柔性伞衣织物的自由变形折叠建模及其充气机制研究

为解决冲压翼伞充气耦合计算中柔性伞衣织物的折叠建模这一关键技术难题,根据柔性伞衣真实的物理折叠特点,引入自由变形思想,提出针对多气室柔性伞衣织物的展向折叠建模方法。采用直接约束型曲面变形技术,通过控制节点移动实现曲面变形,基于坐标矩阵变换对柔性伞衣织物进行展向压缩折叠;并用初始应力方法修正几何误差,使折叠模型具有初始本构力学特征。对翼伞柔性伞衣织物建立展向折叠模型,基于任意拉格朗日-欧拉方法进行充气过程的流固耦合计算,得到充气过程中结构动力学变化及非稳态流场的分布情况,与空投实验进行对比分析,证明了基于自由变形的新型柔性伞衣织物折叠建模方法的准确性与可行性。     

基于点模型的织物平整性能分析

为客观评价织物的平整度等级,给出一个基于点模型的织物平整性能分析流程。首先以三维高精度激光扫描仪上获取的织物离散数据点为研究对象,引入点模型的分析方法,筛选出反映织物表面起伏与否的特征点及其邻域点集,并在特征点邻域重构MLS曲面。然后,依据离散微分几何中的曲面理论,计算特征点在重构曲面上的高斯曲率和平均曲率,用曲率值的大小客观表达特征点处局部曲面的屈曲类型和弯曲程度。实验数据表明,织物点模型特征点处的曲率值揭示了点模型所代表的织物表面的褶皱起伏程度和尖锐程度,合理反映了织物的平整性能,可以为客观评价织物的平整度等级提供依据。     

织物应用效果模拟技术的探讨

织物应用效果模拟是当今织物CAD系统的发展方向，文章讨论了基于原始图片的织物应用效果模拟技术，提出一种建立映射曲面控制点的简便方法，基本实现织物应用化逼真的视觉模拟效果。该软件的开发对指导实际生产有很大的现实意义。     

织物悬垂三维形态的测量与重建

介绍了用结构光测量织物悬垂三维形态的方法。利用平行结构光在织物表面形成明暗相间的等高线条纹,用基于极坐标径向扫描的方法对织物投影图像中等高线条纹及织物边缘进行识别,得到织物曲面上的等高线及织物边缘点坐标,最后利用基于极坐标网格的三维曲面建模方法对悬垂织物的三维形态进行了重建。实验结果表明,上述方法能够比较理想地实现织物悬垂三维形态的测量与重建。     

轻柔无弹织物0曲率静态造型的建模研究

基于轻柔无弹织物静态造型由黎曼0曲率造型合成的观点,建立一种新的织物建模方法。0曲率造型由脊线带动脊线波曲面生成,建模的关键是确定脊线波曲面的截口方程并要求保长,从而实现脊线波曲面的保面积。将织物离散成m×n的网格点,探讨了织物网格点内蕴坐标与空间坐标的映射关系,通过输入脊线参数,在织物上生成任意位置、任意角度、任意大小、保面积的脊线波曲面,并考虑脊线波曲面的衰减,实现脊线波曲面和平面的平滑过渡。从仿真效果图来看,形态比较逼真。在系统性能上,造型时间与织物网格数成正比,达到实时仿真的要求,并有很好的稳定性。     

三原组织织物拉伸力学性能有限元仿真

为使织物在设计前就可预估其拉伸性能,对织物拉伸过程进行了有限元模拟和试验验证。通过超景深数码显微镜对织物试样的细观照片进行尺寸测量,得到纱线的几何结构参数,借助AutoCAD绘图软件建立了三原织物单胞物理模型;基于纱线拉伸试验和织物周期边界条件理论,利用有限元分析软件ANSYS研究了三原织物的拉伸性能;并将有限元仿真结果与拉伸试验结果进行对比。结果表明：织物经向拉伸时,经向平均应力、经向平均应变、纬向平均应变和泊松比的有限元模拟结果与试验结果的差异均在5%左右;经向弹性模量的有限元模拟结果与试验结果的差异也在10%以内;证明有限元仿真的可行性。     

回转结构预制体柔性针刺成型系统设计

针对现有异型针刺成型装备专用性强,难以适应小批量、多品种回转结构复合材料预制体的针刺成型要求的问题,提出一种复合材料回转预制体柔性针刺成型系统。根据回转预制体的针刺成型特性,提出采用四轴联动的针刺机运动机构和气动针刺头构型,基于可编程控制器(PLC)和触摸屏,设计了柔性针刺成型控制系统,并进行实验验证。实验结果表明:针刺实验针迹和模拟针迹高度一致,证明了四轴柔性针刺系统的可行性,该系统可以实现回转预制体的针刺成型;通过采用单气缸新型针刺头,针刺频率达到110次/min,针刺效率比现有的双气缸针刺头提高了1倍。     

基于3D扫描技术的织物悬垂性测试方法

文章提出基于3D扫描技术的织物悬垂性测试分析方法。利用3D扫描仪采集织物图像空间点数据,通过点云拼接、去噪、填充等平滑织物悬垂曲面得到扫描实体。沿着扫描实体的Z轴线方向等距离剖切得到多个XOY平面,并提取各个平面的悬垂波数、波峰半径等参数。实验结果表明,悬垂系数与传统方法测得的悬垂性指标相关性高,而织物各切面层波形个数、波形稳定高度、波峰半径与波谷半径变化趋势等参数直观地反映织物在三维空间中悬垂曲面形态变化,为评价织物悬垂性提供新的方法。     

模拟实际着装的织物抗皱性测试方法

针对现有的织物抗皱性测试方法不能直接用来表征穿着过程引起的折皱这一现象,提出一种可模拟实际着装的织物抗皱性测试方法。构建了模拟装置,并利用图像处理技术提取了折皱密度。经20块织物的相关实验验证得出：模拟方法与实际着装产生的折皱非常相似,说明模拟方法具有一定的可行性,且其测试稳定性好于折皱回复角法;0°折皱回复角与折皱密度的相关性最大,随后是45°,建议增加45°折皱回复角的测试,以使测试结果更能表征实际着装时织物的折皱变形能力;建立了多元回归模型,此模型可用来预测实际着装时的折皱密度,无需经过工作量繁重的服装制作和实际穿着实验。     

基于分层组合设计模式的纹样设计原理与方法

针对传统提花织物纹样设计在图案和色彩表现能力上的不足,采用数码提花织物分层组合设计模式来创新提花织物纹样设计的方法,达到提花织物创新的目的。文章分析了传统平面设计模式下提花织物的手绘纹样设计和计算机辅助设计的基本特点,探讨基于分层组合设计模式的纹样设计的基本原理和方法,提出可行的纹样创新设计的研究方法论和框架图,为提花织物纹样的数码化设计创新提供新的理论依据和可行的方法,并通过设计实践验证了理论与方法的可行性,为信息化时代提花织物产品的数码化设计创新提供新路径。     

基于纹理合成的提花绒类织物仿真

为了在计算机中实现提花绒类针织物的模拟功能,本文提出了一种基于纹理合成的提花绒类织物仿真方法。通过对纹理图像特征的了解,得出了提花绒类织物的纹理特征;接着,深入研究了纹理合成算法的模型及原理;然后,用数学方法描述了提花绒类织物的模拟问题;在此基础上,阐述了提花绒类织物的模拟流程,并提出了基于纹理增长和纹理填充的提花绒类织物纹理合成算法;最后,介绍了提花绒类织物的仿真步骤,并展示了提花绒类织物的仿真结果。     

基于自适应网格重划分的织物动态仿真

一直以来织物细节的动态模拟是图形学界研究的热点和难点。针对这一问题,文章提出了一种基于自适应网格重划分的织物动态模拟方法。首先,分析织物的物理特性,基于经典的质点弹簧模型,建立织物仿真模型。在织物动态仿真过程中,由于不同时刻织物的受力情况不同,导致织物不同程度的变形。根据其变形幅度的不同,利用边缘曲率准则对网格进行自适应重划分,采用推进波前法对网格重新生成,实现织物的自适应动态仿真。实验结果表明,自适应网格重划分的织物动态仿真方法,在确保仿真实时性的同时,能够有效改进织物的仿真效果,鲁棒性强。     

基于DirectX 3D技术的织物三维模拟仿真

介绍了DirectX 3D的技术原理,给出了基于该技术和三次样务插值算法实现织物三维模拟仿真的具体实施办法,为进一步实现服装的三维模拟仿真提供现实和理论依据.     

基于纱线纹理的横编线圈快速仿真与计算机实现

为建立适用于横编针织物CAD快速设计的真实感较强的线圈图元,对线圈模型以及线圈表面纹理变化等进行研究,建立了从平直纱线向弯曲线圈变形的纹理变化模型,形成线圈的真实感纹理,并在此基础上结合光照变化对线圈真实感进行优化。结合理论算法研究开发了计算机实现程序,并实现了不同纱线的线圈纹理模拟,验证了本算法的可行性,为开发基于线圈结构的针织物CAD快速设计提供了真实感较强,且纱线原料可调的线圈图元模拟方法,对于针织物仿真具有一定理论参考价值。     

网络环境下的机织物三维仿真模拟

为探索网络环境下的机织物三维仿真方法,建立了以圆形为纱线截面,三次B样条曲线为纱线路径中心线的织物空间几何模型;采用参数化设计方法,利用虚拟现实建模语言（VRML）和JAVA语言实现了网络环境下的机织物计算机三维模拟。上述方法生成的织物模拟图像文件体积小,通过Cortona等浏览插件即可实现网络发布,并能在网络环境下对三维模拟图像进行移动、旋转、缩放等操作,能在线交互输入纱线颜色及光照效果等材质属性,实时改变织物的模拟效果。为研究网络环境下的织物三维模拟提供了一种方法。     

基于Web的织物结构三维参数化仿真

为实现基于网络的织物结构三维参数化仿真,运用虚拟现实建模语言(VRML)构建了织物的三维仿真模型,研究了Java Applet通过VRML的外部编程接口EAI对织物仿真场景进行交互控制的原理、方法和实现过程,并给出了运行实例.为进一步研究织物异地协同设计提供一种思路.     

Development and characterization of flexible antenna based on conductive metal pattern on polyester fabric

Current paper focuses on the development and characterization of flexible antenna based on conductive metal pattern on polyester fabric. The flexible fabric patch antenna was prepared by printing of metallic patterns on fabric textures through a multi-step process. The inkjet printing followed by electroless nickel plating methods were employed to coat different patch sizes and shapes with extremely high conductivity on insulated fabric. The scanning electron micrograph imaging technique confirms the formation of Ni nanoparticle with normal distribution and average size of 150 ± 20 nm. The EDAX analysis reveals more than 93%w/w Ni which supports the high four-point probe conductivity of 2500 ± 175 S/cm for antenna patterns. The X-ray diffraction pattern also indicates the amorphous nickel formation and randomly phosphorus atoms trapped between the nickel atoms. Also, the measured results evidence that the tensile strength of the textile Antenna shows an increase of 25.72% in the warp direction and 19.98% in the weft direction. Also the amount of flexural stiffness significantly improves and the wrinkles reduced after electroless plating. Also the antenna’s gain and bandwidth were studied by spectrum analyzer and the coated film surfaces. The largest printed patch antenna experienced a significant increase of about 1 kHz in bandwidth and ?3 dB increase in gain value compared to other antennas. Also, the rectangular shape antenna showed a peak value at bandwidth of 4.2 kHz and gain value of ?0.1 dB in comparison with spiral antenna.     

平纹机织物空间参数化模型及仿真

在Peirce模型的基础上,采用圆弧和切直线描述纱线的屈曲形态,采用圆形描述纱线截面形状,基于坐标变换原理,建立了平纹机织物空间三维形态的数学模型。在此基础上,采用MATLAB语言编程,对平纹机织物进行参数化建模,实现平纹机织物在不同经纬纱线直径、不同经纬纱线密度、不同结构相下的三维仿真,并通过颜色插值、添加光源等改进模拟效果。     

石墨烯-棉针织物电极材料的制备及其性能

为使石墨烯与织物更好地结合制备可折叠、电化学性能良好的柔性超级电容器,以乙醇和N,N-二甲基甲酰胺作为溶剂,鳞片石墨为溶质,通过液相剥离法制备石墨烯溶液,再采用电化学沉积法将石墨烯负载到棉针织物表面。借助场发射扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪对棉针织物及柔性电极的表面形貌、元素含量及结构进行表征。结果表明:织物表面负载的石墨烯层数较少,且团聚现象不明显,采用电化学沉积法可成功地将石墨烯负载在棉织物上;当电沉积时间为90 min时,石墨烯-棉针织物电极材料的比电容为464.3 F/g,等效串联电阻为10.45 Ω,表现出良好的电容性、导电性、循环性能和柔韧性。