轴向经编针织物的设计与仿真

为了解决轴向经编针织物计算机辅助设计方面的不足并且最终实现其快速设计,本文针对轴向经编针织物的CAD设计与仿真功能进行了研究。在深入了解轴向经编针织物生产工艺的基础上,采用实验的方法测量了织物结构的尺寸,建立了轴向经编针织物的CAD设计模型,其中包括地组织模型和铺纬组织模型;重点研究并建立了轴向经编针织物的纱线与线圈的二维仿真模型,以及玻璃纤维衬纱、线圈的三维仿真模型;以Visual C++ 为开发工具,并且结合OpenGL（Open Graphics Library）图形库,最终在WKCAD4.0系统中实现了轴向经编针织物的CAD设计与仿真功能。     

基于计算机视觉技术的经编线圈结构仿真

该文根据线圈形态变化特征,运用非线性曲线方程对经编线圈结构进行数学建模,建立了三维经编线圈结构模型。基于计算机视觉技术对线圈模型进行光照处理和纹理结构合成,得到了经编线圈的光照模型及纹理映射模型,结合Visual C++和OpenGL三维图形处理技术,开发了仿真程序,实现了经编针织物三维仿真。由演示的效果图可以看出,经过光照及纹理处理后仿真结果与实际线圈结构十分相似,具有良好的立体真实感。     

应用线圈模型的羊毛衫组织搭配与变形模拟

为解决羊毛衫花型设计复杂以及现有CAD 软件只能通过意匠图设计花型,呈现不出实物效果等问题,根据羊毛衫线圈的形态特征建立成圈、集圈、移圈和浮线的线圈结构模型;分析了不同类型线圈组合后的纱线连接方式,提出了组织搭配原则和纱线排列的逻辑关系;结合弹簧质点模型研究了羊毛衫不同线圈相互牵扯所产生的变形,分析质点受力并模拟线圈的变形;利用建立的线圈模型、组织逻辑关系和力学分析模型在VC++ 语言下实现羊毛衫的CAD 基础开发,并通过OpenGL 的渲染使二维模型具有三维仿真效果。这款CAD 可直观地由线圈模型直接设计羊毛衫的花型并进行变形模拟和三维仿真,使设计出的花型更具有实物效果。     

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。     

棉氨弹力针织物线圈结构模型的建立

分别建立弹力纬平针织物的紧密线圈结构模型、纯氨纶纱线线圈结构模型以及织物中的氨纶线圈结构模型,分析各个模型中圈高、圈距与线圈长度之间的关系。进一步结合8种实际针织物的规格数据,分析建立的线圈结构模型,验证棉纱和氨纶纱线之间存在相互作用力关系,即棉氨弹力纬平针织物的纵密大于横密,为弹力针织物的规格设计及分析提供理论基础。     

基于线圈模型的羊毛衫花型仿真模拟

提出了一种新的羊毛衫花型仿真模拟算法,可大幅度减少计算量,提高羊毛衫CAD系统的模拟速度,并且整体模拟效果较为真实,有效节约羊毛衫试织成本.该方法首先根据毛针织线圈特点建立了由5个弧线组成的线圈模型,并给出线圈关键点之间的数学关系;然后考虑纱线粗细、织物密度及光照效果对线圈模型做了进一步改进,使其更具真实感;最后给出了不同条件下的羊毛衫花型结果,通过对结果分析,得出该方法简单快速,花型整体模拟效果较好的结论.     

纬编针织物刺物穿刺过程纱线张力变化特性

建立了刺物从纵向和横向刺入纬编针织物过程的物理模型，对线圈之间纱线作用力进行了分析：研究了针织物在刺物穿刺过程中的线圈纱线张力变化特性，对张力模型进行了推导和验证：结果表明，理论和实验比较吻合，所建立的刺物刺入过程线圈纱线张力模型是有效而且比较准确的：     

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。     

一种改进的织物外观真实感模拟高效算法

为提高织物外观真实感模拟算法的效率,提出一种改进的、简洁高效的织物外观模拟算法。在织物外观仿真中,通过优化纱线模型,并利用计算机图形学中的多边形深度缓存算法,结合织物中纱线的反射特性,以及浮长线对织物外观的影响,建立了基于浮长线的屈曲模型,最后结合图像技术,使模拟的织物具有较强的真实感。实验结果表明,这种算法利用二维图像方法达到三维模拟的目的,降低了运算复杂度,提高了效率。     

基于NURBS曲面的经编针织物三维模型

 为使经编针织物CAD系统具有更真实的模拟效果,给设计人员提供准确的工艺设计方案,使用NURBS曲线和曲面的方法建立经编针织物的三维结构模型,并利用保形保凸反算插值的方法,在基本型值点的基础上重构表示经编线圈曲线模型的控制多边形,精确地确定空间纱线的实际形态和位置,描绘出精确的空间曲线。借助于Visual C++和Open GL开发工具,在计算机上实现了经编针织物的三维仿真。由实现的基本经编针织物效果图可以知道,这种模型能达到较好的仿真效果。     

应用混色纱纹理信息的纬编针织物模拟

为研究数码混色纱纬编针织物的外观色彩及纹影的模拟方法,利用图像处理技术对采集的图像进行平滑去噪,得到剔除细节的模糊图像,在Lab 空间下运用彩色图像硬聚类算法对平滑后的图像进行聚类分割,得到混色纱主体图像,获取其左右的边界和中心线信息;然后在经典的Pierce 线圈模型的基础上,利用混色纱主体图像的廓线信息完成由纱线到线圈圈弧和圈柱的映射;最终根据不同组织的圈弧和圈柱的覆盖关系,得到基本纬编针织物组织。结果表明,提出的纱线映射线圈算法,通过织物组织结构及密度可模拟混色纱纬编织物的混色色彩及外观纹影。     

经编提花无缝成形织物的计算机设计与仿真

针对经编提花无缝成形织物特点,提出采用垫纱运动和贾卡意匠相结合的织物设计模型对该类织物进行CAD设计;在深入研究经编提花无缝成形织物结构特征的基础上,建立了该类织物的线圈结构理论仿真模型;在以线圈根部为变形集中点的线圈偏移假设前提下,重点对各类提花无缝成形织物因纱线张力导致的线圈形变进行了理论分析。运用上述织物设计模型、线圈结构仿真模型和线圈形变规律,采用VC++.net进行程序设计,实现了对经编提花无缝成形经编织物的直观快速设计与仿真。     

纬编针织物基本组织的计算机三维模拟

针对当前针织物模拟技术存在的缺陷及不足,探索计算机模拟纬编针织物的新方法。在Visual Basic环境下,以Pierce模型为基础,采用圆形截面,由三次B样条曲线模拟纱线路径,利用虚拟现实建模语言（VRML）实现纬编针织物线圈及基本组织的计算机三维模拟。模拟结果很好地表现了针织组织在空间的串套关系以及整体效果,可通过网络浏览器直接进行浏览;模拟图像便于网络发布,并可动态对其进行任意的平移、缩放、旋转等操作。     

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。     

基于线圈面积的罗纹织物半球成形研究

为研究纬编轴向织物的成形性能,分别采用芳纶、涤纶和超高分子量聚乙烯纱线在手摇横机上编织1+1罗纹织物,并铺覆在不同直径的半球上,测量织物试样在不同直径半球的不同高度上局部线圈面积的变化情况,探讨纱线自身力学性能、织物成形高度及球体直径对织物局部线圈面积变化的影响。结果表明,纱线的弯曲性能越好,在相同直径的球体上,织物局部线圈的相对面积变化越小;成形球体直径越大,织物局部线圈的相对面积变化越小;同一织物在同一半球体上,织物局部线圈的面积变化不均匀,与成形高度相关。该研究有助于纬编轴向织物三维成形的理论研究。     

纬编仿蕾丝织物的设计与仿真

为实现纬编仿蕾丝面料的快速设计,提出了花型意匠模型、编织意匠模型,并构建了二者之间的变换关系。在深入研究该织物各部分结构特征的基础上,建立了织物理想状态下线圈结构的基本模型,确定了线圈中各控制点的位置,并对线圈结构变形进行分析,得出了该类型织物线圈变形规律。利用VC++.net进行程序设计,实现了对纬编仿蕾丝面料的仿真。织物仿真在结合意匠信息的基础上还考虑到纱线原料的粗细、颜色等因素,具有较好的仿真效果。     

A new approach to de‐curling force of single jersey weft‐knitted fabric

In this work, the curling behavior of cotton single jersey weft‐knitted fabric was studied using a new non‐destructive test method. Eighteen series of dry‐relaxed weft‐knitted fabric samples were produced with three different yarn twist levels (724.5 tpm, 807 tpm, and 890 tpm), two yarn twist directions (Z and S), and three different loop lengths (2.7 mm, 2.85 mm, and 3.2 mm). Curling behavior was characterized in terms of curling distance (CD), de‐curling force, and de‐curling energy. The results show that weft‐knitted fabric samples with a lower loop length and higher yarn twist level exhibited higher de‐curling force and de‐curling energy. It is indicated that the de‐curling force of weft‐knitted fabric samples produced from the Z‐twist cotton ring‐spun yarn is higher than that of the samples produced from the S‐twist cotton ring‐spun yarn. The regression analysis results also illustrate that de‐curling force and de‐curling energy are non‐linearly correlated with edge CD, and variation trends follow polynomial equations. The result of this research suggests that the curling behavior of weft‐knitted fabric can be predicted in terms of de‐curling properties.     

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。     

不锈钢丝包芯纱针织物电磁屏蔽性能研究

采用涤纶长丝、棉粗纱和超细316L不锈钢丝在HN32-04型棉纺花式捻线机上纺制不锈钢丝包芯纱,并在龙星LXC-252SCV型电脑横机上编织纬平针织物及浮线添纱针织物。介绍纺纱原理及编织工艺,并测试不锈钢丝包芯纱的拉伸性能以及针织物的电磁屏蔽效能。结果表明,不锈钢丝包芯纱的平均拉伸断裂强力为38.96 N,位移为124.30 mm,其拉伸过程分为不锈钢丝断裂、纱线中纤维抽拔、纱线断裂过程。随着电磁波频率的不断增强,纬平针织物和浮线添纱针织物的电磁屏蔽效能下降。针织物结构不同,织物紧密程度和线圈大小不同,对不同频段电磁波的屏蔽能力也不同。