基于渗透二项式定律的多层织物多孔介质建模研究

为了构建一个能真实反映织物特征的多孔介质模型,首先测试不同厚度的织物在不同压差下的气流速度;然后对测试数据进行拟合分析得到压降与气流速度之间的函数关系,并利用多孔介质数学模型与拟合函数之间的关系,得到多孔介质模型的参数;最后利用多孔介质模型进行流体计算,证明模型可以用于模拟分析。结果表明:在一定范围下,压降和气流速度之间具有二次函数关系;得出函数拟合值与测试值之间的误差小于7%,模拟值与测试值之间的误差小于6%。所以,随着织物厚度增加函数关系趋于一致,构建的多孔介质模型符合织物的实际情况,并可以用于研究气流在织物内部的流动特征。     

织物接触冷暖感的模拟分析

为了探究织物接触冷暖感,针对织物与皮肤接触瞬间热量传导情况及其影响因素,采用有限元方法构建三维织物传热仿真模型分析织物接触冷暖感的影响因素。通过Texgen建模软件建立织物三维几何模型,结合等效热导率的串并联模型,用Ansys workbench软件进行仿真模拟。提取最大热通量值与KES-F7型织物冷暖感测试仪的测试结果进行对比验证,结果显示模拟值与测试值误差均在6%以内,且吻合度较好。研究结果表明:织物毛羽层厚度增大时,织物与人体皮肤接触面热通量会随之变小;当织物内部加入高热导率纱线时,织物与人体皮肤接触面热通量值随之增加,且热导率增大时,织物与人体皮肤接触面热通量增幅趋缓;当高热导率纱线数量增多时,织物与人体皮肤接触面热通量值也会明显增大。     

不同压强条件下环锭旋流喷嘴内部流场模拟

为探究在不同环锭旋流喷嘴气道入口压强条件下喷嘴内部的流场分布规律,借助STAR-CCM+与ANSYS CFX流体分析软件建立旋流喷嘴模型并进行数值模拟分析,得到在纺纱过程中旋流喷嘴内部气流的速度和压力分布云图。结果表明:空气通入气道入口的流动机制遵循涡流效应,以旋流状向纱道两端流出,向两侧流出的旋流可对纱线进行轻微解捻和毛羽的进一步贴服;喷嘴内部流场对比示意图表明入口压强对纱线受力的分布并无影响,但气流压强波动幅度随入口压强的增大而增大,波动幅度越大越利于毛羽的包裹,对纤维束的包裹作用也更强烈,但过大的气流压强会造成更多纤维的流失。     

基于有限单元法的平纹织物复合材料强度预测：1. RVE的有限元模型

 为更准确预测平纹织物复合材料的强度,基于平纹织物层合板内纱线的细观分布,建立具有双凸结构的特征体积单元RVE(representative volume element)有限元模型。模型内纱线浸渍体为弹性体,物性值随纱线走向变化,树脂为塑性体。利用有限元分析软件ANSYS,使用20节点solid单元分别对纱线、树脂进行离散,通过数值分析计算复合材料模量,并根据复合材料内纤维与基体的失效准则预测单胞强度。结果表明：通过有限元模拟得到的弹性模量值同理论计算值及实测值均一致,且预测的单胞强度同复合材料实际强度值相吻合;RVE有限元模型支持参数化建模,对平纹织物复合材料的强度预测有很好的应用价值。     

气流槽聚型紧密纺纯苎麻织物的开发与评价

对气流槽聚型紧密纺和普通环锭纺两种纺纱方式的苎麻纱线进行上浆、织造,并对织制的织物采用KES - FB织物风格仪测试其基本力学性能,在此基础上计算得到织物的4项基本风格值.实验结果表明,气流槽聚型紧密纺苎麻纱织物的滑爽度、硬挺度、平展度较普通环锭纱织物好,两种纱线织物丰满度差异不大,前者更适合作为夏季衬衫面料.     

旋流喷嘴对不同线密度纱线的作用机制

为研究旋流喷嘴纺纱方法对不同线密度纱线的减羽效果,借助计算流体软件模拟旋流喷嘴内部气流特性及不同线密度纱线在气流作用下的压强与速度分布,并用纺纱试验进行验证。模拟结果表明,进入纱道后的气流沿顺时针方向分别朝纱道入口及出口方向运动,纱线表面毛羽主要受到气流的包裹力和由于纱线自转而产生的相对包裹力作用。气流的旋转特性使得纱道管壁附近的压强高于轴线附近,因此不同线密度纱线的表面所处涡流的位置不同,受到的气流包裹力也不同。纱线线密度较小,表面受到的压强分布密集,x、y、z 向速度波动较大,其中20 tex 纱线表面的压强和速度分布情况优于10、30、40 tex 的。研究结果表明,旋流喷嘴压强在0.2 MPa 下,对20 tex 大麻/ 棉（40/60）的减羽效果最优,达到了87.6%,与数值模拟结果一致。     

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。     

机织物透气性的理论研究与测试进展

介绍了织物透气性的理论研究状况及现有织物透气性测试的方法。通过天然纤维织物和再生纤维织物的例证，说明了织物透气性与织物性状、纱线性状、几何结构等之间有一定的关系。     

基于图像处理的网格圈织物孔隙率检测

针对目前网格圈织物的孔隙测试相对困难的问题,本文采用图像处理方法对其孔隙及孔隙率的检测进行研究。首先对扫描所得的网格圈织物图像采用阈值分割方法将其转换成二值图像,对该二值图像可利用投影法判断经纬纱直径,计算得到理论孔隙率;然后对二值图像中纱线主体部分的干扰区域进行剔除,图像取反;最后通过面积滤波后提取孔隙数量、孔隙面积大小、孔隙分布以及计算实际孔隙率等指标,并且对面积过小的孔隙进行位置标定。实验结果表明,用图像处理方法对网格圈织物进行检测,能够客观反映网格圈织物的孔隙率和孔隙分布的均匀性,且实际孔隙率远低于理论孔隙率。     

超高分子量聚乙烯平纹织物的穿刺冲击模拟与响应分析

运用有限元方法对带刃刀具刺穿超高分子量聚乙烯平纹织物的冲击过程进行数值模拟,并通过准静态实验验证有限元模型的有效性。通过给出布面刺破效果的数值仿真模拟,对织物刺穿过程中的纱线的应力应变分布进行分析,得到冲击系统的能量变化规律。数值模拟结果指出:刀刺织物过程中,刀具的能量主要转化为织物的弹性应变能,其余为塑性耗散能和摩擦耗散能;纱线破坏以剪切断裂为主;平纹织物的弹性回复性能有助于抵抗刀具的冲击,增强其抗剪切性能是提高防刺性能的关键。     

含纱疵纱线的气流引纬牵引特性分析

为探究纱疵对气流牵引纱线的影响,根据纱疵在流体中的形状特性,提出以球体或圆柱体模型化短粗节纱疵新设想。基于Fluent的流场分析结果,对短粗节纱疵牵引力进行了数值计算,通过自行设计的主喷嘴气流引纬牵引力测试装置,测定了短粗节纱疵模型球体在0.3 MPa供气压力下的气流牵引力大小,并对前述数值计算结果的合理性进行了验证,得到较好的一致性。同时,探究了纱疵对纱线牵引力系数的影响效应,结果表明：随着纱疵直径增大,纱线牵引力系数的变化率呈先上升,随后逐渐趋于平缓现象;而随着纱疵数量的增多,牵引力系数的变化率呈逐次下降态势。     

基于ABAQUS的黏胶织物传热性能模拟分析

文章选用黏胶织物,根据织物结构的特殊节点,利用数值分析中的牛顿插值方法对纱线的中心线进行曲线拟合,再采用专业软件建立并分析织物的三维模型,对相关参数进行初始化设置,在有限元软件ABAQUS模拟织物传热过程,继而通过实验对模拟结果进行验证,最后模拟预测空气层厚度及织物厚度对织物传热性能的影响。结果表明:织物模型模拟结果与实验结果误差为8.12%,拟合程度较高,证明了模型及有限元方法的有效性及可行性;在相同条件下,随着空气层厚度的增加,织物外表面的温度越来越低,且下降梯度也越来越低。在相同条件下,随着纱线线密度的增加,织物厚度逐渐增大,织物传递热量逐渐减少,克罗值逐渐增大。     

基于数字单元法的三维正交织物微观几何结构建模

为了反映织物内部纱线的空间构型和微观几何结构,针对在织物建模过程中,因忽略纤维间的相互作用而引起的纱线截面形状变化的问题,基于数字单元法理论,提出了一种计算纤维间摩擦力的方法。通过纱线纤维化离散,用数值模拟和仿真方法模拟三维正交织物成型过程,建立了5种精度递进的微观几何结构数值模型。5种模型中的每根纱线分别由4、7、12、19和37根数字纤维表征。研究结果表明:随着纱线纤维化离散程度的提高,仿真时间延长,织物厚度减小,纤维体积分数增大,节点平均作用力下降速度变缓,势能变小;当每根纱线由19根数字纤维组成时,所建织物的微观几何结构数值模型与真实织物样本在显微镜下的内部切片图像较为吻合。     

不同涤纶机织物的透气性研究

文章从纤维材料到纱线再到织物三个环节对不同涤纶机织物的透气性能进行探讨。结果表明在同样的纱线原料、纱线捻度且织物紧度相近的条件下,斜纹组织透气性最佳,平纹组织次之,重平组织最差;在织物结构相同、纱线捻度近似、而纱线原料不同时,织物的透气性变化严重;在纱线原料和织物组织都相同的情况下,捻度变化规律复杂,纱线对织物透气性的影响存在着临界捻度的问题。     

干爽涤纶织物透气透湿性能测试与分析

通过对26种干爽(导湿快干)涤纶织物透气性、透湿性能的测试分析,可以看出:影响织物透气性的主要因素是纱线的组成和织物的紧度。纯涤纶织物,不论其截面形状如何,透气性都差,涤、棉交织物中,涤纶含量越高,透气性越差;纱线越粗,织物的经纬向密度越大,织物的紧度越大,透气性越差;织物的透湿性能与组成纱线纤维的种类,纱线的粗细及经纬纱的密度有关。棉的含量越高,透湿性越好,五叶涤纶丝Coolfibre(CF)与棉交织的织物的透湿能力要优于涤纶DTY与棉交织的织物。     

织物的孔隙特征与透气透湿性研究

研究织物的孔隙特征与透气透湿关系。对4种涤纶织物分别进行压汞法测试,得到了各织物的孔隙率、总孔面积、孔容、平均孔径等数据,与测试的织物透气率与透湿量进行了分析。结果表明:织物中孔隙之间的连通性较好,有利于织物的透通性;织物的孔隙体积增量与孔径关系曲线图存在两个波峰,分别表征纤维间孔隙和纱线间孔隙;透气率与孔隙率总体呈正相关,但透湿量并不总是与织物的孔隙率保持一致。认为:压汞法可以得到织物内部孔径的各参数,且数据较准确,可适宜于研究织物相关性能。     

不同纺织品透气性标准方法

分别采用ASTM D737—2004、ISO 9237—1995和GB/T 5453—1997标准对不同织物的透气性进行测试,研究测试方法、织物材料、测试压强、测试面积和涂层整理对织物透气性的影响。结果表明,采用ASTM D737—2004和GB/T 5453—1997测试的结果呈现较高的相关性;麻、羊毛等天然纤维的透气性好于锦纶、涤纶等合成纤维;涂层整理会明显降低织物的透气性。     

Calculated accuracy of Peirce's plain woven fabric model for geometric structure of plain woven fabrics

为提出一种可估计任意机织物结构理论模型精度的思路,利用Peirce织物结构理论计算平纹织物纱线的几何形态.用Keyence数码显微镜非破坏性地实际测量织物的关键点位置,并利用保形3次B样条曲线模拟织物结构.采用离散Fréchet距离判别理论计算的纱线构形曲线和实测模拟的纱线构形曲线的相似性程度.计算2条曲线上对应波峰点、波谷点及相邻波峰点与波谷点的离散Fréchet距离差的绝对值,得到一个可认为曲线相似时的阈值ε,并与织物厚度相比较,提出纱线中心线形状相似度的概念.阈值ε越小,则相似度越高,织物结构模型计算的精确度越高.通过MatLab应用程序,对2种平纹组织三维重建织物结构模型的相似性进行分析并计算出样品1和样品2经、纬纱的相似度值分别为90％、86％、82％、94％.     

Peirce平纹机织物结构模型的计算精确度

为提出一种可估计任意机织物结构理论模型精度的思路,利用Peirce织物结构理论计算平纹织物纱线的几何形态。用Keyence数码显微镜非破坏性地实际测量织物的关键点位置,并利用保形3次B样条曲线模拟织物结构。采用离散Fréchet距离进行判别理论计算的纱线构形曲线和实测模拟的纱线构形曲线的相似性程度。计算两条曲线上对应波峰点、波谷点及相邻波峰点与波谷点的离散Fréchet距离差的绝对值,得到一个可认为曲线相似时的阈值 ,并与织物厚度相比较,提出纱线中心线形状相似度的概念。阈值 越小,则相似度越高,织物结构模型计算的精确度越高。通过MatLab应用程序,对两种平纹组织三维重建织物结构模型的相似性进行了分析并计算出样品1和样品2经、纬纱的相似度值分别为90%,86%,82%,94%。     

不同组织大麻织物抗渗水性和透气性的测试分析

通过对蜂巢组织、麦粒组织、鸟眼组织、绉组织和透孔组织五块不同组织的大麻织物以及四块不同紧度平纹织物的透气性、 抗渗水性进行测试并对比分析,结果显示,织物的透气性与织物的经纬密度、经纬纱线号数、纱线捻度等关系密切.