基于物理性能的織物服用性能的預(yù)測研究.pdf

1、織物服用性能指用人的感觀判斷的織物性能，包括觸覺風(fēng)格(手感)、形態(tài)風(fēng)格(如懸垂性)及舒適性等。本論文研究織物觸覺風(fēng)格、形態(tài)風(fēng)格和熱濕舒適性預(yù)測中必須的三項重要物理性能——織物剪切、壓縮及透氣性能預(yù)測的基本理論和更精確方法，目的是健全梭織面料性能設(shè)計的理論和方法體系，實現(xiàn)織物服用性能的科學(xué)預(yù)測。 1．梭織物剪切性能預(yù)測 從理論上推導(dǎo)出梭織物剪切剛度與織物組織、織物密度和經(jīng)緯紗摩擦系數(shù)變化率之間的理論方程，鑒于摩擦系數(shù)變化率

2、很難通過理論研究或直接測試進(jìn)行定量表征，而且同一類型紗線間摩擦力大小主要與接觸面積大小有關(guān)，不同類型織物的紗線間摩擦可能存在系統(tǒng)差異，所以通過實驗對不同類型織物分別求取摩擦系數(shù)變化率與紗線直徑等因素間的實驗方程。分別以精紡毛型織物和化纖長絲織物為例，確定出經(jīng)緯紗間摩擦系數(shù)變化率與織物組織及經(jīng)緯紗接觸面積等參數(shù)之間的實驗方程，將實驗方程與理論方程結(jié)合建立起這兩類織物剪切剛度的預(yù)測方程。驗證表明精紡毛型織物的剪切剛度預(yù)測平均誤差率＜10％，

3、最大誤差＜20％。 從理論上推導(dǎo)出織物剪切滯后量與織物組織、經(jīng)緯密度及單一交織點剪切滯后之間的關(guān)系方程，同樣采取實驗方法分類求取了精紡毛型織物和化纖長絲織物的單一交織點剪切滯后與經(jīng)緯紗接觸面積等參數(shù)之間的關(guān)系方程，將實驗方程與理論方程結(jié)合建立起兩類織物剪切滯后的預(yù)測方程，驗證表明精紡毛型織物的剪切滯后方程預(yù)測最大誤差低于20％，平均誤差在10％左右。 2．梭織物壓縮性能預(yù)測 壓縮性能是織物中纖維、紗線彎曲性能和幾

4、何結(jié)構(gòu)共同作用的結(jié)果，壓縮功和壓縮滯后與初始厚度高度相關(guān)；利用經(jīng)緯紗線線密度和織物組織建立了精紡毛型織物初始厚度的表達(dá)方程，驗證表明該方程預(yù)測平均誤差＜10％，最大誤差率＜20％；分別采用線性模型、指數(shù)模型建立了壓縮功預(yù)測方程，驗證結(jié)果表明：方程對精紡毛型織物的預(yù)測的平均誤差率＜10％，最大誤差率＜20％，比較而言，線性模型簡單，預(yù)測誤差較小，而指數(shù)模型能更好地解釋織物的壓縮過程，預(yù)測結(jié)果比較穩(wěn)定。 分別采用線性模型和結(jié)構(gòu)微元法

5、建立織物壓縮功損失量(壓縮滯后)的預(yù)測方程，驗證表明方程的平均誤差15％左右，對比發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)微元法較全面地考慮了影響壓縮損失功的結(jié)構(gòu)參數(shù)，預(yù)測精度穩(wěn)定。 3．梭織物透氣性能預(yù)測 實測分析了織物孔徑分布、孔徑與結(jié)構(gòu)參數(shù)及透氣性的關(guān)系，研究表明織物孔徑在較寬范圍內(nèi)呈現(xiàn)由小到大，左偏不對稱分布；紗線間孔隙和纖維間孔隙尺寸有比較明顯的分界限，織物孔徑大小與織物緊度及組織浮長等結(jié)構(gòu)參數(shù)顯著相關(guān)，織物透氣受織物孔徑影響顯著，孔徑與織物

6、透氣量的相關(guān)性一般在0.8以上。 用流體力學(xué)的哈根—伯肅葉(Hagen—Poiseuille)定律推導(dǎo)出紗線間孔隙透氣量(Q1)與織物結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系式，采用表觀直徑更準(zhǔn)確地表達(dá)紗線間孔隙，并采用實驗方法探討了紗線表觀直徑與理論計算直徑和相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系。實驗證明利用哈根—伯肅葉公式可以表達(dá)織物透氣的主體成分，即織物透氣量主要取決于紗線表觀直徑、織物密度和厚度；用逐步回歸分析方法探討了織物中纖維間孔隙透氣量(Q2)與結(jié)構(gòu)參數(shù)

7、的關(guān)系，得到了織物總透氣量(Q)與紗線間孔隙透氣量計算值(Q1)和織物總緊度(E)之間的關(guān)系方程；驗證表明：除強(qiáng)捻紗、長絲交織織物外，方程對普通毛型織物預(yù)測的平均誤差在13％以內(nèi)。另外還建立了預(yù)測梭織物的透氣性能的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，兩種方法的預(yù)測精度相當(dāng)。 4．織物服用性能設(shè)計預(yù)測系統(tǒng)精度的改進(jìn) 與已有實驗方程的比較分析發(fā)現(xiàn)，本論文建立的梭織物物理性能的預(yù)測方程的精度有較大幅度的提高；用本論文建立的理論和方法構(gòu)筑了織物服