать пришиваемой детали специальную форму, наложить на манекен, обеспечить позиционирование детали во время пришивания. Моделирование складок текстильных полотен является существенной составляющей проектов драпировок (рисунок 1.17). Иногда требуется организовать прихваты, складки и другие эффекты в процессе пошива (рисунок 1.18, а). Оперативная манипуляция складками необходима, например, при втачивании рукава. Швейная машина JUKI DP-2100 [22] втачивает рукав (рисунок 1.18, б), обеспечивая плавное изменение величины складок. Складки могут быть запрограммированы в процесс петлеобразования вязальных машин [23].

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Усов Алексей Георгиевич, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Палей, Я. С. Автоматизация вырубки деталей / Я. С. Палей. - М.: Изд-во «Легкая индустрия», 1969. - 184 с.

2. Тонковид Л.А. Автоматические манипуляторы в обувном производстве. -М.: Легпромбытиздат, 1987. — 176 с.

3. Карагезян Ю. А. Современное зарубежное оборудование обувного производства / Ю. А. Карагезян, Ю. И. Алексеев, П. Бриш. - М.: Легпромбытиздат, 1993. -192 с.

4. Климов В. А. Робототехнические системы в текстильной и легкой промышленности / В. А. Климов и др. - М.: Легпромбытиздат, 1991. - 312 с.

5. Промышленные роботы в кожевенном производстве [Электронный ресурс].- URL: http://roboticslib.ru/books/item/f00/s00/z0000014/st013.shtml (Дата обращения 18.07.2018)

6. Патент SU 1118679 A: М. А. Брагинский. Устройство для захвата изделий // Заяв. 26.01.1983, № 3542628/28-12, опубл. 15.10.1984. - Бюлл. № 38.

7. Авторское свидетельство СССР № 246449: Юдин С. Г. [и др.] Устройство для раскладки листов по сортам // Заявл. 25.06.1966, №2 1086090/22-2, опубл. 06.11.1969. - Бюлл. № 21.

8. Подобрий Г. М. Разработка автоматизированной системы для разруба спецкартона на участке изготовления деталей низа обуви / Г.М. Подобрий [и др.]. Отчет о научно-исследовательской работе. - № гос. регистрации 01860073797. - Л.: изд-во ЛИТЛП, 1989. - 142 с.

9. Устройство для захвата и подачи плоских изделий А. В. Фарбун [и др.]. Патент SU 1505866. Заявл. 23.04.1987, №4234596/30-12. Обупл. 07.09.1989. - Бюл. № 33.

10. Ганулич А. А. Роботизированная технология швейных изделий. - М.: Лег-промбытиздат, 1990. - 200 с.

11. Briggs J.C. Automated Handling of Flexible Materials: diss. for deg. of master of sc. in mech. eng. - Massach., USA. - Massachusetts Institute of Technology, 1988. - 247 p.

12. Подготовительно-раскройное производство швейных предприятий: учеб. пособие / В. Т. Голубкова, Р. Н. Филимоненкова, М. А. Шайдоров и др., под обшей редакцией В. Т. Голубковой, Р. Н. Филимоненковой. - М.: Высш. шк., 2002. - 206 с.

13. Patent 3818521 (Germany): Koukal Anton. Schneidemaschine // Prior. date 31.05.88, public. 28.12.89, EP0345532 (A2).

14. Павленко Ю. С. Поточный безнастильный метод раскроя тканей / Ю. С. Павленко, С. М. Пугачевская. - Киев: Техшка, 1975. - 96 с.

15. Промышленное швейное оборудование. Карманный автомат JUKI AVP875 [Электронный ресурс]. - URL: http://sewq.ru/iuki avp 875 (Дата обращения 23.06.2019)

16. DARPA looks at developing robots to sew uniforms [Электронный ресурс] URL: http://newatlas.com/sewingrobot/22900/ (Дата обращения 18.07. 2018).

17. Первый в мире робот-портной Sewbo [Электронный ресурс] URL: https://robo-hunter.com/news/pervii-v-mire-robot-portnoi-sewbo-obzor6262 (Дата обращения 23.06.2019).

18. Patent US5313897: Kabushiki Kaisha, Yaskawa Denki. A Sewing operation robot // Prior. date 11.01.1991, public. date 24.05.1994. URL: http://www.google.ru/pa-tents/US5313897 (Дата обращения 11.09.2016).

19. Robot sews car seat covers [Электронный ресурс] URL: https://s3-eu-central-1. amazonaws. com/centaur-wp/theengineer/prod/content/uploads

/2014/06/19142700/BMW 2.pdf (Дата обращения 04.02.2019).

20. Portal 3D-Robot-Sewing Unit KL 504 [Электронный ресурс] URL: http://www.ksl-lorsch.de/en/products/automotive/composites/portal-3d-robot-sewing-unit-kl-504/ (Дата обращения 04.02.2019).

21. Влажно-тепловые работы: Оборудование для ВТО [Электронный ресурс] URL: http://sigolochky.blogspot.com/2015/02/blog-post 24.html (Дата обращения 04.02.2019).

22. JUKI Швейные автоматы и рабочие места [Электронный ресурс] URL: http : //tatem. by/index.php? section id=503 (Дата обращения 04.02.2019).

23. Ермохина Т. Е. Разработка процесса выработки верхних трикотажных изделий сложных конструкций с минимальной швейной обработкой: Атореф. ... канд. тех. наук. - М.: изд-во МГТУ, 2008. - 16 с.

24. Белоцерковский С. М. Исследование парашютов и дельтапланов на ЭВМ / С. М. Белоцерковский, М. И. Ништ, А.Т. Пономарев, О. В. Рысев. Под ред. Белоцерков-ского С. М. - М.: Машиностроение, 1987. - 240 с.

25. Портные «особого назначения» [Электронный ресурс]. - URL: http://vsr.mil.by/2015/11/10/portnye-osobogo-naznacheniya/ (Дата обращения 11.09.2016).

26. Митрофанов В. П. Технологическое оборудование и оснастка упаковочного производства: учебное пособие / В.П. Митрофанов, В.И. Бобров. - М.: МГУП, 2003. -204 с.

27. Штоляков В. И. Оборудование и технология печати. Листопитающие, листо-проводные, листовыводные и приемные системы: учеб. пособие. - М.: МГУП (Московский гос. ун-т печати), 2004. - 140 с.

28. Аккумуляторный вакуумный захват VacuBoyAkku [Электронный ресурс]. -URL: http://fezer.ru/pages/vacuboyakku (Дата обращения 26.06.2019).

29. Попов Е. А. Технология и автоматизация листовой штамповки / Е. А. Попов, В. Г. Коваль, И. Н. Шубин. Учебник для вузов. - М.: изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003. - 480 с.

30. Могинов Р. Г. Разработка и исследование электростатического листопитаю-щего устройства для малоформатных электрофотографических печатных машин: Ав-тореф. дис. ... канд. тех. наук. - М., 1979. - 22 с.

31. Авторское свидетельство СССР № 627040: Р. Г. Могинов. Способ отделения и подачи листов из стопы и устройство для его осуществления // Заявл. 20.11.75, №2 2192543/28-12, опубл. 05.10.78. - Бюл. № 37.

32. Герасименко О. Н. Листопитающие комплексы для серийного и мелкосерийного производства / О. Н. Герасименко, А. Х. Тлибеков. - М.: Машиностроение, 1987. - 128 с.

33. Тлибеков А. Х. Разработка валковых механизмов подачи тонкого легкоде-формируемого металлического материала для высокопроизводительных листоштампо-вочных пресс-автоматов: Автореферат дис. ... канд. тех. наук. - М., 1983. - 17 с.

34. Хусу А. П. Шероховатость поверхностей. Теоретико-вероятностный подход / А. П. Хусу, Ю. Р. Виттенберг, В. А. Пальмов. М.: «Наука», глав. ред. физ.-мат. лит., 1975. - 344 с.

35. Розанов Л. Н. Вакуумная техника / Л. Н. Розанов. Учебник для студентов вузов, обучающихся по спец. «Вакуумная техника». 2-е изд. - М.: «Высшая школа», 1990. - 320 с.

36. Ito A. T. Design of a Vacuum Picker For Automated Handling of Textiles / Ann Toshiko Ito. M.I.T. B.S. Thesis in Mechanical Engineering. - June 1987.

37. Лапкин, Ю. П. Опыт проектирования и применения безнасосных вакуумных захватов / Ю. П. Лапкин, В. Г. Окунь. Серия «Механизация и автоматизация процессов и ремонт оборудования». Ленинград, 1981. - 24 с.

38. Быстрова В. Б. Исследование воздушной системы самонакладов для печатных машин: Автореф. ... канд. тех. наук. - М., 1973. - 42 с.

39. Рец, П. Я. Разработка и исследование жестких вакуумных захватных устройств промышленных роботов малой грузоподъемности. Автореф... к.т.н. (05.02.05). - Ленинград, изд-во ЛПИ, 1985. - 16 с.

40. Кузовков, В. С. Разработка конструкции и исследование пневмовакуумных устройств для подачи деталей верха обуви к технологическим машинам. Автореф... к.т.н. (05.02.13). - М.: изд-во МТИЛП, 1983. - 22 с.

41. Кузовков, В. С. Исследование процесса захвата деталей из кож вакуумными устройствами / В. С. Кузовков, Б. В. Зайцев. Тезисы сообщений Всесоюзной научной конференции «Исследование и проектирование машин и агрегатов легкой промышленности». - М.: МТИЛП, 1978. - С. 13-15.

42. Сысоев, С. Н. Конструирование быстродействующих вакуумных захватов / С. Н. Сысоев, А. В. Бакутов, И. А. Приведенец // Станки и инструмент. - 2007. - №12. - С. 15-19.

43. Серганов, А. Г. Разработка и исследование пневматических устройств подачи и ориентации плоского полуфабриката на автоматизированном оборудовании ко-жевенно-обувного производства: Автореф ... канд. тех. наук. - М.: изд-во МТИЛП, 1984. - 24 с.

44. Комиссаров, А. И. Элементы теории процесса взаимодействия воздушной подушки с плоскими транспортируемыми объектами / А. И. Комиссаров, Б. В. Зайцев, А. Г. Серганов. Тематический сб. научных тр. МТИЛП «Оборудование и автоматизация производств легкой промышленности». М.: изд-во МТИЛП, 1980. - С. 6-8.

45. Дамаскин Б. И. ^которые вопросы теории расчета и проектирования вытяжного прибора прядильной машины. - Дис. ... докт. техн. наук. - M.: 1954. - 293 с.

46. Голотко А. Л. Исследование закономерности распределения деформаций и сдвигов в многослойном настиле при сжатии его валиками / А. Л. Голотко, Г. А. Пис-корский // Изв. ВУЗ «Технология легкой промышленности», 1974, .№№ 3, 4, 5.

4V. ^кишин В.С. Задачи теории упругости для многослойных сред / В.С. кишин, Г.С. Шапиро. - M.: «Шука», 1973. - 131 с.

4S. Усов А.Г. Вибрационная динамическая модель пакета листового мате риала / Л.С. А.Г. Усов // Вестник Санкт-Петербургского государственного универси-

тета технологии и дизайна. 200б. - № 12. - С. 65-б9.

49. Усов А.Г. Сдвиговые деформации слоистых пакетов // Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической пром-ти: Сб. науч. тр. Вып. 6. СПб: Изд-во СПГУТД, 2004. - С. 124-12V.

50. Семеновский А. А. Исследование механики процессов прессования книжных полуфабрикатов и книг / А.А. Семеновский. Автореф. ... канд. тех. наук. - M., 1977. - 27 с.

51. Плоткин M. M. Исследование основных параметров ротационного тиснения: дис. ... канд. тех. наук / M. M. Плоткин. - M., 1961. - 160 с.

52. Cauchy A. Sur l' équilibre et le movement d'une plaque solide // Exercice de mathématique. - 1828. - Vol. 3. [Электронный ресурс: Augustin-Louis Cauchy - Œuvres complètes, série 2, tome 8. - Pp. 381-411. URL: https://gal-lica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k90200c/ (Дата обращения 18.07. 2018).

53. Кирхгоф Г. Mеханика. - M. : Изд-во ÄH СССР, 1962. - 402 с.

54. Ляв А. Mатематическая теория упругости. M., Л.: ОИТИ, 1935. - 674 с.

55. Reissner E. On the foundations of the theory of elastic shell // Proc. II Int. Congress of Appl. Mech. Munich, 1964. Springer - Verlag, 1964. - Pp. 20-30. URL: https://link.springer.com/chapter/10.100V%2F9VS-3-662-29364 (Дата обращения 1S.0V.201S)

56. Аэро Э. Л. Основные уравнения теории упругости сред с вращательным взаимодействием частиц // Э. Л. Аэро, Е. В. Кувшинский. ФТГ, 1960. - Т. 2, № 7. - С. 1399-1409.

57. Трусделл К. Первоначальный курс рациональной механики сплошной среды. - М.: Мир, 1975. - 592 с.

58. Еремеев В. А. Механика упругих оболочек / В. А. Еремеев, Л. М. Зубов, отв. ред. В. А. Бабешко. - М.: Наука, Юж. НЦ РАН. - 2008. - 280 с.

59. Гольденвейзер А. Л. Теория упругих тонких оболочек. - М.: ГИТТЛ, 1953. - 544 с.

60. Лурье А. И. Статика тонкостенных упругих оболочек. - М.: Гостехиздат, 1947. - 252 с.

61. Власов В. З. Общая теория оболочек и ее приложения в технике. - М.-Л.: Гостехиздат, 1949. - 784 с.

62. Жилин П. А. Прикладная механика. Основы теории оболочек / Учеб. пособие. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2006. - 167 с.

63. Новожилов В. В. Линейная теория тонких оболочек / В. В. Новожилов, К. Ф. Черных, Е. И. Михайловский. - Л.: Политехника, 1991. - 656 с.

64. Колкунов Н. В. Основы расчета упругих оболочек: Учеб. пособие для строит. спец. вузов. - М.: Высш. шк., 1987. - 256 с.

65. Сахаров А. С. Метод конечных элементов в механике твердых тел / А. С. Сахаров [и др.].- Киев: Вища шк., 1982. - 480 с.

66. Полякова Е. В., Прикладные задачи механики мягких оболочек и тканей / Е. В. Полякова, В. А. Чайкин. - СПб.: изд-во СПГУТД, 2006. - 193 с.

67. Кузьмина Р. П. Мягкие оболочки. - М.: «Факториал Пресс», 2005. - 256 с.

68. Железняков А. С. Моделирование релаксации напряжения композитных материалов при постоянной деформации / А. С. Железняков, И. А. Шеромова, Г. П. Старкова // Фундаментальные исследования. - 2014. - № 11-11. - С. 2360-2364.

69. Елисеев В. В. Механика упругих тел. - СПб.: изд-во СПбГПУ, 2003. - 336 с.

70. Lomov S.V. Textile composites: Modelling strategies / S.V. Lomov [et al] // Composites. Part A: supplied science and manufacturing, 2001. - vol. 32, №2 10. - Pp. 1379-1394.

71. Hockney R.W. Computer simulation using particles / R.W. Hockney, J.W. Eastwood. - CRC Press, 1988. - 540 p.

72. Ландовская И. Е. Компьютерное моделирование ткани / И. Е. Ландовская, В. В. Ландовский // Инновации в науке. № 8 (21): сборник статей по материалам

XXIV международной научно-практической конференции. — Новосибирск: Изд. «Си-бАК», 2013. — С. 31-38.

73. Cloth Modifier (3ds-max) [Электронный ресурс]. - URL: https://knowledge. autodesk. com/support/3ds-max/learn-explore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2017 /ENU/3DSMax/files/GUID-1663898B-7C53-4123-9D54-7B7EE843FB92-htm.html ( Дата обращения 31.07.2018).

74. Полилов А.Н. Этюды по механике композитов. - М.: Физматлит, 2016. - 320

с.

75. Ильин В. А. Аналитическая геометрия / В.А. Ильин, Э.Г. Позняк — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. — 240 с.

76. Дубровин Б.А. Современная геометрия / Б.А. Дубровин, С.П. Новиков, А.Т. Фоменко. - М.: Наука, 1986. - 760 с.

77. Погорелов А. В. Изгибания поверхностей и устойчивость оболочек. - Киев: «Наукова думка», 1998. - 200 с.

78. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести / 2-е изд. - М.: Высшая школа, 1968. - 512 с.

79. Работнов Ю. Н. Механика деформируемого твердого тела. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат.лит., 1988. - 712 с.

80. Рашевский П. К. Курс дифференциальной геометрии / Изд. 4-е. - М.: Еди-ториал УРСС, 2003. - 432 с.

81. Cerda E. Conical surfaces and crescent singularities in crumpled sheets / E. Cerda, L. Mahadevan // Physical Rev. Letters, 1998, Vol. 80, № 11. P. 2358 - 2361.

82. Lobkovsky A. Structure of crumpled thin elastic membranes / A. E. Lobkovsky. -Thesis of the dis. ... doc. of ph. - Chicago, 1996. - 65 p. URL: https://jfi.uchi-cago.edu/~tten/Crumpling/Lobkovsky.thesis.pdf (дата обращения: 11.08.2018).

83. Lobkovsky A. Properties of ridges in elastic membranes / A. E. Lobkovsky, T. A Witten // PhysRev., 1997, E 55. Pp. 1577-1589.

84. Норден А. П. Краткий курс дифференциальной геометрии. - М.: Физматгиз, 1958. - 244 с.

85. Попов Г.Я. Концентрация упругих напряжений возле штампов, разрезов, тонких включений и подкреплений. - М.: Наука, 1982. - 344 с.

86. Грибов А. П. Большие прогибы пластин и пологих оболочек со сложным контуром: Дисс. ... док. физ.-мат. наук. - Ульяновск, изд-во УГТУ, 1998. - 272с.

87. Попов Е. П. Теория и расчет гибких упругих стержней. - М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. - 296 с.

88. Григолюк Э. И. Проблемы нелинейного деформирования: метод продолжения решения по параметру в нелинейных задачах механики твердого деформируемого тела / Э. И. Григолюк, В. И. Шалашилин. - М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. -232 с.

89. Векуа И. Н. Об интегрировании уравнений равновесия цилиндрической оболочки // Докл. АН СССР, 1969, т. 186, №4. - С. 787-790.

90. Векуа И. Н. Некоторые общие методы построения различных вариантов теории оболочек. - М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1982. - 288 с.

91. Мусхелишвили Н. И. Некоторые основные задачи математической теории упругости М.: «Наука», Гл. ред. физ.-мат. лит., 1966. - 708 с.

92. Гольденвейзер А. Л. Теория упругих тонких оболочек. - М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1976. - 512 с.

93. Булия Н. П. Упруго-напряженное состояние пластин и оболочек с отверстиями при изгибе Автореф. ... док. физ.-мат. наук. - М.: Изд-во МИСИ, 1990. - 42 с.

94. Амосов А.А. Техническая теория тонких упругих оболочек. - М.: Изд-во АСВ, 2009. - 304 с.

95. Андрианов И.В. Упрощенные уравнения нелинейной динамики круговых цилиндрических оболочек / И.В. Андрианов, В.В. Данишевский // Вестник СПбГУ, 2011. - Сер. 1. Вып. 1. - С. 17-21.

96. Vaziri A. Localized and extended deformations of elastic shells / A. Vaziri, L. Ma-hadevan // Proc. of the National Academy of Sc. (PNAS, USA), 2008. - Vol. 105. - Pp. 79137918.

97. Boudaoud A. Dynamics of singularities in a constrained elastic plate / A. Bou-daoud & al. - Nature, 2000. -|Vol. 407, Is. 6805. - Pp. 718-720.

98. Liang H. The shape of a long leaf / H. Liang, L. Mahadevan // PNAS, 2009, vol. 106. - Pp. 22049-22054.

99. Mahadevan L. The shape of a Möbius band / L. Mahadevan, J. B. Keller // Proceedings of the Royal Society of London, 1993. Series A, 1440. - No 409. - Pp. 149-162.

100. Hangan T. Elastic strips and differential geometry // Rend. Sem. Mat. Univ. Pol. Torino, 2005. - Vol. 63, No 2. - Pp. 179-196.

101. Ben Amar M. Crumled paper / M. Ben Amar, Y. Pomeau // Proc. R. Soc. Lond., A, 1997. - Vol. 453. - Pp. 729-755.

102. Cerda E. The elements of draping / E. Cerda, L. Mahadevan, J. M. Pasini // Proc. of the National Acad. of Sc. of the USA, 2004. - Vol. 101, №7. - Pp. 1806-1810.

103. Васильева А.В. Дифференциальные и нтегральные уравнения, вариационное исчисление в примерах и задачах / А.В. Васильева и др. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. -432 с.

104. Sadowsky M. Ein elementarer Beweis für die Existenz eines abwickelbaren Mö-biusschen Bandes und Zurückführung des geometrischen Problems auf ein Variationsproblem // Sitzungsberichte der Preuss. Akad. Wiss., phys.-math. Klasse. - Berl.: 1930, 22. - S. 412415. Translation and interpretation by D. F. Hinz & E. Fried: https: //arxiv. org/pdf/1408.3035 [Электронный ресурс]. Дата обращения 24.02.2017.

105. Wunderlich W. Über ein abwickelbares Möbiusband // Monatshefte Math., 1962. - Vol. 66, № 3. - Pp. 276-289.

106. Starostin E. L. The shape of a Möbius strip / E. L. Starostin, G. H. M. van der Heijden // Nat. Mater., 2007. - Vol. 6, № 8. - Pp. 563-567.

107. Starostin E. L. Equilibrium shapes with stress localisation for inextensible elastic Möbius and other strips / E. L. Starostin, G. H. M. van der Heijden // Journal of Elasticity, 2015. - Vol. 119, Is. 1. - Pp. 67-112.

108. Белубекян М. В. Расчет изгиба пластины-консоли // М. В. Белубекян, Ю. Г. Саноян // Известия Национальной академии наук Армении. - 2004. - Вып. 57, №3. - С. 11-17.

109. Фу К. Робототехника / К. Фу, Р. Гонсалес, К. Ли. - Пер. с англ. - М.: Мир, 1989. - 624 с.

110. Дьяконов В. П. MATLAB. Полный самоучитель. - М.: ДМК Пресс, 2012. -

768 с.

111. Алексеев Е. Р. Введение в Octave / Е. Р. Алексеев, О. В. Чеснокова. — М.: Интуит, 2016. — 486 с.

112. Куприянов М. П. Деформационные свойства кожи для верха обуви / М. П. Куприянов. - М.: Легкая индустрия, 1969. - 277 с.

113. ГОСТ 939-88. Кожа для верха обуви. Технические условия. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. - 11 с.

114. ГОСТ 15091-80. Кожа галантерейная. Технические условия. - М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1987. - 14с.

115. Зурабян К. М. Справочник по материалам, применяемым в производстве обуви и кожгалантереи / К. М. Зурабян, Б. Я. Краснов и др. - М.: Shoe-Icons, 2004. -210 с.

116. Ельяшевич Г.К. Ориентационные явления в растворах и расплавах полимеров / Г.К. Ельяшевич, В.Г. Куличихин, С.Г. Куличихин и др. Под ред. А.Я. Малкина, С.П. Папкова. - М.: Химия, 1980. - 278 с.

117. Папков С. П. Полимерные волокнистые материалы / С. П. Папков. - М.: Изд-во Химия, 1986г. - 224 с.

118. Сторе С. Описание поведения бумаги с помощью реологических моделей // Przeglad Papierniczy, 1984. - № 11. - С. 328-384.

119. Фудзии Т. Механика и разрушение композиционных материалов / Т. Фуд-зии, М. Дзако. - М.: Мир, 1967. - 284 с.

120. Казаков Я. В. Характеристики деформативности как основополагающий критерий в оценке качества целлюлозно-бумажных материалов. - Автореф. ... докт. тех. наук. - Архангельск, 2015. - 48 с.

121. Левшина В. В. Формирование структурно-механических свойств бумаги. В.В. Левшина, А.В. Бывшев // Химия растительного сырья. -1999. - №2. - С. 143-148.

122. Дьякова Е.В. Влияние характеристик волокон и их относительного содержания в бумажной массе на деформационные и прочностные свойства тарного картона: дис. канд. техн. наук. - Архангельск, 2004. - 167 с.

123. Сташкявичюс Ю.-А. Ю. Исследование ориентации волокон обувных картонов: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Каунас, изд-во КПИ, 1968. - 18 с.

124. Baum G. A. The elastic properties of paper: a review / Gary A. Baum. - Institute of Paper Chemistry. - Appleton, WI. - 1984. - 22 p.

125. Фляте Д. М. Свойства бумаги / Д. М. Фляте. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Лесн.пром-сть, 1986. - 680 с.

126. Силенко П.Н., Иванов О.А. Механические свойства бумажного листа и методы их качественной и количественной оценки // Известия ВУЗов. Проблемы полиграфии и издательского дела. - Изд-во МГУП, 2000. - № 1-2. - С. 11-20.

127. ГОСТ 9187-74. Картон обувной. Метод определения жесткости и износоустойчивости при статическом изгибе. - М.: Изд-во стандартов, 1987. - 10 с.

128. ГОСТ 9542-89. Картон обувной и изделия из него. Общие технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 1989. - 18 с.

129. ГОСТ 10550-93. Материалы текстильные. Полотна. Методы определения жесткости при изгибе. - Минск: Межгосуд. совет по стадартизации, метрологии и сертификации, 1995. - 10 с.

130. Лукомская А. И. Механические свойства резинокордных систем. - М.: Химия, 1981. - 277 с.

131. Механические свойства тканей. Одноосное растяжение ткани [Электронный ресурс]. - URL: http://www.otkani.ru/property/mecanical property/3.html (Дата обращения 12.07.2019)

132. Типы тканей, применявшихся для пошива обмундирования Красной Армии [Электронный ресурс]. - URL: http://www.rkka.ru/uniform/terms/sukno.htm (Дата обращения 08.07.2018)

133. Чайкин В. А. Основы механики мягких оболочек и тканей / В. А. Чайкин, Е. В. Полякова. - СПб.: изд-во СПГУТД, 2004. - 101 с.

134. Захарова Е. М. Обзор методов многомерной оптимизации // Е. М. Захарова, И. К. Минашина. Информационные процессы. - 2014. - Т. 14. - № 3. - С. 256-274.

135. Васильев Ф. П. Численные методы решения экстремальных задач / Ф. П. Васильев. - М.: Наука, 1988. - 552 с.

136. Мэтьюз Дж. Г. Численные методы. Использование MATLAB/ Дж. Г. Мэтьюз, К. Д. Финк. - М., СПб: "Вильямс", 2001. — 716 с.

137. Бодров В.И. Математические методы принятия решений / В.И. Бодров, Т. Я. Лазарева, Ю. Ф. Мартемьянов. Уч. пособие. - Тамбов: Изд-во Тамб. гос. тех. ун-та, 2004. - 124 с.

138. Аоки М. Введение в методы оптимизации / М. Аоки. - М.: Наука, 1977. - 334

с.

139. Haykin S. Neural Networks: A Comprehensive Foundation / S. Haykin. 2nd ed. -Prentice Hall PTR, NJ, USA, 1998. - 842 p.

140. Wallner J. Self-Intersections of Offset Curves and Surfaces // J. Wallner, T. Sak-kalis, T. Maekawa, H. Pottmann, G. Yu. International Journal of Shape Modeling. - World Scientific Publishing, 2001. - Vol. 7. - No.1. - Pp. 1-21.

141. Hoffmann C. M. Geometric and solid modeling : an introduction / Chr. M. Hoffmann. - San Mateo, Calif.: Morgan Kaufmann, 1989. - 338 p.

142. Lin Ming C. Efficient Collision Detection for Animation and Robotics / Ming C. Lin. USA, Berkeley, CA. Department of Electrical Engineering and Computer Science University of California: 1993. - 159 p.

143. Baraff D. Physically based modeling: principles and practice / D. Baraff, A. Witkin. Online Siggraph '97 course notes. URL: http://www.cs.cmu. edu/~baraff/si gcourse (дата обращения 08.07.2016)

144. Solidworks: документация [Электронный ресурс]. - URL: https://www.soHd-works.com/sw/docs/ (Дата обращения 01.08.2016)

145. Rhinoceros and Grasshopper: документация [Электронный ресурс]. - URL: http: //www. rhino3d. com/resources/ (Дата обращения 01.08.2016)

146. LS-DYNA: теоретическое руководство [Электронный ресурс]. - URL: http://sebastien.thibaud.free.fr/ Logiciels/LSDYNA/PDF/ls-dyna theory manual 2005-beta.pdf (Дата обращения 01.08.2016)

147. Энгелькинг Р. Общая топология / Р. Энгелькинг. Пер. с англ. — М.: Мир, 1986. — 752 с.

148. Seong J.-K. Trimming local and global self-intersections in offset curves or surfaces using distance maps / J.-K. Seong, G. Elber, M.-S. Kim // Computer-Aided Design, 2006. - Vol. 38(3). - Pp. 183-193.

149. Pekerman D. Global Self-Intersection Detection and Elimination in Freeform Curves and Surfaces with Applications in Metamorphosis / D. Pekerman, G. Elber, M.-S. Kim // Computer-Aided Design, 2008. - Vol. 40(2). - Pp. 150-159.

150. Elkadi M. Algebraic Geometry and Geometric Modeling / M. Elkadi, B. Mourrain, R. Piene. - Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2008. - 232 p.

151. Прасолов В.В. Узлы, зацепления, косы и трехмерные многообразия / В. В. Прасолов, А. Б. Сосинский. - М.: МЦНМО, 1997. - 352 с.

152. Haines, E. Point in Polygon Strategies / E. Haines // Graphics Gems IV. Ed. by P. S. Heckbert, Academic Press Professional, Cambridge MA, 1994. - Pp. 24-46.

153. Ильин В. А. Аналитическая геометрия / В. А. Ильин, Э. Г. Позняк. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. — 240 с.

154. Möller T. A fast triangle-triangle intersection test / T. Moller // Journal of Graphics Tools. A. K. Peters, Ltd. Natick MA, USA - 1997. - V. 2, Issue 2. - Pp. 25-30.

155. Lin M. C. Efficient collision detection for animation and robotics / Ming C. Lin. A dissertation... PhD. - University of California, Berkeley, CA. - 1993. - 147 p.

156. Gilbert E. G. A fast procedure for computing the distance between complex objects in three-dimensional space / E. G. Gilbert, D. W. Johnson, S. S., Keerthi // IEEE Journal of robotics and automation. — 1988. - V. 4. - № 2. - Pp. 193 - 203.

157. Розенфельд Б. А. Стереографическая проекция / Б. А. Розенфельд, Н. Д. Сергеева. - М.: Наука, 1973. - 48 с.

158. Лурье А. И. Аналитическая механика / А.И. Лурье. - М.: ГИФМЛ, 1961. -

824 с.

159. Graham R. L. An efficient algorithm for determining the convex hull of a finite planar set / R. L. Graham // Information Processing Letters. - 1972. - V. 1. - Pp. 132-133.

160. Jarvis A. On the identification of the convex hull of a finite set of points in the plane. / A. Jarvis // Information Processing Letters. - 1973. - V. 2. - Pp.18-21.

161. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2016615403 / Исследование пересечения двух выпуклых многогранников («crosshedron») / Усов А.Г. / Опубл. 20.06.2016. Эл. бюлл. «Программы для ЭВМ, базы данных, топологии интегральных микросхем». - 2016, № 6.

162. Sylvester J. J. A question in the geometry of situation / J. J. Sylvester // Quarterly Journal of Mathematics. - 1857. - V.1, - Pp. 79-86.

163. Nasab H. H. A new heuristic algorithm for the planar minimum covering circle problem / H. H. Nasab, M. Tavana, M. Yousefi // Production & Manufacturing Research. -2014. - V. 2, Is. 1. - Pp. 142-155.

164. Усов А.Г. Пересечение многогранников и статистика выпуклых оболочек // J. of Advanced Res. in Tech. Sc. - N. Charleston, USA. - 2017, Is. 5. - P. 39-44.

165. Усов А. Г. Цилиндрический изгиб малорастяжимых листов в устройствах автоматической подачи // Вестник СПГУТД. - 2009. - № 1(16). - С. 57-62.

166. Mahadevan L. Periodic folding of thin sheets / L. Mahadevan, J. B. Keller // SIAM Journal on Applied Mathematics, 1995. V. 55(6) - Pp. 1609-1624.

167. Захаров Ю.В. Нелинейный изгиб тонких упругих стержней / Ю.В. Захаров, К.Г. Охоткин // Прикладная механика и техническая физика. - 2002. - Т.43, № 5. - С. 124-131.

168. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2013660290. Построение цилиндрической формы изгиба тяжелого упругого листа со свисающими краями («bendcyl2») / Усов А.Г. / Опубл. 30.10.2013. Эл. бюлл. «Программы для ЭВМ, базы данных, топологии интегральных микросхем». - 2013, № 4.

169. Усов А. Г. Некоторые принципы моделирования цилиндрической срединной поверхности изгибаемого листа // Вестник СПГУТД. Серия 1. Естественные и технические науки. - 2013, № 3. С. 40-46.

170. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2013660471. Построение цилиндрической формы изгиба тяжелого упругого листа, закрепленного с двух сторон («bendcyl4») / Усов А.Г. / Опубл. 06.11.2013. Эл. бюлл. «Программы для ЭВМ, базы данных, топологии интегральных микросхем». - 2013, № 4.

171. Усов А. Г. Контроль геометрических качеств моделей изгибаемых листов // Вестник Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. - Сер. 1. Естественные и технические науки. - 2016, № 4. С. 89-94.

172. Костюк Ю. Л. Алгоритмы векторизации цветных растровых изображений на основе триангуляции и их реализация / Ю.Л. Костюк, А.Б. Кон, Ю.Л. Новиков // Вестник ТГУ, 2003. - № 280. - С. 275 -280.

173. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВM № 2012612141. Исследование регулярного изгиба тяжелого прямоугольного упругого листа, захваченного по образующей клещевым захватом («bendjaw») / Усов А.Г. / Опубл. 24.02.2012. -Эл. бюлл. «Программы для ЭВM, базы данных, топологии интегральных микросхем». - 2012, № 2.

174. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВM № 2012612140. Исследование регулярной формы изгиба тяжелого прямоугольного упругого листа, захваченного вакуумным захватом в окрестности внутренней точки («bendvac») / Усов А.Г. / Опубл. 24.02.2012. Эл. бюлл. «Программы для ЭВM, базы данных, топологии интегральных микросхем». - 2012, № 2.

175. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВM № 2012612139/ Исследование симметричной формы изгиба тяжелого прямоугольного упругого листа, захваченного тремя струбцинами или вилочным захватом («bendsymfork») / Усов А.Г. / Опубл. 24.02.2012. Эл. бюлл. «Программы для ЭВM, базы данных, топологии интегральных микросхем». - 2012, № 2.

176. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВM № 2016615573 / Mо-делирование симметричной формы изгиба прямоугольного упругого листа между двумя фиксированными образующими («bendvintsym2») / Усов А.Г. / Опубл. 20 .06. 2016. Эл. бюлл. «Программы для ЭВM, базы данных, топологии интегральных микросхем». - 2016, № 6.

177. Korte A. P. Triangular buckling patterns of twisted inextensible strips / A. P. Korte, E. L. Starostin, G. H. M. van der Heijden // Proc. R. Soc. A 2011, № 467, pp. 285-303.

178. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВM № 2012612142. Исследование симметричного изгиба тяжелого круглого упругого листа, закрепленного в круглой области («bendcape») / Усов А.Г. / Опубл. 24.02.2012. - Эл.бюлл. «Программы для ЭВM, базы данных, топологии интегральных микросхем». - 2012, № 2.

179. Cerda E. Conical dislocations in crumpling / E. Cerda, S. Chaieb, F. Melo, L. Ma-hadevan // Nature, 1999, v. 401. P. 46-49.

180. Фихтенгольц T.M. Основы математического анализа. В 2-х ч. / T.M. Фихтен-гольц. Ч. 2. - Санкт-Петербург [и др.]: Лань, 2008. - 463 с.

181. Darboux G. Leçons sur la théorie générale des surfaces / G. Darboux. - Gauthier-Villars, 1887. T. 1, chap. II.

182. Севостьянов Г. Д. О линейности кинематической задачи Дарбу для тела с неподвижной точкой / Г. Д. Севостьянов // Математика. Механика. Сб. науч. тр. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2005. Вып. 7. С. 195 - 198.

183. Кукин Г. Н. Текстильное материаловедение (текстильные полотна и изделия) / Г. Н. Кукин, А. Н. Соловьев, А. И. Кобляков. Учеб. по спец. "Технология тканей и трикотажа" - М. : Легпромбытиздат, 1992. - 272 с.

184. Усов А. Г. Проектирование изделий, получаемых при упругом изгибании нерастяжимого листового материала / А. Г. Усов // Дизайн. Материалы. Технология. -2010. - № 1. - С. 41- 44.

185. Miura K. Method of packaging and deployment of large membranes in space / K. Miura // Proceedings of 31st Congress of International Astronautics Federation (IAF-80-A31 ). Tokyo, Japan, 1980. Pp. 1-10.

186. Tachi T. One-DOF Cylindrical Deployable Structures with Rigid Quadrilateral Panels / T. Tachi // Proceedings of IASS Symposium, Valencia, September, 2009. Pp. 22952305.

187. Yoshimura Y. On the mechanism of buckling of a circular cylindrical shell under axial compression / Y. Yoshimura // N.A.C.A., T.M. 1955, 1390.

188. Усов А.Г. Простейшие модели конического изгиба круглого листа // Известия вузов. Технология легкой промышленности. - 2012, Т. 18, № 4. С. 16-19.

189. Волынский Б. А. Сферическая тригонометрия / Б.А. Волынский. Под ред. Д.Н. Пономарева. - М.: Наука, 1977. - 135 с.

190. Алексеев В. М. Оптимальное управление / В. М. Алексеев, В. М. Тихомиров, С. В. Фомин. - М.: Наука, 1979. - 432 с.

191. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2012612143. Исследование конической симметричной формы изгиба тяжелого круглого упругого листа, закрепленного в центральной точке («bendconcirc») / Усов А.Г. / Опубл. 24.02.2012. -Эл. бюлл. «Программы для ЭВМ, базы данных, топологии интегральных микросхем». - 2012, № 2.

ПРИЛОЖЕНИЕ

«УТВЕРЖДАЮ»

Генеральный директор

Белоэерова В .И.

ООО «Дэма»

«¿У»

А К' I

и проведении апробации методики моделирования фурм текстильных и кожевенных материалов, перемещаемых захватами технологических машин, в производственном процесс« ООО «Дэма»

Мы. нижеподписавшиеся, соискатель Усов А.Г. главный механик ООО «Дэма» Деря Gm и В-Г7-, составили настоящий акт а том, чго методика, математическое и программное обеспечение расчета изгиба текстильных лоскутов, захваченных клещевыми или вакуумным л захватами, прошли апробацию в производственных условиях ООО «Дэма»,

Использование предлагаемой методики и программа го о6с(.'::счсе:им позволяет осуществлять выбор расчетным путем регулировочных характеристик устройств, подающих лоскуты на предварительную обработку или на пошив, с учетом их упругих и гравитационных свойств.

Главный механик

Дерябин ß-Г.

Соискатель

Усов АЛ ,