多轴三维织机斜纱引导机构特殊步进电机设计

引入斜纱来增强三维机织物的平面属性是避免其各向异性突出缺陷的一种有效措施。简要介绍了织造多轴三维织物必须的斜纱引导机构,在UG中对该机构进行建模,在Ansoft Maxwell中建立单个直线电机二维模型,并对此电机进行静态磁场分析及推力仿真,为多轴三维织机虚拟样机建模、设计与仿真,以及其物理样机的研制奠定了必要基础。     

三维五轴平型织造技术与织机虚拟样机研究

为充分发挥三维多轴织物作为产业用织物的优势,拓宽其应用领域,基于编织/机织混合的原理,在充分研究三维五轴织物结构和织造工艺的基础上,设计了三维五轴平型织机预制件结构,并对三维五轴平型织机进行了概念化设计;确定了三维五轴织造过程中斜纱、垂纱、纬纱引导机构和综框运动机构、卷取机构、压紧机构、定型机构间运动配合原理及各机构间运动时间配合关系。指出:斜纱引导块连续、循环地以"蛇行"方式运动引导斜纱角度在±45°切换,使织机结构更紧凑,织造幅宽大幅增加;非间隔垂纱引导方式可织造普通三维五轴织物,间隔垂纱引导方式可织造"蜂巢"型三维五轴织物;三维五轴平型织机的设计为三维多轴平型织机虚拟样机及其物理样机的研制提供理论基础。     

三维织机卷取机构的设计研究

针对三维间隔机织物厚度、弯曲刚度较大,不能采用常规二维机织物卷取机构进行卷取的问题,介绍三维间隔机织物的结构、设计方法和织造原理,重点分析三维矩形间隔机织物卷取机构的设计特点及卷取方法.指出,三维织机的卷取运动是间歇的,其卷取机构通过应用并合理控制伺服电机和直线电机,可顺利实现织物卷取并保持织物形状,灵活性较大.     

三维织机整机虚拟样机的设计研究

介绍几种三维机织物的组织结构,如正交织物、间隔织物、角联锁织物,以及正交织物和角联锁织物的演化形式。对织造这几种织物的三维织机进行虚拟样机设计与仿真研究。通过对织机整机(不包括送经和卷取机构)进行仿真分析可知,开口机构、引纬机构及打纬机构不仅能满足织造三维织物的要求,而且各个机构的运动规律较好,为三维织机的研发提供了有价值的参考。     

三维刚性剑杆织机引纬和打纬机构的设计研究

为了合理选择三维刚性剑杆织机引纬和打纬机构的组合形式,织造不同幅宽三维间隔织物,通过对幅宽为100cm织物的三种引纬机构分别在ADAMS平台和Ansoft Maxwell 2D平台上进行建模、仿真设计,由仿真分析可知空间连杆引纬、导杆引纬和电磁引纬不仅能满足引纬的工艺要求,而且各具特点,又针对不同幅宽的间隔机织物,提出了三种不同的引纬和打纬机构,并对三种不同形式的六连杆打纬机构在ADAMS平台上进行了仿真分析与设计。指出:实际设计可根据三维机织物的组织结构和幅宽合理地选用引纬和打纬机构的组合,满足三维间隔机织物要求,拓宽其应用领域。     

多色调线横条纹织物的设计与三维仿真

为能够通过深入研究花型设计、穿纱设计可织性和三维仿真方法来提高多色调线横条纹织物的开发效率，根据调线圆纬机的编织原理和特点构建花型设计模型并生成色纱编织序列模型。计算出各成圈系统所编织的色纱种类并生成导纱模型，依据排纱原则建立了穿纱设计模型。构建了线圈几何模型和平移映射模型，并探究多色调线横条纹织物的三维仿真方法。运用上述数学模型和理论进行程序设计，以11色渐变调线横条纹为例验证其花型设计和穿纱设计在4色调线圆纬机上的编织可行性，并对比织物实物图和三维仿真图。结果表明，设计模型验证方法切实可行，仿真花色效应良好，该方法为多色调线横条纹织物的设计方案可织性分析和织物三维仿真提供了理论参考。     

Solidworks在骨肉分离机设计中的应用

随着计算机辅助设计技术的发展,以Solidworks为代表的三维设计软件已广泛应用到食品机械设计中。通过Solidworks软件对骨肉分离机进行虚拟样机设计,建立整机的三维模型,完成结构及尺寸检查;对螺旋轴进行仿真分析,完成螺旋叶片与壳体的干涉检查;对骨出口间隙调整方式进行仿真分析,确定该方案的可行性;对尾轴进行有限元分析,完成尾轴强度校核。由此为骨肉分离机的设计提供了参考。     

三维织机开口机构的设计

为了满足三维织物织造要求,介绍了织机开口型式、选择依据以及电子开口机构的特点、工作原理,并对安装32页综框的电子开口机构进行虚拟样机模拟及仿真,以织造2D平纹织物为例进行分析。指出:三维织机理想的开口机构是采用多综眼综丝和多页综框相结合的方式;电子开口机构的综框运动规律较好,由单独伺服电机控制;合理设置电机运行函数,可织造2D平纹、斜纹、缎纹及复杂的3D织物。     

喷涂往复机设计

通过多轴电机定位的方案对传统往复机机构进行结构优化,介绍机械手的总体结构设计,包括机身结构和软件设计。通过三维建模及PLC控制编程,实现多工位往复机结构和功能设计,最终使设备稳定工作,提高产品良品率。     

角度联锁三维机织物的设计与生产

介绍了三维织物在国内外的应用及角度联锁三维机织物及其变化织物的特点与使用情况,重点对角度联锁三维机织物及其变化织物(加有衬型纱的角度联锁织物和正交机织物)的交织原理进行分析,对其织物组织结构、织物组织的设计要点以及织物形成过程进行了探讨.     

Modelling the geometry of the repeat unit cell of three-dimensional weave architectures

The three-dimensional (3D) weaving process offers the ability to tailor the mechanical properties via design of the weave architecture. One repeat of the 3D woven fabric is represented by the unit cell. The model accepts basic weaver and material manufacturer data as inputs in order to calculate the geometric characteristics of the 3D woven unit cell. The specific weave architecture manufactured and subsequently modelled had an angle interlock type binding configuration. The modelled result was shown to have a close approximation compared to the experimentally measured values and highlighted the importance of the representation of the binder tow path.     

Role of weave design on the mechanical properties of 3D woven fabrics as reinforcements for structural composites

3D fabrics as reinforcement can be manipulated in discrete numbers of weave designs in order to earn maximum gain so that the desired mechanical properties of the composites can be achieved eventually for particular end use. Thus interest has been focused to investigate tensile, impact and knife penetration properties of 3D orthogonal and interlock structures of different weave designs by varying their binder interlacement patterns keeping stuffer binder ratio constant. The tensile properties were effectively influenced by the linear densities as well as crimp of load bearing tows, which were determined by the weave design of the fabric. The compact structure generated from regular weave pattern in case of 1 × 1 plain orthogonal and 1 × 1 plain interlock fabrics exhibited better impact energy absorption. Owing to higher values of peak energy in the knife penetration test, it is revealed that more is the number of fibres in the in-plane direction better is the protection.     

3D打印技术在织机打纬-开口机构中的应用

为降低复杂纺织机械装备的设计成本与制造难度,将3D打印技术应用于纺机功能模块比例模型研制。设计了连杆式打纬-开口机构的数字化样机,并将其转化为STL格式进行切片处理和模型包计算,通过分析比较模型的放置方向、材料用量及成型时间等因素,确定最优3D打印工艺参数。借助工业级3D打印机制作了比例模型,并通过C语言和单片机成功开发了机电一体化系统控制平台。利用3D打印一次成型的技术优势,有利于降低物理样机的研发成本和实验难度,且为纺织机械装备的模型展示、机构验证、性能评估及可靠性分析等提供了新的思路与参考。     

二重组织织物计算机三维模拟的实现

探讨利用计算机进行二重组织织物三维模拟的实现方法.在建立二重组织织物计算机设计模型的基础上,依据其整数矩阵中各组织点的性质,基于织物结构的Peirce模型,利用虚拟现实建模语言(VRML),构建了二重组织织物结构的三维仿真模型.进一步结合Java语言编程,实现了表、里组织纱线颜色、光照等参数的网络交互设计.以经二重组织为例,进行了计算机三维模拟及网络交互设计.     

机织物的计算机三维模拟

College of Textile;Donghua Uiniversity;Shanghai 200051;China     

应用ABAQUS的织物热传递有限元分析

为拓展机织物热舒适性设计、评估和优化的思路,提供一种有效预测织物热阻的方法,基于织物的三维模型及传热学理论,对织物系统进行一维热传递的数值模拟,得到织物传热过程中的温度分布特征。利用显微图像及切片技术获取织物几何结构参数,建立平纹织物的几何模型,并与纱线周围静止空气装配,构成织物系统的三维模型,借助有限元分析软件ABAQUS,根据模拟环境设置边界条件与相互作用,计算模型的数值解。最后通过模拟皮肤散热的恒温平板实验,对数值模拟结果进行验证,结果显示：织物外表面温度的模拟值与实验值随时间变化的一致性较好,理论热阻值与实验热阻值相对误差为3.9％,二者吻合度较高。     

并排式三金片绣自动送片装置改进设计与仿真分析

为提高三金片绣花机的工作效率,针对三金片绣送片装置存在的实际问题,开发设计一种并排式三金片绣自动送片装置。通过设计出一种仿形换位机构和可控离合机构,实现三个送片槽并排式布置。利用Creo三维建模软件建立实体模型,将其导入ADAMS软件中建立虚拟样机模型进行仿真分析,获得了关键机构的运行参数,绘制出了机构的运动特性曲线。结果表明:该送片装置改进设计的机械结构合理及可行,达到了预期的效果。     

Predictive model for the frictional characteristics of woven fabrics optimized by the genetic algorithm

Surface friction of fabrics is one of the prominent tactile properties which influence the comfort and application of clothes. In this paper, a new approach is proposed to characterize the surface friction of woven fabrics by presenting a model based on fabric structural parameters. The model coefficients are optimized with the aid of the genetic algorithm, using the experimental friction results obtained from the multi-directional tactile sensing mechanism. The model is developed using the properties of 25 groups of woven fabrics consisting of 5 various weave structures and 5 different weft densities, with similar fibre composition. The statistical analysis of Friction results clarified that the effect of fabric structural parameters such as weave structure and weft density is significant in the confidence range of 95%. The importance of proposing the friction model is that the frictional properties of woven fabrics can be estimated by considering the structural parameters of woven fabrics. This model can be utilized for the forecasting of the friction resistance of various types of woven fabrics without experimental testing procedures.     

利用纹理几何约束进行织物场景模拟

针对真实场景当中织物纹理的虚拟模拟问题,提出一种利用纹理几何约束进行场景模拟的方法。该方法通过提取织物纹理中的平行、垂直约束,利用空间透视模型可求出相机焦距,并计算出纹理的空间法向量。同时确定一个基平面,使基平面法向量绕x轴,y轴旋转到纹理法向量位置,计算出旋转角度,然后在Visual C++6.0下通过交互操作并利用纹理映射技术进行织物场景模拟。实验表明该方法模拟的织物纹理三维效果逼真。