基于紗線及面料性能的織物動(dòng)靜態(tài)懸垂模擬.pdf

1、服用面料以及裝飾類面料臺(tái)布和窗簾等紡織品其外形的美觀越來越受到關(guān)注，因而對(duì)面料性能及外觀的預(yù)測(cè)顯得尤為重要。20世紀(jì)80年代以來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷提高，對(duì)面料進(jìn)行動(dòng)靜態(tài)懸垂模擬仿真日益成為紡織領(lǐng)域較為熱門的研究課題。如果能夠通過輸入織物的性能達(dá)到計(jì)算機(jī)中對(duì)織物的動(dòng)靜態(tài)外觀形態(tài)進(jìn)行逼真的模擬再現(xiàn)或者預(yù)測(cè)，即在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)織物的動(dòng)靜態(tài)仿真效果，這將改變傳統(tǒng)的服裝設(shè)計(jì)過程，可以讓人們?cè)诎衙媪献龀煞b之前就可以看到服裝穿著后的具體效果，如果

2、再加上織物的材質(zhì)，圖案，顏色和周圍環(huán)境（光照和力學(xué)）作用，就可以更為逼真的把這一效果模擬出來。
　　 彈簧—質(zhì)點(diǎn)模型計(jì)算簡(jiǎn)單，運(yùn)算速度快，而且能夠和實(shí)際面料的力學(xué)性能進(jìn)行較好的結(jié)合。因此本文選擇了彈簧質(zhì)點(diǎn)模型實(shí)現(xiàn)面料的模擬過程。對(duì)彈簧—質(zhì)點(diǎn)模型中每種彈簧的受力分析采用了不同的方法以達(dá)到能夠?qū)椢飸掖剐螒B(tài)的再現(xiàn)和預(yù)測(cè)的目的。模型中拉伸彈簧的受力和伸長(zhǎng)關(guān)系曲線方程采用了對(duì)KES拉伸測(cè)試中拉伸曲線進(jìn)行擬合的方法;而彎曲彈簧的受力和伸長(zhǎng)

3、關(guān)系曲線方程則采用了基于織物的力學(xué)性能指標(biāo)和結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行擬合的方法;由于在模型中模擬的剪切彈簧為45°方向受力，而KES剪切測(cè)試則為斜向測(cè)試即測(cè)試織物的斜向受力和斜向變形角之間的關(guān)系，這種測(cè)試方法所得結(jié)果并不適用于彈簧—質(zhì)點(diǎn)模型，本文采取了用織物的45°彎曲受力代替織物的剪切受力來模擬彈簧—質(zhì)點(diǎn)模型中剪切彈簧的受力。在本文中對(duì)拉伸彈簧的應(yīng)力應(yīng)變曲線中的不合理之處也做了進(jìn)一步修正，認(rèn)為彈簧—質(zhì)點(diǎn)模型中的每根結(jié)構(gòu)彈簧的彈簧系數(shù)和模擬的整根紗

4、線的彈簧系數(shù)相同，而不是將模擬紗線的彈簧系數(shù)平均到每根結(jié)構(gòu)彈簧中。本文實(shí)測(cè)30組數(shù)據(jù)，對(duì)棉織物、滌棉織物、滌綸織物的彎曲受力進(jìn)行了擬合，得到織物的彎曲受力和45°彎曲受力與織物結(jié)構(gòu)參數(shù)和基本力學(xué)性能指標(biāo)之間的關(guān)系曲線方程，并將該方程帶入到彈簧—質(zhì)點(diǎn)模型中，這將對(duì)不同纖維材料織物的懸垂進(jìn)行預(yù)測(cè)具有參考意義。
　　 本文基于Visual C++編程環(huán)境，使用OpenGL技術(shù)建立織物的懸垂模擬環(huán)境，以建立模型、數(shù)值求解、碰撞檢測(cè)和碰撞