LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Легка промисловість → Розвиток наукових основ створення низькомодульної технології рідинної обробки ниток у пакуваннях

шарів у тілі пакування. Цей цикл є вкладеним відносно другого циклу з керуючою змінною l(0...n), де n – частота обертання тіла пакування, завдання якого в п'ятьох точках дозволяє одержати дані про характер залежності параметрів структури від величини відцентрової сили.

В даному розділі також розроблена підсистема обробки й візуалізації результатів комп'ютерного моделювання, що обумовлено відносно великим їхнім обсягом. Так, наприклад, для побудови графіка розподілу слідів траєкторії навівання нитки в перетині тіла пакування із числом шарів 120, прошарків — 75, у кожному з яких компоненти траєкторії перетинаються із січною площиною 5...6 разів, кількість точок досягає 50 тисяч при загальній кількості параметрів, переданих на вихід, 48. Розмір файлу даних текстового формату, що містять цю інформацію, досягає 10 мегабайт і більше. Підсистема включає алгоритми візуалізації розподілу слідів витків у перетині тіла пакування, розподілу слідів по ділянках у площині перетину пакування, розподілу щільності й інших параметрів по радіусу пакування, а також пошарової зміни параметрів міжвиткової взаємодії. За результатами виконаних вище досліджень побудована загальна схема комп'ютерної моделі процесу формування пакування, що має дворівневу структуру й складається з ядра і його розширення (рис. 10). Її практичне використання розглянуте в наступному розділі.

У п'ятому розділіздійснено постановку комп'ютерного експерименту й аналіз одержаних результатів. Для цього всі алгоритми, розглянуті в розділі 4, реалізовані у вигляді спеціально написаних пакетів програм.

Перший пакет містить дві основні програми ядра моделі й призначений для відтворення процесу формування на стадії намотування циліндричного пакування на циліндричній основі за допомогою мотального барабанчика постійного кроку.

Призначення другого пакета полягає в обробці й візуалізації тих даних, які напрацьовує ядро моделі в процесі комп'ютерного експерименту.

Робота третього пакета відтворює процес зміни структури пакування в полі відцентрових сил.

Мета розділа полягає в одержанні даних, необхідних для створення принципово нової технології рідинної обробки ниток у пакуваннях, яка базується на використанні відцентрових сил.

В ході комп'ютерного експерименту здійснено моделювання структури пакування з метою дослідження впливу чотирьох факторів — початкового натягу t, кута розкладки b, лінійної густини нитки Т і початкового радіуса намотування r0, — кожний з яких піддавали варіюванню на трьох рівнях. Результати комп'ютерного експерименту являють собою набір графічних залежностей: візуалізації розподілу слідів траєкторії нитки в перетині пакування; пошарового розподілу параметрів міжвиткової взаємодії; гістограм частот розподілу слідів по ділянках перетину пакування; розподілу маси нитки, обсягу й щільності шарів у радіальному напрямку тіла пакування, а також графіків зміни середньої густини тіла пакування при зміні досліджуваного параметра.

Результати моделювання впливу попереднього натягу нитки на структуру пакування одержані для наступних умов: рівні варіювання натягу нитки t = 0,03; 0,05; 0,10 Н; лінійна густина нитки Т = 29,4 2 г/км; кут розкладки нитки b = 0,209 рад; початковий радіус пакування r0 = 4510–3 м; кількість шарів u = 120; початкова кількість прошарків m0 = 75; коефіцієнт тертя й зчеплення витків k = 0,004; коефіцієнти апроксимуючих залежностей: a1 = –0,784; b1 = 0,228; c1 = 1,037; a2 = –0,024; b2 = –12,752; c2 = 0,024; a4 = –0,224; b4 = –4,140; c4 = 0,821.

Одержані дані піддані аналізу й оцінці як з позиції адекватності моделі реальній структурі пакування, так і з позиції вибору параметрів намотування, найбільш сприятливих для рідинної обробки. Встановлено, що форма кривих пошарової зміни параметрів міжвиткової взаємодії (рис. 11), для яких існують аналоги в літературних джерелах, — тиску між шарами, тиску на патрон, радіального переміщення, підсумкового натягу, — добре з ними погоджуються. Це підтверджує адекватність реальному процесу тієї частини алгоритму комп'ютерної моделі, яка призначена для обчислення параметрів міжвиткової взаємодії.

Методом комп'ютерного моделювання вперше одержані графічні залежності, що відображають пошаровий розподіл маси, обсягу й щільності шарів, а також залежність середньої густини намотування пакування від величини початкового натягу нитки (рис. 12). Характер кривих підтверджує коректність роботи моделі в режимі варіювання початкового натягу нитки у межах тих обмежень, які були зроблені при побудові моделі. Аналогічні висновки були зроблені при варіюванні кута розкладки b, лінійної густини нитки Т і початкового радіуса намотування r0.

Результати роботи ядра комп'ютерної моделі послужили основою для моделювання зміни розподілу слідів нитки в радіально-осьовому перетині тіла пакування у полі відцентрових сил. На рис. 13 представлено візуальну картину розподілу для трьох значень кутової швидкості обертання: w = 0; 157; 262 рад/с.

Одержані також графічні залежності зміни пошарового розподілу параметрів міжвиткової взаємодії в полі відцентрових сил від кутової швидкості обертання тіла пакування для п'яти її значень: w = 0; 105; 157; 210; 262 рад/с.

Графіки залежностей пошарового розподілу маси нитки, обсягу шарів, щільності шарів і залежність середньої об'ємної густини намотування пакування від кутової швидкості обертання представлені на рис. 15.

Всі дані рис. 11 – 15 свідчать про істотну зміну структури пакування в полі відцентрових сил у сприятливому для результатів рідинної обробки напрямку.

Вперше установлено, що в полі відцентрових сил для частини периферійних шарів відбувається інверсія напрямку дії зусилля міжвиткового тиску, абсолютне значення якого зростає з ростом кутової швидкості обертання, а в шарах на межі області інверсії міжвитковий тиск практично відсутній (рис. 14).

Вперше установлена відсутність поперечної деформації нитки в контактних площадках перетинання витків у шарах з нульовим зусиллям міжвиткового тиску, про що свідчить ріст відносного поперечного розміру нитки в цих шарах практично до одиниці (рис. 14).

Вперше встановлено наявність протяжного максимуму відносного поперечного розміру нитки зі значенням не менш 0,95 в інтервалі відносних радіусів 1,5...2,0, а на рівні поперечного розміру нитки 0,8 інтервал зростає до 1,40...2,27 при максимальному відносному радіусі тіла пакування 2,5 (рис. 14).

Вперше методом комп'ютерного моделювання одержана залежність зміни середньої щільності пакування від кутової швидкості обертання в межах 0...262 рад/с, з якої видно, що середня густина тіла пакування в цьому інтервалі швидкостей обертання зменшується з 360 кг/м3 до 260 кг/м3, тобто на 27,8 % (рис. 15).

Це забезпечує вільний доступ потока обробного розчину в структуру пакування