Riabchykov, М.
(2025).
Improving the consumer properties of compression knitwear with a given pressure based on modelling of nonlinear deformations.
Commodity Bulletin,
18(1),
96-104.
https://doi.org/10.62763/cb/1.2025.96
ISSN 2310-5283
e-ISSN 3041-1432
УДК 67; 68; 33
Покращення споживних властивостей компресійного трикотажу із заданим тиском на основі моделювання нелінійних деформацій
Отримано 25.11.2024, Доопрацьовано 22.03.2025, Прийнято 24.04.2025
Анотація
Стаття присвячена актуальній проблемі забезпечення раціональних параметрів компресійних текстильних виробів, які впливають на якісні характеристики їх функціонування. Метою даної роботи було обґрунтування методів конструювання компресійного одягу з урахуванням індивідуальних особливостей будови тіла людини, анізотропії матеріалів, відхилень від лінійних законів деформації та великих деформацій, значення яких є порівняними з геометричними розмірами. Було розроблено дискретно-неперервну модель, яка представляє умовно неперервний компресійний текстильний матеріал у вигляді комірок, елементи яких мають певні характеристики, визначені на основі макроекспериментів. Індивідуальна геометрія тіла людини визначалася методами 3D-сканування. Використання структурної моделі дозволило створити лекало, що забезпечує заданий тиск на тіло людини. Запропонований підхід дозволив створювати викрійки компресійного одягу з урахуванням заданого тиску на тіло людини. Створена дискретна модель для моделювання текстилю використовувала додаткові структурні елементи, які дозволили враховувати опір матеріалу до зсувних напружень та анізотропію текстильного матеріалу. Відхилення від лінійного закону деформації текстильного матеріалу забезпечувалося характеристиками структурних елементів. Значні деформації виробу враховувалися при складанні системи нелінійних рівнянь. Експериментальні дослідження підтвердили адекватність отриманих результатів. Запропонована модель вперше дозволила врахувати всі реальні ефекти при деформації текстильних матеріалів, що забезпечило адекватність результатів у процесі створення компресійного одягу. Отримані результати дозволяють створювати компресійні текстильні вироби із заданими параметрами тиску вздовж довжини
Ключові слова:
медичні текстильні матеріали; компресійний текстиль; дискретна модель; конструювання лекал; 3D-поверхня
ЦИТУВАТИ
699 Переглядів
Використані джерела
[1] Bourne, K.M., et al. (2021). Compression garment reduces orthostatic tachycardia and symptoms in patients with postural orthostatic tachycardia syndrome. Journal of the American College of Cardiology, 77(3), 285-296. doi: 10.1016/j.jacc.2020.11.040.
[2] Buset, C.S., et al. (2021). Compression stocking with 100% donning and doffing success: An open label randomised controlled trial. European Journal of Vascular & Endovascular Surgery, 61(1), 137-144. doi: 10.1016/j.ejvs.2020.09.027.
[3] Datta, D.B., & Seal, P. (2022). Innovation and technology of knitted intimate apparels. In Advanced knitting technology (pp. 307-344). Manchester: The Textile Institute. doi: 10.1016/B978-0-323-85534-1.00018-0.
[4] Grycuk, S., & Mrozek, P. (2023). Finite element model of scoliosis brace with increased utility characteristics. Applied Sciences, 13(24), article number 13273. doi: 10.3390/app132413273.
[5] Haworth, L., May, K., Janssen, J., Selfe, J., & Chohan, A. (2022). The impact of breast support garments on fit, support and posture of larger breasted women. Applied Ergonomics, 101, article number 103701. doi: 10.1016/j.apergo.2022.103701.
[6] Ho, C., Kim-wai Sum, R., & Yang, Y. (2024). Effects of stiffness-altered sport compression garments on lower-limb biomechanics in cutting maneuvers. Journal of Biomechanics, 175, article number 112292. doi: 10.1016/j.jbiomech.2024.112292.
[7] Jing, Z., & Hua, Z.M. (2021). Research on the fit raglan sleeve based on the armhole depth and the connection point between body and sleeve. International Journal of Clothing Science and Technology, 33(5), 774-795. doi: 10.1108/IJCST-07-2020-0105.
[8] Kankariya, N. (2022). Material, structure, and design of textile-based compression devices for managing chronic edema. Journal of Industrial Textiles, 52. doi: 10.1177/15280837221118844.
[9] Kyzymchuk, O., Melnyk, L., & Arabuli, S. (2020). Study of elastic warp knitted bands: Production and properties. Tekstilec, 63(2), 113-123. doi: 10.14502/Tekstilec2020.63.113-123.
[10] Lee, H., Kim, K., & Lee, Y. (2020). Effect of compression pants on EEG spectrum. International Journal of Clothing Science and Technology, 32(2), 197-207. doi: 10.1108/IJCST-03-2019-0031.
[11] Lee, J., & Do, W. (2023). Clothing pressure analysis of commercial women’s leggings for applying medical compression classes. Fashion and Textiles, 10, article number 8. doi: 10.1186/s40691-022-00324-6.
[12] Li, X., Tian, M., He, J., Di, J., Zhang, A., & Qin, X. (2022). Simulation evaluation of knitted mesh structure using morphological operations. Journal of Engineered Fibers and Fabrics, 17. doi: 10.1177/15589250221117215.
[13] Long, W., Zhu, C.-L., Ying, B.-A., & Qi, J. (2021). Simulation model of sports bra and breast contact in walking state based on finite element сo-simulation. In Y. Li, X. Zeng & T. Li (Eds.), 14th textile bioengineering and informatics symposium proceedings (TBIS 2021). Advanced material, smart wearables, Industry 4.0 (pp. 62-72). Hong Kong: Textile Bioengineering and Informatics Society (TBIS).
[14] Lozo, M., Lovričević, I., Pavlović, Ž., & Vrljičak, Z. (2021). Designing compression of preventive compression stockings. Journal of Engineered Fibers and Fabrics, 16. doi: 10.1177/15589250211060406.
[15] Riabchykov, M., Mytsa, V., Bondarenko, M., Popova, T., Nechipor, S., Nikulina, A., & Bondarenko, S. (2023). Formation of complex 3D surfaces scans for garment CAD. Fibres and Textiles, 30(3), 13-18. doi: 10.15240/tul/008/2023-3-002.
[16] Riabchykov, M., Nazarchuk, L., Tkachuk, O., & Stytsyuk, V. (2024). Creation of smart compression garment using magnetic nanotextiles. Research Journal of Textile and Apparel, 28(4), 765-781. doi: 10.1108/RJTA-08-2022-0095.
[17] Richards, C.J., Steele, J.R., & Spinks, G.M. (2020). Experimental evaluation and analytical model of the pressure generated by elastic compression garments on a deformable human limb analogue. Medical Engineering & Physics, 83, 93-99. doi: 10.1016/j.medengphy.2020.05.015.
[18] Siddique, H.F., Kus, Z., Militký, J., Havelka, A., Mazari, A.A., & Lubos, H. (2022). Development of new mathematical models and their comparison with existing models for the prediction of compression pressure using the cut-strip method. Textile Research Journal, 92(21-22), 4077-4097. doi: 10.1177/00405175221088747.
[19] Tomaszewska, A., & Reznikov, D. (2025). Optimization of constitutive law for objective numerical modeling of knitted fabric. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 196, article number 106017. doi: 10.1016/j.jmps.2024.106017.
[20] Wijesinghe, D., & Roth, B.J. (2022). Indentation of anisotropic tissue using a three-dimensional mechanical bidomain model. Fibers, 10(8), article number 69. doi: 10.3390/fib10080069.
[21] Xi, W., Bao, Y., Qiao, L., Xia, G., & Xiaoming, T. (2020). Parametric modeling the human calves for evaluation and design of medical compression stockings. Computer Methods and Programs in Biomedicine, 194, article number 105515. doi: 10.1016/j.cmpb.2020.105515.
[22] Yelina, T., Halavska, L., Bobrova, S., Shcherban, V., & Dzykovych, T. (2022). Frame model of uniaxial stretching of 1×1 rib knits. Fibres and Textiles, 29(2), 53-59. doi: 10.15240/tul/008/2022-2-006.
[23] Zhang, L., Sun, G., Li, J., Chen, Y., Chen, X., Gao, W., & Hu, W. (2019). The structure and pressure characteristics of graduated compression stockings: Experimental and numerical study. Textile Research Journal, 89(23-24), 5218-5225. doi: 10.1177/0040517519855319.
[24] Zubkov, O., & Torchynskyi, V. (2024). Effect of pelvic tilt on changing the centre of rotation of the hip joint in preoperative planning. Bulletin of Medical and Biological Research, 6(1), 24-33. doi: 10.61751/bmbr/1.2024.24.