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...     

复杂曲面筒状纬编针织物的建模仿真研究

为了使筒状纬编针织物具有更加真实的模拟效果,为纺织CAD设计人员提供更加直观以及准确的工艺设计思路,文中提出通过NURBS建立筒状纬编针织物的三维模型,并根据圆形纬编针织机和纬编织物的特性进行网格划分,在划分得到的网格单元内设定控制点并建立线圈模型。运用OpenGL开放图形库和Visual Studio,在计算机上进行复杂曲面筒状纬编针织物的三维仿真,为纬编针织物的三维仿真提供思路。     

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。     

基于弹性杆理论的纬平针织物三维建模

基于前人研究的线圈弹性杆理论模型,研究了高性能纱线纬平针织物中线圈的三维几何形态。利用弹性杆模型计算得出纬平针织物线圈上的型值点,再采用三次B样条曲线插值对线圈的几何形态进行三维仿真,结果发现模拟出来的三维纬平针织物与纬编弹性杆模型有很好的一致性;同时通过实际编织的高性能纱线纬平针织物与弹性杆理论模型进行比较,发现刚性链类高性能纤维更适合于使用弹性杆理论。     

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。     

负泊松比针织技术研究及产品创新

为了进一步开发可广泛投入生产应用的负泊松比针织物,阐述负泊松比针织技术及产品发展情况。目前负泊松比材料的制备方法有两种,一是直接将具有负泊松比效应的纤维或纱线织造成负泊松比织物;二是采用常见纤维或纱线通过具有负泊松比效应的几何结构模型来实现。在针织技术的实际应用中多采用后者,使用针织技术生产负泊松比针织结构包括二维经编结构、三维经编结构、二维纬编结构和三维纬编结构。本文通过分析负泊松比针织产品在服用领域、产业用领域和医疗领域中的创新应用,指出目前负泊松比针织产品存在的问题,并提出材料组合、工艺结合和领域拓宽是负泊松比针织产品的发展前景,为今后开发负泊松比针织物提供理论指导。     

纬编均匀提花针织物仿真结构模型的建立

为分析纬编均匀提花针织物的结构特征,选取6块由不同粗细纱线编织而成的不同密度的纬平针织物进行研究,得出了理想状态下的线圈模型。采用圣东尼SM-DJ2TS 双向电脑提花圆机编织反面为芝麻点、纵条纹等不同提花方式形成的双面提花织物,并对其结构特征进行分析。受反面线圈的影响,反面为芝麻点时织物正面呈现菱形隐条纹,反面为纵条时织物正面呈现二针纵条纹。根据织物呈现的不同外观效应,利用超景深VHX?600 三维显微镜观察其结构,在成圈线圈模型的基础上分析其线圈变形规律,从而得到该类织物线圈结构模型,可为纬编均匀提花针织物仿真提供理论参考。     

纬编针织物组织三维仿真系统的设计与实现

针对目前纬编CAD系统大多采用二维仿真模式,不能体现织物立体效果的问题,本文以Visual C++和OpenGL为开发工具,设计开发了一种新型的纬编针织物组织三维仿真系统。阐述系统总体设计方法,包括框架结构、逻辑模型、开发工具、运行环境等。系统功能模块包括文件模块、视图模块、基本组织仿真模块和花色组织仿真模块等。该系统通过交互式输入花型参数、线圈参数、纱线参数,可以进行主要纬编组织三维仿真设计,还可以对组织进行放缩,并从不同角度观察织物结构;通过将织物仿真图与真实织物进行对比,发现该三维仿真系统的织物仿真效果明显优于二维仿真方式。     

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。     

基于织物组织分层的重纬纹织物三维模拟

根据重纬织物的结构特点,对重纬织物的组织进行分层并由计算机进行处理,以织物儿何结构Peirce模型为基础,使用多项式曲线拟合来模拟重纬纹织物的纱线的弯曲形态,计算出纱线表面的点与法向量,由此生成纱线的三维模型,利用虚拟现实建模语言(VRML),构建纬重织物结构的三维几何模型。并在几何模型的基础上,借助于Open GL开发工具,结合织物的光照和纹理因素建立光照模型。在重纬纹织物的三维几何模型的基础上,利用纹理映射技术和g(?)exParameter函数为映射区域添加纹理图案,显示重纬纹织物明暗层次,实现具有真实感的三维模拟效果图。     

玻璃纤维织物的自动几何建模研究

织物的组织结构与其性能有很大的关系。通过设计并织造了四种不同组织(二维方平组织、3/1斜纹组织、双层斜纹组织,以及三维角连锁组织)、不同厚度的玻璃纤维织物,并对它们的几何形态进行模拟。结果表明,根据纱线的物理结构参数和织物的实际照片创建织物几何模型可行,且模型能够反映纱线的空间结构。     

纬编针织物三维模拟技术的研究现状与发展趋势

通过系统地介绍纬编针织物三维模拟技术和其发展历史,详细分析了纬编针织物三维模拟技术面临的挑战、近期的研究热点和未来的发展方向,以期为针织物三维模拟技术的发展提供一定的依据。从线圈模型、纱线真实感和织物物理模型３ 个方面阐述了纬编针织物三维模拟技术的研究历程。分析了国内外学者多年的研究与探索,以及三维模拟技术从单纯的静态模拟发展到拥有物理属性的动态模拟的过程;总结了三维模拟技术现有成果的优势和不足,在此基础上,分析认为该技术在未来会朝着模拟方法物理化、线圈类型多元化和应用范围多样化3个方向发展。     

应用色纺纱图像的纬编针织物外观模拟

针对试织打样预测色纺纱针织物产品布面颜色造成的耗时、费力问题,提出一种应用真实色纺纱图像的针织物外观模拟方法。首先利用图像处理技术对采集到的色纺纱彩色图像进行预处理,包括图像分割、形态学开运算和闭运算得到色纺纱的主体二值图像,获取纱线主体的边界和中心线,进而得到原始纱线图像主体部分;然后利用改进的Peirce线圈模型,将真实色纺纱线纹理映射至线圈的几何模型上;最后根据建立的织物组织变换模型,改变线圈的覆盖关系,完成纬编针织物的模拟。模拟结果表明:该模拟算法可快速、准确地模拟出不同密度、不同纱线的织物布面效果,且与真实扫描的织物视觉效果一致,有望取代实物打样。     

密度非均匀分布纬编针织物的变形预测及仿真

针对不同密度的纬编针织物组织结合形成的织物成品变形明显、成品效果预测难度大的问题,提出了一种密度非均匀分布的纬编针织物的变形预测及仿真方法。基于织物中不同密度成员织物组织的具体分布情况,提出了对应的织物弹簧-质点模型的初始状态的确定方法,在此基础上对质点进行受力分析并建立相应的力学微分方程,通过数值方法求解力学微分方程得到质点位置;基于二维Peirce线圈模型建立NURBS线圈模型,并确定曲线控制顶点和织物圈距、圈高的关系,进一步建立质点-控制点关联式;将质点受力偏移后的位置代入质点-控制点关联式,实现带有曲线线圈形态的密度非均匀分布的纬编针织物变形模拟;将织物仿真图与真实针织样品进行对比,结果表明仿真效果可靠。     

基于视觉测量技术构建针织线圈三维结构

采用视觉测量技术中的三角测量原理对针织物线圈进行直接取点测量,并根据光学几何理论提取出纬平针织物线圈上所选取特征点的三维几何坐标值,依据这些点的坐标使用相关数学软件构建出针织物线圈的三维几何模型。这种研究方法是对针织物线圈三维几何结构特性的直接反映,避免了使用传统的几何假设方法进行理论推导时对线圈的过于理想化的假设,能够比较真实地反映出纱线在线圈中的空间形态以及针织物线圈之间的串套效果。在获取线圈几何结构的基础上,通过实验进行验证,证明了其准确性。     

预定向增强针织物线圈结构模型的研究进展

预定向增强针织物是一种在复合材料领域里广泛应用的针织结构,它们的线圈几何结构对复合材料的力学性能有很大的影响.文中介绍了针织物线圈结构模型的研究历史,对经编和纬编预定向增强针织物线圈结构模型进行了详细的分析讨论.经编包括:衬纬经编线圈结构模型、双轴向增强经编织物线圈模型、MWK织物(多轴向增强经编织物)的单胞分析模型和经编多轴向增强结构的三维模型;纬编包括:MBWK织物(纬编双轴向多层衬纱织物增强复合材料)的线圈几何模型和用NURBS方法建立MBWK织物的线圈结构模型.     

纬平针织物的计算机三维模拟

为探索计算机模拟纬平针织物的新方法,更加真实地反映其三维结构,在Pierce二维纬编针织线圈模型的基础上,根据针织物空间几何结构的特点,建立了三维几何线圈模型。它由几段用参数方程表示的空间圆弧和曲线连接组成,通过OpenGL程序设计和库函数中的球体模型,在Visual C++编程环境下实现该线圈模型。研究和模拟结果表明,采用这种建模和实现方法,无需消隐处理,可较为逼真地显示出纬平针织物线圈在三维空间中相互串套的效果。     

基于TexGen的经编针织物的三维仿真

针对经编针织物复杂的三维仿真问题,采用TexGen软件对经编针织物进行三维仿真。基于TexGen的建模原理,先确定最小重复单元线圈上的数个节点,通过样条插值的方法获得纱线长度方向的三维中心线,然后通过扫掠二维的横截面,再经过重复最小单元的方法获得经编针织物中纱线的三维几何模型。结果表明,由TexGen对经编针织物进行三维模拟的方法简单可行,模拟得到的效果图中线圈过渡平滑,线圈间的连接较平滑,可达到比较理想的仿真效果。     

低捻纱单面针织物的外观品质研究

选用假捻赛络纺低捻纯棉纱线编织单面纬编针织物,探讨纱线捻系数对单面针织物外观品质的影响。测试与分析结果表明:相比同种纺纱方式的常规捻系数纱线,假捻赛络纺低捻纱织得的单面纬编针织物的纵行扭斜现象得到明显改善,其织物的抗起毛起球等级符合针织内衣标准,假捻赛络纺低捻纱线的应用有利于提高单面纬编针织物的外观质量。