纬编衬经衬纬管状织物增强复合材料研究进展

为促进纬编衬经衬纬管状织物增强复合材料的整体设计与可持续发展,总结了现有纬编衬经衬纬管状织物及其复合材料的国内外研究现状,重点梳理及分析了纬编衬经衬纬管状织物的制备及其复合材料的力学性能研究进展,包括纬编衬经衬纬织物的结构特点,纬编衬经衬纬管状织物的设计成形,衬经衬纬圆纬机及其编织原理,纬编管状织物增强复合材料的实验研究、细观几何模型及数值模拟。结合纬编衬经衬纬管状织物增强复合材料的发展实际,从结构设计成形、力学性能分析、产业领域应用3个方面深入研究纬编衬经衬纬管状织物增强复合材料。指出开发符合产业需求的高性能纬编衬经衬纬管状织物增强复合材料将是未来研究方向。     

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.     

产业用纬编针织物的应用与发展

文中在列举针织品在产业用纺织品中所占比例的基础上,着中介绍了纬编增强复合材料、汽车用布、医用织物这三种产业用纬编针织品的应用与发展.其可生产三维全成形织物、预定向增强织物、三维全成形与预定向复合结构、三维间隔织物等增强复合材料,全成形的汽车坐椅套,保健服装、护膝、人造血管、气管等医用织物,以及其他领域的过滤、防护手套、消防员防护衣的里层、特殊功能服装等.     

维纶纬编针织增强体的设计与性能测试

在横机上编织纬编米拉诺罗纹和满针罗纹加衬纬的三维结构织物,并以其作为纬编针织复合材料的增强体;对采用维纶和玻璃纤维编织的增强体的拉伸等性能进行了测试与分析。结果发现：满针罗纹加衬纬组织有利于提高衬纬纱和织物的强度。     

复合材料中的纬编结构

纬编针织物在应用于高性能树脂复合材料时，有突出的适形性，特别适合深度模压成形加工，并比其它织物增强复合材料有更好的抗冲击性能、能量吸收性能和抗疲劳性能等，在各个技术领域有越来越广泛和深入的研完和应用。文章就国内外在纬编针织物增强复合材料的研究和应用中所涉及到的纬编结构及其应用特性进行了阐述。     

针织纬编新技术及其产品开发

针织技术在纺织服装领域的应用范围不断扩大,并不断向更广的领域拓展及延伸。本文介绍了一些针织纬编新技术及产品的最新发展,包括横机和圆机的成形编织技术、三维间隔织物编织技术以及超细针距技术,内容涉及纬编编织机、织物结构、最新产品及应用。     

三维导湿结构环保针织面料开发与吸湿速干性能评价

为开发环保吸湿速干面料,设计新型三维导湿结构织造变化纬编间隔双面针织物,并结合单面和双面组织,采用天丝和再生涤纶制备9种针织面料。在变化纬编间隔组织下,将天丝/再生涤纶织物同天丝/中空涤纶织物和天丝/杜邦^TMSorona®织物进行对比。通过动态水分传递法与单项组合试验法对各织物进行测试分析,采用模糊综合评价法对各织物吸湿速干性能进行对比。结果表明:通过2种测试方法得到的面料吸湿速干性能优劣排序存在差异;综合分析发现采用18 tex天丝/33.3 tex(96 f)再生涤纶长丝织造的三维导湿结构变化纬编间隔双面织物吸湿速干性能最好;单层织物中,采用纬平针组织织造的天丝/再生涤纶长丝混合针织物吸湿速干性能较好,有潜力应用于绿色环保型运动服装领域。     

纬编间隔织物及其吸声性能的研究

纬编间隔织物是采用纬编针织技术,用纱线或织物在垂直方向连接生产的两块独立织物,它具有特殊的结构和独特的吸声功能。介绍纺织材料的吸声机理,研究纬编间隔织物的编织生产工艺,分析纬编间隔织物的吸声性能及应用,认为纬编间隔织物在开发有吸声需求的产业用纺织品领域具有广阔的发展前景。     

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。     

纬编CAD技术进展与发展趋势

文章对当今国内外纬编CAD技术进行了详细的介绍,其中包括迈耶西、圣东尼、福原等国外知名公司,以及国内相关企业、各大纺织高校开发的纬编针织物CAD系统,并对各类CAD系统的特点及技术进展进行了详细说明。同时对纬编针织物CAD系统织物设计、织物仿真、虚拟展示等各主要功能做了详细介绍,并对纬编针织物CAD技术向标准化、网络化、智能化方向发展进行了预测。     

基于WebGL的纬编提花织物三维仿真

为了实现纬编提花织物的三维结构仿真和虚拟仿真,在深入研究各提花类型编织原理的基础上总结其仿真结构特点。通过数学建模的方法,建立提花织物中常用的线圈几何模型、线圈型值点模型和平移模型,借助矩阵运算可根据织物组织快速计算线圈的空间坐标位置。采用WebGL技术和三维图形引擎库Three.js,根据型值点空间坐标实现了三维线圈结构的绘制和颜色渲染,截取提花织物三维仿真图作为纹理材质,利用纹理映射技术实现纬编提花织物三维虚拟仿真。以各类提花效应的三维仿真效果为例对仿真方法进行检验,结果表明矩阵模型可以实现线圈型值点坐标快速转换与计算,WebGL技术可实现三维结构仿真可视化从而准确描述提花织物结构特征,增强服装虚拟仿真的真实感。     

纬编双面两色提花织物原料比估算

为了估算纬编双面两色芝麻点提花织物的耗纱量与原料比,提出花型意匠图与编织意匠图之间的变换关系。在深入研究这类织物结构特征的基础上,将织物分为4种基本单元,建立织物理想状态下线圈结构的基本模型并提出计算方法,探讨花型意匠图与线圈长度的对应规律,从理论上估算纬编双面两色提花织物的原料比。通过设计6款不同类型的纬编双面两色提花织物,测量并计算其实际原料比,对该模型的可行性进行验证。试验结果表明,建立的三维几何模型能较为准确地估算纬编双面两色提花织物的原料比,可为纬编CAD系统估算线圈长度与原料比提供一定的参考。     

纬编双轴向织物增强复合材料压缩性能研究

通过压缩试验,研究了不同纤维体积含量的碳纤维3层连接纬编双轴向多层衬纱织物增强复合材料的压缩性能;并对压缩试件的破坏断口进行了VHX-1000超景深三维显微镜分析,以认识其压缩失效机理。试验结果表明:在试验研究的碳纤维体积含量范围内,纬编双轴向衬纱织物增强复合材料的压缩强度和压缩模量随纤维体积含量的增大而增大。纤维体积含量的变化未导致压缩破坏机理的变化,材料表现为脆性特征。     

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。     

竹纤维/水溶性维纶长丝复合纱纬编针织物的服用性能分析

为了给纬编针织物服用性能的评价提供具体的量化指标,促使纬编针织物朝着轻薄保暖方向发展,将竹纤维与水溶性维纶长丝复合,对退维前后纬编针织物的透湿、保暖性等进行了测试分析。结果表明,伴纺维纶织物在维纶溶解后其透湿性、保暖性都有不同程度改善,组织密度发生变化;包芯纱织物的保暖性较赛洛菲尔纱织物增强显著,而赛洛菲尔纱织物的透湿性较包芯纱织物效果更好。     

纬编提花绗缝织物凹凸曲面的测量及三维建模

针对纬编提花绗缝织物花型图案复杂、织物尺寸较大、多层结构易致仿真困难等特点,为节省设计与生产过程中造成大量时间、人力、物力资源的浪费,试图建立常规绗缝提花织物曲面模型并进行计算机仿真。综合考虑织物面密度和生产工艺的影响,共试织１０ 种不同规格的织物样品进行凹凸效果分析,对连接纱引起的织物表面凹凸变化规律进行数据采集和计算,参考泛克里格法插值获得初步仿真结果,根据４ 块试样凹陷曲线方程对仿真过程进行改进,构建纬编提花绗缝织物三维模型。结果对于具有立体效果的织物计算机仿真具有一定指导意义,为三维织物仿真系统的建立奠定理论参考。     

三维纬编提花织物的计算机仿真及系统实现

针对三维纬编提花织物在仿真速度及真实感模拟等方面的不足,提出从曲面模型入手建立基于Unity3D平台的织物计算机仿真系统。通过三维织物的曲面数据采集和坐标数据统一,实现三维模型、纹理数据的建立和导入,针对复杂提花织物提出一种三因素模拟算法控制织物模型凹凸效果。确定下陷深度、迭代次数和影响范围3个参数,最大限度地与实际织物真实数据进行拟合。在此基础上结合三维引擎Unity3D实现三维模型数据与二维空间数据整合和三维虚拟展示。与线圈仿真相比较,该系统以织物真实数据为基础,可较好地实现具有三维效果的纬编提花织物的预测与仿真,且效率较高。     

经编三维增强织物重点专利分析

通过对全球涉及经编三维增强织物的重点专利进行研究,总结出经编三维增强织物的发展历程,并对其每个阶段的代表性专利进行分析,拟为我国产业化纺织品的研究方向提供参考。     

纬编针织物真实感建模与仿真进展

为了促进针织物模拟仿真领域的进一步研究和发展，全面梳理了纬编针织物真实感模拟与仿真技术的发展历史和研究现状。从外观真实感模拟和物理真实感模拟两个角度分析了国内外学者研究和探索的历程，阐述了纬编针织物真实感模拟与仿真技术从早期基于二维线圈模型的方法，到基于三维物理模型方法的转变和多样化发展过程。在总结各种模拟方法及其应用特点的基础上，分析得出纬编针织物真实感模拟与仿真技术将会向模拟效果精细化、模拟实时交互化、织物类型多样化和应用领域多元化的方向发展。     

三维横编间隔织物的编织工艺及其性能

为开发适合不同应用领域的曲面复合材料,采用新型三维曲面间隔结构,在电脑横机上用芳纶纱编织了带有双层罗纹连接中间层的横编间隔织物,探讨了编织步骤和编织工艺。在此基础上通过在间隔织物纬向的2个表层衬入芳纶增强纱,改进了织物的力学性能。通过调整编织程序,开发出不同曲率的间隔织物。在英斯特朗电子万能材料试验机上测试有增强纱和无增强纱织物的横、纵向拉伸性能,比较分析这2种织物的应力应变曲线。结果表明,在其他条件相同时,有增强纱的三维横编间隔织物横向、纵向拉伸应力增加明显,变形较少,织物尺寸稳定。