Прохоров В.Т. Особенности защиты человека от воздействия низких температур

Подождите немного. Документ загружается.

331

тальных исследований можно создать методику расчета динамической

прибавки на свободное облегание (см. табл. 3.6.).

Таким образом, из данных таблицы 3.6 искомой является вели-

чина прибавки на толщину пакета материалов, которая должна быть

рассчитана в рамках специализированного блока САПР теплозащит-

ной одежды на основе разработанной математической модели систе-

мы «человек - одежда - окружающая среда». Получив эти данные,

конструктор может непосредственно приступать к определению деко-

ративных прибавок, не затрачивая время на расчет необходимого зна-

чения прибавок для необходимого условия эксплуатации теплозащит-

ного изделия.

Т а б л и ц а 3.6

Расчет динамической прибавки на свободное облегание

∆

т.м.i

мин

Наименование

размерного

признака

см

2 Обхват груди 3,8 8,0

2πδ

11,8+ 2πδ

4 Обхват бедер 2,0 8,0

2πδ

10,0+ 2πδ

5 Обхват плеча 2,7 3,0

2πδ

5,7+2πδ

6 Обхват бедра 1,5 4,0

2πδ

5,5+2πδ

7 Обхват голени 3,3 1,8

2πδ

5,1+2πδ

Для решения поставленной задачи на основе использования

математических положений, представленных выше, был разработан

алгоритм автоматизации процесса расчета прибавки на толщину паке-

332

та материалов и, соответственно, полной конструктивной прибавки на

свободное облегание к участку конструкции. Все языковые конструк-

ции были портированы в среду визуальной разработки «Borland С

Builder 5.0». Общий алгоритм работы представлен на рис. 3.12.

Конец

Чтение и инициализация

данных

Установка и настройка температур модели

(на частях тела человека и окр. среды)

Определение теплового состояния

человека

Установка параметров материала

и окружающей среды

Автоматический расчет толщины

материала

Математическое моделирование и расчет

параметров прибавок для конструкции

Изменены установки

или выход

Вывод полученных

данных

Начало

Смена

установок

Выход

Рис. 3.12. Главный алгоритм программного обеспечения расчета

параметров слоев теплоизоляции человека

Реализация математической модели 2-го уровня позволяет с

учетом асимметричной топографии теплопродукции человека рассчи-

тать конструктивные данные, необходимые для проектирования теп-

лозащитного костюма. С этой целью было разработано программное

обеспечение по реализации данной модели, рабочий интерфейс кото-

рой представлен на рис. 3.13.

333

Рис. 3.13. Рабочий интерфейс программы расчета параметров

слоев теплоизоляции человека

Для реализации программного обеспечения был использован

математический аппарат символьного решения задач – «Maple 7.0».

Исходными данными для программного блока проектирования

являются: геометрические параметры туловища человека, материал,

из которого будет создано изделие, климатические условия окружаю-

щей среды (скорость ветра, температура окружающей среды), в кото-

рой предполагается эксплуатация новой модели теплозащитной одеж-

ды, вид выполняемых работ, учитывающий соответственные энерго-

334

затраты человека, что является непосредственным показателем для

расчета параметров теплоизоляционных слоев. Выходными данными

рабочего блока данной программы является перечень значений конст-

руктивных прибавок, используемым в дальнейшем для автоматизиро-

ванного проектирования одежды.

Т а б л и ц а 3.7

Корреляционная связь конструктивных переменных участков

конструкции одежды

Обозначение

переменной

к конструк-

тивному

участку

Корреляционная

связь

конструктивных

переменных

Участок конструкции

1 2 3

X1 Х1=Х3 Расстояние от шейной точки до низа изделия

Х2 Х2=Х3=Х1

Расстояние от шейной точки до линии лопа-

ток

по вертикали

Х3 Х3=Х1

Расстояние от шейной точки до линии обхва-

та груди

Х4 Х4=Х3=Х1 Расстояние от шейной точки до линии талии

Х6 Дт*0.274*Х3

Ширина спинки (от средней линии спинки до

вертикали, ограничивающей ширину проймы,

по горизонтали), (Дт=0.118- динамическая

прибавка по тулов.)

Х7 Дт*0.446*Х3 Ширина проймы

Х8 Дт*0.28*Х3

Ширина переда (от средней линии переда до

вертикали, ограничивающей пройму справа,

по горизонтали)

335

Х12 0.39*Х8

Расстояние от линии талии до линии низа по

переду

Х13 0.67*Х6

Расстояние от плечевой точки по пройме

спинки до линии глубины проймы по верти-

кали

Х14 0.69*Х8 высота горловины спинки

Х15 0.43*(Х8+Х6+Х7)

величина углубления проймы по вертикали,

прибавка на свободу проймы

Х27 0.196*Х6 ширина горловины спинки

Х32 0.5*Х6

расстояние от средней линии спинки до по-

ложения основания шеи сбоку на линии гру-

ди

Х45 0.5*Х8

Расстояние от средней линии переда до по-

ложения центра груди на линии талии

Х47 0.154*Х8 Расстояние от линии талии до центра груди

Х49 =Х45

Расстояние от средней линии переда до по-

ложения центра груди на линии груди

Х52 =Х8

Расстояние от центра груди до вершины

горловины переда

Х54 0.58*Х8 Глубина горловины переда

Х_1 Дп*2*3.14 δ

пл

Обхват плеча

Х_2 Дб*2*3.14 δ

пл

Обхват бедра

Х_3 Ди*2*3.14 δ

пл

Обхват икры

В результате математического моделирования системы появля-

ется возможность получить значения габаритных прибавок, которые

являются базовыми для получения ряда производных конструктивных

переменных, определяющих габариты и контуры деталей конструкции

[23,24,25]. Для получения коэффициентов корреляции в чертеже кон-

струкции между базовыми и требуемыми производными величинами

прибавок были проведены дополнительные исследования. С этой це-

336

лью изучены пропорции конструктивных участков чертежей изделий

рассматриваемого ассортимента, ранее проверенные на предмет ста-

тического и общего динамического соответствия типовой фигуре, со-

ответствующей проектируемому размеру. На первом этапе подлежали

обмеру 10 конструкций одежды, в результате чего была выявлена

ошибка измерений,

, превышающая установленную величину до-

пускаем погрешности инженерных замеров,

5,0

εε

мм. На основе это-

го был рассчитан объем достоверной выборки, которую составили

описанные выше типы конструкций мужских курток, равный 28 из-

мерениям.

В результате измерений основных участков построения (опре-

деляемых методикой ЕМКО СЭВ) были определены коэффициенты

корреляции конструктивных переменных по данным участкам, пред-

ставленные в таблице 3.7. Соотношение прибавок к конструктивным

участкам, характерным для чертежей верхней одежды, с принятыми

конструктивными переменными для дальнейших расчетов, представ-

лено в таблице 3.7.

337

Рис. 3.14. Диалоговое окно программы с готовыми результатами

математического моделирования

На рис. 3.14 представлен интерфейс рабочего блока получения

выходных результатов расчета конструктивных исходных данных на

основе математического моделирования системы «человек - одежда -

окружающая среда».

Вместе с установкой температурных значений в математиче-

скую модель вводятся значения, позволяющие определить тепловое

состояние человека и параметры утеплителя, используемого в проек-

тируемой конструкции (рис. 3.15). Перечислены основные параметры

модели при расчете температурного поля. Пользователем указывают-

ся параметры и характеристики окружающей среды, теплофизические

свойства материала, который планируется применить для данных ус-

338

ловий, а также вид деятельности человека, его тепловые потери и до-

полнительные параметры, такие как вес, средняя температура кожи

(автоматически) и другие.

Рис. 3.15. Диалоговое окно программы для установки тепловых

параметров модели и характеристик утепляющего материала

При расчете используются не только вид работы человека, но и

его вес, скорость ветра и часы пребывания в рассматриваемых усло-

виях.

В результате моделирования конструктор получает значения

339

прибавок, необходимых для построения новой модели. Данные значе-

ния могут быть использованы в любой методике проектирования оде-

жды, а значит и в любом программном комплексе САПР одежды.

Используя полученные конструктивные переменные как ис-

ходную информацию для САПР теплозащитной одежды, разработана

защитная куртка, предназначенная в зависимости от установленных

параметров конструкции для эксплуатации при следующих значениях

температуры: -50°С, -20°С и 0°С. Величина Х12 может быть изменена

в зависимости от желаемой длины модели. Эскиз специальной куртки

представлен на рис. 3.16, а эскиз проектируемой модели полукомби-

незона на рис. 3.17.

При разработке конструкций изделий была использована

САПР одежды «Novo-cut» немецкого производителя. Все номера оп-

ределены согласно с САПР «Novo-cut», однако привязка параметров к

ЕМКО СЭВ позволяет применить полученные значения и в других

САПР, использующих подобные методы проектирования изделия.

340

Рис. 3.16. Эскиз теплозащитной куртки

Рис. 3.17. Эскиз теплозащитного полукомбинезона