RU2537122C1 - Способ определения аэродинамической деформации защитных конструкций одежды - Google Patents
Способ определения аэродинамической деформации защитных конструкций одежды Download PDFInfo
- Publication number
- RU2537122C1 RU2537122C1 RU2013119745/12A RU2013119745A RU2537122C1 RU 2537122 C1 RU2537122 C1 RU 2537122C1 RU 2013119745/12 A RU2013119745/12 A RU 2013119745/12A RU 2013119745 A RU2013119745 A RU 2013119745A RU 2537122 C1 RU2537122 C1 RU 2537122C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- deformation
- aerodynamic
- clothes
- protective structures
- protective clothing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области швейного материаловедения, в частности к способу исследования процессов деформации защитных конструкций одежды под действием аэродинамической нагрузки. Способ определения аэродинамической деформации защитных конструкций одежды заключается в том, что объемно-упругие защитные конструкции одежды представляются моделью цилиндра и помещаются в дозвуковую аэродинамическую трубу с низкотурбулентным потоком воздуха и рабочей зоной, выполненной из прозрачного материала. Деформация объемно-упругих защитных конструкций одежды, происходящая под воздействием воздушного потока, фиксируется в рабочей зоне аэродинамической трубы с помощью цифровой фотосъемки, с последующей обработкой результатов с использованием программных продуктов. Заявленное изобретение позволит обеспечить исследование аэродинамической деформации защитной конструкции одежды в лабораторных условиях и прогнозирование теплового состояния человека в реальных условиях на основе полученных экспериментальных сведений, снизить стоимость при испытаниях, сократить время проведения испытаний, повысить точность экспериментальных результатов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области швейного материаловедения, в частности к способу исследования процессов деформации защитных конструкций одежды под действием аэродинамической нагрузки.
Защитная конструкция одежды предназначена для обеспечения тепловой защиты человека в неблагоприятных условиях среды, от ее свойств зависит тепловое состояние человека. Защитная конструкция одежды представляет собой объемно-упругую оболочку, имеющую допустимую толщину δ=0,02-0,06 м и состоящую из слоев: ткань верха, объемно-упругий утеплитель и подкладка. Объемно-упругая защитная конструкция одежды под воздействием аэродинамической нагрузки деформируется, что влечет за собой изменение свойств одежды.
Из патентной литературы в области экспериментальной аэродинамики известны способы и устройства для определения аэродинамических характеристик, применяемые для изучения воздействия потока газа (в большинстве случаев воздуха) на обтекаемый объект - самолет, автомобиль, корабль, мост, здание и др., а также экспериментального изучения аэродинамических явлений (патент RU 2407998 C2, 27.12.2010; патент RU 2460982 C1, 10.09.2012; патент US 6820477 B2, 23.11.2004).
Перечисленные способы и установки характеризуются высоким уровнем технической сложности, материалоемкости конструкции, имеют ограниченную область испытаний.
В швейном материаловедении для определения деформационных свойств текстильных материалов и изделий из них известен стандартный метод определения толщины путем сжатия образца при постоянном давлении в течение определенного времени воздействия нагрузки (ГОСТ 12023-2003. Материалы текстильные и изделия из них. Метод определения толщины. Введен 01.12.2005 - М.: Стандартинформ, 2005. С 3-8). Однако известный способ не позволяет определить изменение толщины объемно-упругой защитной конструкции одежды как следствие воздействия аэродинамической нагрузки.
Известен способ определения деформационных свойств объемных теплоизоляционных материалов и готовых образцов (патент RU 2231788 C1, 27.06.2004). Способ заключается в определении изменений параметров исследуемых образцов при сжатии их составным пуансоном, состоящим из центрального и наружного пуансонов, а испытания проводятся последовательно: сначала центральный пуансон нагружают усилием F1, затем наружный пуансон нагружают усилием F2, обеспечивающим равенство осадки под центральным и наружным пуансонами. Способ позволяет определить величину осадки центрального пуансона и исходную высоту образца при заданных значениях усилия F1. К недостатку способа относится невозможность его использования для определения изменения толщины объемно-упругой защитной конструкции одежды как следствия воздействия аэродинамической нагрузки.
Известен способ определения миграции волокон утеплителя через пакет одежных материалов (патент SU 1716437 A1, 28.02.1989), заключающийся в формировании многослойного пакета, в виде полого цилиндра, состоящего из материалов подкладки, утеплителя и верха и размещении его на цилиндрической оправке из диэлектрического материала. Подготовленный таким образом образец помещают в замкнутую камеру со стенками из диэлектрического материала и подвергают неориентированному механическому воздействию. К недостатку способа относится невозможность его использования для определения изменения толщины объемно-упругой защитной конструкции одежды как следствия воздействия аэродинамической нагрузки.
Наиболее близким техническим решением является способ и устройство для определения конвективного теплообмена и скорости испарения влаги в системе человек-одежда-окружающая среда (патент RU 2205403 C1, 27.05.2003). Способ заключается в том, что для определения конвективного теплообмена и скорости испарения влаги в системе человек-одежда-окружающая среда используют измерительное устройство, оснащенное аэродинамическим приспособлением с воздухозаборниками, оснащенными приборами для измерения расхода, температуры и влажности воздуха до и после контакта с поверхностью теплообмена. Устройство включает в себя физическую модель элемента тела человека, выполненную в виде вертикального цилиндра, установленного в центре аэродинамического приспособления. Известным способом определяют конвективный теплообмен, скорость и интенсивность испарения влаги с поверхности, моделирующей элемент тела человека. Однако данный способ не позволяет определить изменение толщины объемно-упругой защитной конструкции одежды как следствие воздействия аэродинамической нагрузки.
Анализ существующих методов (Недина В.Т., Сухарев М.И., Филиппов П.А. Исследование аэродинамических свойств текстильных материалов. // Известия вузов. Технология текстильной промышленности. - 1983. - №1 (151). - С.15-18; Патрашев А.Н. Гидромеханика. М.: Военно-морское издательство Военно-морского министерства союза ССР, 1953. - С.637-705; Stolwijk, J.R. A mathematical model of Physiological temperature regulation in man // Washington: Nat. Aeronaut and Space Admin, 1971. - P.23-31) по исследованию особенностей обтекания тела человека в одежде,показал, что определение силового воздействия потока воздуха на поверхность одежды целесообразно проводить на основе изучения силовых характеристик цилиндра с оболочками из пакета материалов в условиях однородного воздушного потока малых дозвуковых скоростей. В большинстве моделей имитация тела человека представляется цилиндром или набором геометрических тел.
Известна концепция геометрической идеализации тела человека Столвийка (Stolwijk J.R. A mathematical model of Physiological temperature regulation in man // Washington: Nat. Aeronaut and Space Admin, 1971. - P.23-31; Бринк И.Ю., Лебедева Е.О. Исследование воздействия ветра на пакеты теплозащитной одежды // Швейная промышленность, №3. 2005. - С.34-36.).
В настоящем способе предлагается использовать модельное представление туловища человека в виде цилиндра как характерную часть тела, в наибольшей степени определяющую его тепловой баланс, поверх которого имеется равномерный слой защитной конструкции одежды.
В основу способа положена задача исследования аэродинамической деформации при обтекании образца цилиндрической модели объемно-упругой защитной конструкции одежды дозвуковым потоком воздуха. Величина деформации определяется как изменение толщины образца под воздействием аэродинамической нагрузки.
Задачей настоящего технического решения является исследование аэродинамической деформации объемно-упругих защитных конструкций одежды и повышение объективности результатов определения путем приближения условий испытаний к эксплуатационным.
Техническим результатом изобретения является возможность исследования аэродинамической деформации объемно-упругих защитных конструкций одежды в лабораторных условиях и прогнозирование теплового состояния человека в реальных условиях на основе полученных экспериментальных сведений, повышение точности экспериментальных результатов, снижение стоимости при испытаниях и сокращение времени проведения испытаний.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения аэродинамической деформации защитных конструкций одежды, включающем определение деформации объемно-упругих защитных конструкций одежды путем обдува образца в дозвуковой аэродинамической трубе с низкотурбулентным потоком воздуха, деформация объемно-упругих защитных конструкций одежды, происходящая под воздействием воздушного потока, фиксируется в рабочей зоне аэродинамической трубы с помощью цифровой фотосъемки, с последующей обработкой результатов с использованием программных продуктов.
Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что образец объемно-упругих защитных конструкций одежды представляется в виде полого цилиндра (тора), исходя из модельного представления тела человека, покрытого равномерным слоем защитной конструкции одежды в виде цилиндра.
Предложенная модель поясняется фиг.1. Геометрические характеристики цилиндрической модели защитной конструкции одежды определяются его высотой h, м, внешним R, м и внутренним R0, м радиусами. Разность между внешним и внутренним радиусами представляет толщину δ такого цилиндра, то есть δ=R-R0, м; 1 - внешняя оболочка образца из покровной ткани, 2 - внутренняя оболочка образца из подкладочной ткани, 3 - объемный утеплитель.
Обработка результатов заключается в получении данных об изменении толщины образца на различных его участках. За изменение толщины образца принимается изменение геометрии торцевой поверхности образца цилиндрической модели объемно-упругой защитной конструкции одежды, контуры которой снимаются с фотоснимков в графическом редакторе. Полученные контуры торцевой поверхности, изображенные на фиг.2, представляют сечение образцов цилиндрической модели в горизонтальной плоскости. С помощью программного продукта измеряют расстояние между двумя точками образца, то есть его толщину. Измерения проводятся с точностью до 0,001 м.
Предлагаемый способ опробован в лабораторных условиях.
Заявленное изобретение позволит обеспечить исследование аэродинамической деформации защитной конструкции одежды в лабораторных условиях и прогнозирование теплового состояния человека в реальных условиях на основе полученных экспериментальных сведений, снизить стоимость при испытаниях, сократить время проведения испытаний, повысить точность экспериментальных результатов.
Источники информации
1. Патент RU 2407998 C2, 27.12.2010.
2. Патент RU 2460982 C1, 10.09.2012;
3. Патент US 6820477 B2, 23.11.2004;
4. ГОСТ 12023-2003. Материалы текстильные и изделия из них. Метод определения толщины [Текст]. - М.: Стандартинформ, 2005. 11 с.
5. Патент RU 2231788 C1, 27.06.2004.
6. Патент SU 1716437 Al, 28.02.1989.
7. Патент RU 2205403 C1, 27.05.2003.
Claims (2)
1. Способ определения аэродинамической деформации защитных конструкций одежды, включающий определение деформации объемно-упругих защитных конструкций одежды путем обдува образца в дозвуковой аэродинамической трубе с низкотурбулентным потоком воздуха, отличающийся тем, что деформация объемно-упругих защитных конструкций одежды, происходящая под воздействием воздушного потока, фиксируется в рабочей зоне аэродинамической трубы с помощью цифровой фотосъемки, с последующей обработкой результатов с использованием программных продуктов.
2. Способ определения аэродинамической деформации защитных конструкций одежды по п.1, отличающийся тем, что образец объемно-упругих защитных конструкций одежды представляется в виде полого цилиндра, при этом геометрические характеристики цилиндрической модели защитной конструкции одежды определяются его высотой h, м, внешним R, м и внутренним R0, м радиусами, причем разность между внешним и внутренним радиусами представляет толщину δ такого цилиндра, то есть δ=R-R0, м, при этом величину аэродинамической деформации определяют как толщину δ образца под действием аэродинамической нагрузки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013119745/12A RU2537122C1 (ru) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | Способ определения аэродинамической деформации защитных конструкций одежды |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013119745/12A RU2537122C1 (ru) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | Способ определения аэродинамической деформации защитных конструкций одежды |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013119745A RU2013119745A (ru) | 2014-11-10 |
| RU2537122C1 true RU2537122C1 (ru) | 2014-12-27 |
Family
ID=53287579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013119745/12A RU2537122C1 (ru) | 2013-04-26 | 2013-04-26 | Способ определения аэродинамической деформации защитных конструкций одежды |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2537122C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4115088A1 (de) * | 1991-05-06 | 1992-11-12 | Ver Energiewerke Ag | Vorrichtung zum pruefen von koerperschutzmitteln auf spannungsdurchschlagfestigkeit |
| RU2205403C1 (ru) * | 2002-06-06 | 2003-05-27 | Орловский государственный технический университет | Способ и устройство для определения конвективного теплообмена и скорости испарения влаги в системе "человек - одежда - окружающая среда" |
| RU2288476C1 (ru) * | 2005-03-14 | 2006-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Способ визуализации течения газа или жидкости на поверхности объекта |
| RU104315U1 (ru) * | 2010-12-07 | 2011-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановская государственная текстильная академия" (ИГТА) | Устройство для испытания деформационных свойств текстильных полотен при многоосных нагрузках |
-
2013
- 2013-04-26 RU RU2013119745/12A patent/RU2537122C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4115088A1 (de) * | 1991-05-06 | 1992-11-12 | Ver Energiewerke Ag | Vorrichtung zum pruefen von koerperschutzmitteln auf spannungsdurchschlagfestigkeit |
| RU2205403C1 (ru) * | 2002-06-06 | 2003-05-27 | Орловский государственный технический университет | Способ и устройство для определения конвективного теплообмена и скорости испарения влаги в системе "человек - одежда - окружающая среда" |
| RU2288476C1 (ru) * | 2005-03-14 | 2006-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") | Способ визуализации течения газа или жидкости на поверхности объекта |
| RU104315U1 (ru) * | 2010-12-07 | 2011-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановская государственная текстильная академия" (ИГТА) | Устройство для испытания деформационных свойств текстильных полотен при многоосных нагрузках |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013119745A (ru) | 2014-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103852383B (zh) | 基于温度应力试验的同条件模拟养护试验方法及反演模拟养护试验方法及系统 | |
| Muc et al. | Fatigue damage growth monitoring for composite structures with holes | |
| CN108333089B (zh) | 一种透气性分析方法、系统和透气性测试装置 | |
| Le et al. | Thermal interaction of a circular plate-ring structure using digital image correlation technique and infrared heating system | |
| Nguyen et al. | Multiphase flow simulation of water-entry and-exit of axisymmetric bodies | |
| ES2731931T3 (es) | Proyectil sólido sin estructura de estabilización para pruebas de impactos de pájaros constituido por un gel que comprende glicerina | |
| Pyo et al. | Prediction of time-dependent swelling of flexible polymer substrates using hygro-mechanical finite element simulations | |
| RU2537122C1 (ru) | Способ определения аэродинамической деформации защитных конструкций одежды | |
| Shojaeifard et al. | Finite deformation swelling of a temperature-sensitive hydrogel cylinder under combined extension-torsion | |
| Wibowo et al. | An investigation into the use of GAMA water tunnel for visualization of vortex breakdown on the delta wing | |
| Pagani et al. | Static and dynamic testing of a full-composite VLA by using digital image correlation and output-only ground vibration testing | |
| Lingling et al. | Deformation behavior of non-rigid airships in wind tunnel tests | |
| Choi et al. | Crack density in bloodstains | |
| Cherkashina et al. | Soft reduction of a cast ingot on the incomplete crystallization stage | |
| CN107843552A (zh) | 推进剂吸湿后填料粒子与基体界面脱湿的定量检测方法 | |
| CN110110443A (zh) | 一种用于快速检验单根电缆水平燃烧特性的仿真方法 | |
| CN111735728B (zh) | 一种减振涂层力学性能识别方法及装置 | |
| Meritt et al. | A Summary of AFOSR BOLT II Direct Wall Shear Stress Measurements | |
| CN104614109B (zh) | 非接触测力装置及方法 | |
| Jurgschat et al. | Experimental Investigation of Moisture Induced Offset Drifts on Plastic Packaged MEMS Sensor Devices | |
| Downey et al. | Experimental study of thin film sensor networks for wind turbine blade damage detection | |
| Szymiczek et al. | Simulation diagnostics of the polyester-glass pipes degradation process; experimental basis | |
| Marcelo et al. | Tensile Stress Measurement Applied in Small Rockets Fins Using Force Gauges in the Quarter Bridge Method | |
| Zhang et al. | Simulation study on the deflection response of the 921A steel thin plate under explosive impact load | |
| Nan | Methods of drag force measurement in wind tunnels |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150427 |