基于交织点改进弹簧-质点模型的纬编针织物动态变形模拟

为了对不同线圈单元组成的纬编针织物进行动态变形模拟,从而预设织物结构形态和加速面料设计流程。首先通过建立三维结构模型,获得了线圈中心线型值点和交织点之间的关系,并基于交织点改进传统弹簧-质点模型,得到了与纬编针织物适配度更高的变形模型,然后以交织点为桥梁关联结构模型和变形模型,通过NURBS曲线反算原理绘制线圈中心线路径,采用力学求解方法不断更新织物形态变化,使用计算机工具展现了关联模型的动态模拟过程,并举例展示了不同织物组织的变形模拟效果。模拟效果表明,建立的三维结构模型具有合理性与真实性,改进的弹簧-质点模型具有极高的适配性,基于交织点关联两者为后续模拟提供了支撑,采用NURBS曲线并通过力学求解等方法实现纬编针织物的三维动态模拟具有可行性。     

纬编双面移圈织物多层弹簧-质点结构模型构建与实现

纬编双面移圈织物工艺结构复杂多变,现有系统在进行设计开发时难以直观地展示出织物的组织结构特点。为实现纬编双面移圈织物的组织结构模拟,本文提出了一种纬编双面移圈织物多层弹簧-质点结构模型。首先建立了成圈、集圈、移圈线圈几何结构模型,接着分析了纬编双面移圈织物结构特征,并在传统弹簧-质点模型的基础上构建了多层弹簧-质点模型,然后采用牛顿第二定律和Velocity-Verlet数值积分法求解了多层弹簧-质点模型的最终位置,最终提出了一种纬编双面移圈织物结构模拟的算法流程。本文建立的多层弹簧-质点结构模型能够反映纬编双面移圈织物的组织结构,具有较好的结构模拟效果。     

纬编针织物几何建模及其算法

为更真实地模拟纬编针织物几何形态,丰富细节特征,采用三层纤维螺旋的加捻纱线模型刻画针织物中纱线形态。将最小旋转标架作为计算加捻纱线中各纤维位置的局部坐标,通过几何变换、坐标变换等方法,构建任意曲线为中心线的加捻纱线模型。根据成圈、集圈、浮线3种典型纬编针织物线圈结构,通过反算法求取3次非均匀有理B样条曲线控制点,进而构建线圈纱线中心线模型。在此基础上,提出根据结构意匠图构建加捻纱线针织物几何模型的算法,并给出相应算例。结果表明：本文算法所建立的加捻纱线针织物几何模型保留了纱线加捻的细节特征,外观更加贴近真实织物。     

纬编针织物线圈建模与变形三维模拟

为使纬编针织物具有更真实的力学效果和体积感,在改进的弹簧-质点模型的基础上对线圈进行结构建模。同时采用插值算法,在相邻型值点间插入两个新的型值点,用NURBS样条曲线连接线圈型值点,解决了NURBS不能穿过所有型值点的问题。为模拟股线的捻度,以此样条曲线为几何中心,用四根圆柱围绕,通过对相邻型值点的空间坐标计算三个相对欧拉角,对圆柱进行相应的旋转变换。测量了真实线圈的形变量,分析出线圈形变量与质点位移量的关系来模拟线圈变形。用velocity-Verlet数值积分方法求解力学方程,计算各质点位移。借助于Microsoft Visual Studio 2010集成开发工具和OpenGL三维绘图函数库,在计算机上实现了纬编织物的三维建模和变形仿真。     

基于TexGen的筒状纬编针织物的三维仿真

为建立筒状纬编针织物三维几何模型,突出其立体感,以传统的二维Pierce线圈模型作为织物在其厚度方向上的投影,利用几何关系得到能描述纬编针织物纱线形态的15个节点及其二维坐标值的计算方法,再将织物厚度方向扩展为节点坐标的第三维度,根据节点位置的不同得到其三维坐标值,基于这些节点在TexGen软件中使用Bezier样条曲线建立织物的纱线轨迹,再以指定的纱线横截面形状扫掠轨迹,建立通用的筒状纬编针织物三维模型。模拟结果较好地表现了线圈的相互串套关系和织物的空间形态,且能为后续的有限元分析提供前处理工作。     

基于ABAQUS的筒状纬编针织物拉伸力学性能模拟

为更好地了解筒状纬编针织物抵抗拉伸变形的能力,基于对织物试样尺寸测量得到的几何结构参数,借助Rhino 3D建模软件建立了纬编针织物线圈模型和筒状纬编针织物模型;同时利用有限元分析软件ABAQUS在单位线圈和筒状织物2个方面研究了筒状纬编针织物的纵向拉伸性能;对织物拉伸过程进行有限元模拟和实验验证,并对针织物拉伸过程中纱线形变和应力分布进行探讨,将有限元仿真结果和拉伸实验结果进行对比分析。结果表明:筒状针织物纵向拉伸时,发生线圈转移和纱线伸长现象,其形变和应力变化的有限元分析结果描述准确,应力-应变数值计算结果与实验结果的差异在8%以内,证明有限元仿真的可行性。     

纬编针织物导热性能的有限元仿真

为了提出一种用于优化、评估、预测针织物导热性能的方法,文章探索了纬编针织物热量传递的有限元仿真模拟,尤其是夏季汗衫面料,因为其导热性能与人体舒适性密切相关。首先使用织物厚度仪和超景深显微镜获取织物结构参数,通过插入三次B样条曲线建立纬平针织物的三维几何模型。然后将单元线圈模型导入有限元分析软件STAR-CCM+中,通过网格划分、边界设置、迭代计算步骤进行数值计算,并和实验值进行了比较分析,误差在4%以内。表明此方法具有一定的实用性,可用于预测纬编针织物的导热性能。     

形成双面毛圈针织物的方法

单面纬编和经编毛圈针织物可用来制成童装、成人外衣,保暖服装。单面纬编毛圈织物是一种添纱组织针织物,在这种织物中,圈干的大小相同,而毛圈纱线圈的延展线在反面形成自由地平躺的凸弧,从而形成毛绒     

大圆机使用维修知识讲座（之三十五）

读者提问 如何确定纬编针织物成品规格？ 专家回答 针织物成品规格主要包括幅宽和克质量。成品规格与圆纬机机号、纱支、织物组织、织物密度等有密切联系。     

基于纹理提取的针织物密度检测

为提高针织物密度检测准确度和检测效率,在针织物图像基础上,通过增强图像对比度并运用理想高通滤波实现织物高频增强提取针织物圈柱图像,运用形态学运算处理针织物圈柱图像,检测得到图像中圈柱数目。将圈柱图像细化处理获取圈柱骨架,针对骨架特点提取纵行纹理,进而检测针织物纵纱数量,得到横向线圈数,根据总的圈柱数目和纵纱数目得到纵向圈柱数,进而计算针织物线圈密度,实现针织物密度的自动检测。试验结果表明：该方法可以快速、准确地检测纬编针织物密度。     

基于均匀化理论的小变形纬编针织物线圈形态有限元分析

为解决针织物在平幅印染过程中线圈拉伸易变形的问题,以纯棉纬编针织物为研究对象,基于小参数渐近展开和多尺度均匀化方法,建立针织物宏观-细观位移变化率和应变变化率的计算模型,分析低应变状态下针织物拉伸时线圈形态变化的规律。结果表明:针织物受均匀载荷拉伸时,线圈变形具有不均匀性,变化规律与线圈的空间位置、幅宽以及导布辊间距相关,凸形导布辊可以改善线圈变形状况的差异;针织物受均匀、非均匀载荷拉伸时的线圈形态变化量计算值与实测值趋势一致,最大偏差为9.6%。均匀化理论与有限元技术结合可以用于进一步分析多成分、多规格针织物的宏观-细观变形规律,为针织物平幅印染设备的张力控制、导布辊布局设计、变直径(凹凸辊)导布辊辊形开发提供理论参考。     

大小头筒状纬编针织物建模及其线圈长度逆向设计

为解决针织物成形存在工艺设计目标与成形织物差异大的问题,提出一种从目标织物出发的织物线圈长度设计方法。根据圆形纬编针织机和纬编针织物的特性,将织物在周向和轴向划分为单元,提出基于Pierce模型改进的梯形线圈模型,并对大小头筒状纬编针织物建模。在此基础上得到各线圈长度与目标织物参数间关系,实现从目标织物出发的织物线圈长度计算,根据此控制线圈长度实现大小头筒状织物的设计。实验结果表明,大小头筒状纬编针织物中线圈长度的变化,理论与实际结果基本一致。根据提出的基于梯形线圈模型的建模方法,可依据大小头筒状纬编针织物参数得到任意线圈长度,实现线圈长度逆向设计。     

纬编仿蕾丝织物的设计与仿真

为实现纬编仿蕾丝面料的快速设计,提出了花型意匠模型、编织意匠模型,并构建了二者之间的变换关系。在深入研究该织物各部分结构特征的基础上,建立了织物理想状态下线圈结构的基本模型,确定了线圈中各控制点的位置,并对线圈结构变形进行分析,得出了该类型织物线圈变形规律。利用VC++.net进行程序设计,实现了对纬编仿蕾丝面料的仿真。织物仿真在结合意匠信息的基础上还考虑到纱线原料的粗细、颜色等因素,具有较好的仿真效果。     

3D打印纬平针面料的制备

为研究3D打印服装面料中纬平针组织的结构,预测打印效果,促进针织面料数字化和智能化生产,将3D打印技术应用到针织面料设计和生产中。采用3ds Max软件,根据NURBS曲线建模的方法,结合Peirce线圈模型对纬平针组织进行三维模拟,通过模拟实现了3D打印纬平针面料的可视化,可预测打印效果。采用Repetier-Host软件,对模拟的3D打印纬平针组织模型切片,采用熔融层积成型技术,通过设置打印参数对模型切片数据进行打印,得到3D打印纬平针组织针织面料。结果表明:该打印面料的效果与模拟效果高度吻合,线圈之间嵌套关系明显,打印面料光滑平整,打印精度高,属于环境友好型面料。     

纬编绕经织物设计与三维仿真

为实现纬编绕经织物的设计与三维仿真,构建了花型意匠图模型、组织意匠图模型,并通过二者之间的变换关系得到织物的编织动作矩阵模型,将织物结构数字化存储。在深入研究这类织物结构特点的基础上,建立了织物理想状态下线圈结构的基本模型,确定了线圈中各型值点的位置,在Visual Studio平台上利用WebGL技术进行编程,实现对各类纬编绕经织物的仿真。此方法可有效解决此类织物因设计复杂暂未能系统实现设计仿真的问题。结果表明通过该方法可减少设计难度,得到较好的外观模拟效果,弥补了纬编绕经织物设计方法复杂、设计周期长、生产效率低的不足,拓宽了纬编绕经织物的市场应用。     

组织结构对针织物电磁屏蔽效能的影响

设计了几种代表性织物组织结构的不锈钢纤维混纺针织物,研究了织物组织结构对针织物电磁屏蔽效能的影响。织物组织结构选择充满系数较高的双罗纹组织、打鸡双面组织、添纱衬垫组织、衬纬组织和绕经组织,以降低织物厚度、密度、孔隙等因素对织物电磁屏蔽效能的影响。对所有织物进行了电磁屏蔽效能测试,结果显示:双罗纹织物、双面织物、添纱衬垫织物、衬纬织物的电磁屏蔽效能都很不理想,且远远低于含不锈钢纤维机织平纹布,但是绕经织物的电磁屏蔽效能要比其他组织的针织物的屏蔽效能高得多,基本能达到国标上对屏蔽服的屏蔽效能要求。绕经织物与其他几种针织物最大的不同就是在纵向多了一些连续的含不锈钢纤维的混纺纱。说明针织物组织结构是影响电磁屏蔽效能的关键因素,可通过在织物纵横向形成纵横交错的导通的金属网栅的方式来改善不锈钢纤维混纺针织物的屏蔽效能。     

Prototyping and analyzing physical properties of Weft knitted spacer fabrics as a substitute for wound dressings

In this research, the required physical properties of weft knitted spacer fabrics, as an alternative for wound dressings have been investigated. For this purpose, weft knitted spacer fabrics with five different fabric structures have been produced on the electronic flat knitting machine. Moreover, in order to compare the properties of the produced fabrics with available wound dressings in the market, two kinds of wound dressing have been prepared from the market. Then, the physical properties of the spacer fabrics and the wound dressings such as air permeability, water vapor permeability, thermal conductivity, compressibility and absorbency have been measured and compared. The results show that in weft knitted spacer fabrics with the same fabric structure of the outer layer and different inclination angle (the angle formed between the outer layer and the spacer yarn), by decreasing the inclination angle, the fabric air permeability, water vapor permeability and absorbency decrease and the thermal conductivity and compressibility increase. Moreover, the use of tuck stitches in the outer layer of the spacer fabric leads to an increase of air permeability, water vapor permeability, absorbency and thermal conductivity and decrease of compressibility. The wound dressings also exhibit less air permeability and compressibility than weft knitted spacer fabrics. On the other hand, they possess higher water vapor permeability and absorbency. According to the results, among the examined weft knitted spacer fabrics in this research, the fabric with the tuck stitches in the outer layer is specified as the most appropriate alternative for wound dressing, in case of wounds with low exudates.     

结合图像频域和空间域的纬编针织物密度检测方法

为解决当前基于图像处理测量纬编针织物密度准确度不高、稳定性较差等问题,提出一种结合频域和空间域来测定针织物密度的方法。首先通过离散小波变换重构针织物线圈图像获得线圈结构清晰的图像,再分别提取线圈灰度及二值图的灰度曲线。利用提出的基于概率密度统计的波谷坐标校验算法,结合线圈坐标校验算法获得实际线圈所在列坐标;再利用八邻域广度优先搜索算法求出纬编针织物横、纵方向的线圈个数,得到针织物横密和纵密。结果表明,密度检测方法与人工测量数据相比误差小于1.7％,该方法适用性好,运算量小,准确率高,可实现纬编针织物密度的自动化测量。