基于力學(xué)模型的平紋織物結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、織物結(jié)構(gòu)是指織物中經(jīng)緯紗線在空間的相互關(guān)系，精確描述織物結(jié)構(gòu)有助于得到較為真實的三維外觀模擬效果。但是由于對織物結(jié)構(gòu)的描述還不夠完善，使得對復(fù)雜組織織物模擬時仍有較大失真，甚至于不能正確反映因纖維材料、上機(jī)張力等差異引起結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化的最簡單的平紋織物的織物結(jié)構(gòu)。本課題從紗線在平紋織物內(nèi)受力角度出發(fā)，研究紗線在平紋織物中的動態(tài)變化直至達(dá)到最終平衡，得到其最終的位置，為其他組織的織物結(jié)構(gòu)計算提供有益的探討。
　　 本研究中，考慮影響

2、平紋織物結(jié)構(gòu)參數(shù)有：紗線本身彈性特征、紗線半徑、經(jīng)紗張力、經(jīng)緯密、經(jīng)緯紗之間摩擦力以及織機(jī)上邊撐的作用力。研究假設(shè)紗線為完全彈性體，以Perice織物結(jié)構(gòu)模型中第九結(jié)構(gòu)相作為紗線初始狀態(tài)，得到各個組織點(diǎn)處經(jīng)紗的初始位置值；按照組織點(diǎn)位置，計算經(jīng)紗伸長量；再根據(jù)虎克定律，計算經(jīng)紗線受力與給力情況，以及在各個方向的分量，判斷各個組織點(diǎn)的運(yùn)動趨勢和運(yùn)動方向；對按照各個組織點(diǎn)的運(yùn)動趨勢，在運(yùn)動方向走一定的步長。按照上述步驟，重新計算其運(yùn)動趨勢，

3、若某個分量的運(yùn)動趨勢同上一次的趨勢相反，則下一次的該方向上的運(yùn)動步長減半。如此重復(fù)，直至所有的組織點(diǎn)不再有運(yùn)動趨勢，或者保持穩(wěn)定直至平衡為止，從而得到經(jīng)緯紗的最終位置。
　　 根據(jù)以上原理，編制了MATLAB應(yīng)用程序。程序運(yùn)行后，結(jié)果顯示：(1)在其他織物參數(shù)相同的前提下，增大經(jīng)緯紗的線密度，使得紗線直徑增大，導(dǎo)致經(jīng)紗屈曲程度增大；同時，組織點(diǎn)處經(jīng)緯紗之間包圍角增加，導(dǎo)致相互摩擦力增大，相鄰經(jīng)組織點(diǎn)則向相反方向受力產(chǎn)生位移，也會

4、導(dǎo)致經(jīng)紗屈曲程度增大。(2)保持經(jīng)紗屈曲波高不變，增大織物緯密，兩相鄰緯紗靠攏，相鄰緯紗的中心距減小，由于經(jīng)緯紗之間摩擦力也帶動同一交織點(diǎn)處經(jīng)組織點(diǎn)向一起靠攏，因此增大經(jīng)紗的彎曲程度。(3)當(dāng)纖維原料不同時，纖維原料密度越大，紗線直徑越小，同一交織點(diǎn)處經(jīng)緯紗線之間的接觸面積減小，緯組織點(diǎn)與經(jīng)組織點(diǎn)間的相互摩擦力減小，緯組織點(diǎn)上方經(jīng)紗向下移動，下方經(jīng)紗向上位移，經(jīng)紗的屈曲程度就越??；經(jīng)紗屈曲程度增大。(4)纖維材料不同時，經(jīng)紗彈性模量越大