基于弹性杆理论的纬平针织物三维建模

基于前人研究的线圈弹性杆理论模型,研究了高性能纱线纬平针织物中线圈的三维几何形态。利用弹性杆模型计算得出纬平针织物线圈上的型值点,再采用三次B样条曲线插值对线圈的几何形态进行三维仿真,结果发现模拟出来的三维纬平针织物与纬编弹性杆模型有很好的一致性;同时通过实际编织的高性能纱线纬平针织物与弹性杆理论模型进行比较,发现刚性链类高性能纤维更适合于使用弹性杆理论。     

基于ABAQUS的筒状纬编针织物拉伸力学性能模拟

为更好地了解筒状纬编针织物抵抗拉伸变形的能力,基于对织物试样尺寸测量得到的几何结构参数,借助Rhino 3D建模软件建立了纬编针织物线圈模型和筒状纬编针织物模型;同时利用有限元分析软件ABAQUS在单位线圈和筒状织物2个方面研究了筒状纬编针织物的纵向拉伸性能;对织物拉伸过程进行有限元模拟和实验验证,并对针织物拉伸过程中纱线形变和应力分布进行探讨,将有限元仿真结果和拉伸实验结果进行对比分析。结果表明:筒状针织物纵向拉伸时,发生线圈转移和纱线伸长现象,其形变和应力变化的有限元分析结果描述准确,应力-应变数值计算结果与实验结果的差异在8%以内,证明有限元仿真的可行性。     

基于视觉测量技术构建针织线圈三维结构

采用视觉测量技术中的三角测量原理对针织物线圈进行直接取点测量,并根据光学几何理论提取出纬平针织物线圈上所选取特征点的三维几何坐标值,依据这些点的坐标使用相关数学软件构建出针织物线圈的三维几何模型。这种研究方法是对针织物线圈三维几何结构特性的直接反映,避免了使用传统的几何假设方法进行理论推导时对线圈的过于理想化的假设,能够比较真实地反映出纱线在线圈中的空间形态以及针织物线圈之间的串套效果。在获取线圈几何结构的基础上,通过实验进行验证,证明了其准确性。     

纬平针织物的计算机三维模拟

为探索计算机模拟纬平针织物的新方法,更加真实地反映其三维结构,在Pierce二维纬编针织线圈模型的基础上,根据针织物空间几何结构的特点,建立了三维几何线圈模型。它由几段用参数方程表示的空间圆弧和曲线连接组成,通过OpenGL程序设计和库函数中的球体模型,在Visual C++编程环境下实现该线圈模型。研究和模拟结果表明,采用这种建模和实现方法,无需消隐处理,可较为逼真地显示出纬平针织物线圈在三维空间中相互串套的效果。     

纬编针织物刺物准静态侵彻线圈扩张长度分析

通过纬编针织物刺物准静态侵彻实验和线圈滑移长度分析系列实验，对单面纬编针织物剌物穿刺过程中的线圈纱线滑移扩张进行研究。分析线圈纱线扩张长度的大小、影响因素和计算方法，其结果可作为研究建立纬编针织物穿刺响应计算模型的基础。     

NURBS曲线反算不同参数取值法在纬平针织物仿真中的比较

为精准模拟和灵活控制纬平针组织三维仿真效果，通过分析纬平针织物的几何结构改进成圈线圈模型，建立纬平针组织三维结构模型，获得线圈中心线型值点数据和纱线的结构特征。使用Code::Blocks开发环境、C++语言和OpenGL函数库，基于非均匀有理B样条(NURBS)曲线原理，采用均匀参数化法、弦长参数化法和向心参数化法3种不同的节点矢量计算方法，反算控制点，之后拟合曲线模拟线圈中心线，比较使用不同节点矢量计算方法时线圈中心线结构的模拟效果，最终得到合理通用的仿真效果，并可根据型值点的选取情况以及各方法的特性选择合适的节点矢量计算方法。基于NURBS曲面原理可模拟纬平针组织纱线表面，并增加光照与材质效果，实现纬平针组织三维实体仿真。     

纬编均匀提花针织物仿真结构模型的建立

为分析纬编均匀提花针织物的结构特征,选取6块由不同粗细纱线编织而成的不同密度的纬平针织物进行研究,得出了理想状态下的线圈模型。采用圣东尼SM-DJ2TS 双向电脑提花圆机编织反面为芝麻点、纵条纹等不同提花方式形成的双面提花织物,并对其结构特征进行分析。受反面线圈的影响,反面为芝麻点时织物正面呈现菱形隐条纹,反面为纵条时织物正面呈现二针纵条纹。根据织物呈现的不同外观效应,利用超景深VHX?600 三维显微镜观察其结构,在成圈线圈模型的基础上分析其线圈变形规律,从而得到该类织物线圈结构模型,可为纬编均匀提花针织物仿真提供理论参考。     

基于OpenGL改进算法织物线圈模型三维仿真

为了实现纬编针织物三维结构的建模与仿真,在研究纬编针织物线圈编织原理的基础上,采用OpenGL技术并改进算法实现对纬编针织物的快速建模。本文通过网格模型可以快速、准确地确定纬编线圈控制点的三维坐标。通过分段三次插值算法得到线圈三维空间模型的型值点坐标,再利用改进的弯曲管线生成算法,实现线圈三维模型的仿真。该方法借助OpenGL实现了计算与绘图的分离,极大地提升了绘制模型的速度。     

复杂曲面筒状纬编针织物的建模仿真研究

为了使筒状纬编针织物具有更加真实的模拟效果,为纺织CAD设计人员提供更加直观以及准确的工艺设计思路,文中提出通过NURBS建立筒状纬编针织物的三维模型,并根据圆形纬编针织机和纬编织物的特性进行网格划分,在划分得到的网格单元内设定控制点并建立线圈模型。运用OpenGL开放图形库和Visual Studio,在计算机上进行复杂曲面筒状纬编针织物的三维仿真,为纬编针织物的三维仿真提供思路。     

基于交织点改进弹簧-质点模型的纬编针织物动态变形模拟

为了对不同线圈单元组成的纬编针织物进行动态变形模拟,从而预设织物结构形态和加速面料设计流程。首先通过建立三维结构模型,获得了线圈中心线型值点和交织点之间的关系,并基于交织点改进传统弹簧-质点模型,得到了与纬编针织物适配度更高的变形模型,然后以交织点为桥梁关联结构模型和变形模型,通过NURBS曲线反算原理绘制线圈中心线路径,采用力学求解方法不断更新织物形态变化,使用计算机工具展现了关联模型的动态模拟过程,并举例展示了不同织物组织的变形模拟效果。模拟效果表明,建立的三维结构模型具有合理性与真实性,改进的弹簧-质点模型具有极高的适配性,基于交织点关联两者为后续模拟提供了支撑,采用NURBS曲线并通过力学求解等方法实现纬编针织物的三维动态模拟具有可行性。     

Finite element modelling the mechanical performance of pressure garments produced from elastic weft knitted fabrics

Compression garments mainly produced from elastic knitted fabrics have attracted many attentions due to their medical care performances. Components’ characteristics of the pressure garments such as yarn and fabric structure affect significantly the pressure applied on the human body. In this paper, it is aimed to simulate the effect of yarn’s mechanical properties as well as fabric structure on mechanical performance of the compression garment. For this purpose, a precise geometrical model for fabric structure is needed by which the pressure applied to the body could be predicted. Accordingly, double jersey knitted fabrics containing elastane weft yarns were produced on an electronic flat knitting machine and the fabric tensile properties were measured in course direction. Using equations governing the fabric structural unit-cell, a real geometric model was created in a finite element software environment. Considering the linear visco-elastic properties for elastane weft yarn, stress-strain curve was extracted. The results obtained from numerical simulation were compared with the experimental data in order to validate the proposed geometrical model. The findings demonstrate a good agreement between experimental and simulation results.     

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。     

水溶性维纶在纬编针织产品上的应用

介绍了两款利用水溶性纤维的特性和纬平针的卷边性能开发的特色纬编花式面料,包括1种大网眼针织物和1种纬编针织荷叶花边布。阐述了各款面料的外观效果、编织工艺及其成形原理。详细介绍了编织工艺中设备参数、纱线配置方法、织针排列、三角排列以及面料规格参数。     

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。     

基于六边形网格结构的针织物三维建模

为方便快捷地构造出接近针织物真实线圈的三维几何模型,提出一种基于六边形网格结构理论的方法。首先根据针织线圈穿套时形成的交织点,构建出六边形网格结构,由此确定每个线圈单元的8个特殊型值点,并根据纱线线密度和织物厚度通过三角函数关系求得型值点的具体坐标。其次将型值点插入非均匀有理B样条曲线,利用反算法推算出控制顶点及确认最终纱线路径,并进行扫面操作形成单个纱线线圈。最后通过阵列方法依次重复排列,得到特定组织循环的针织三维模型,并且对单元模型进行导热分析。结果表明,最终模拟计算结果与实际测量值的误差在4%以内,所建模型具有较好的实用性和合理性。     

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。     

纬编针织物线圈建模与变形三维模拟

为使纬编针织物具有更真实的力学效果和体积感,在改进的弹簧-质点模型的基础上对线圈进行结构建模。同时采用插值算法,在相邻型值点间插入两个新的型值点,用NURBS样条曲线连接线圈型值点,解决了NURBS不能穿过所有型值点的问题。为模拟股线的捻度,以此样条曲线为几何中心,用四根圆柱围绕,通过对相邻型值点的空间坐标计算三个相对欧拉角,对圆柱进行相应的旋转变换。测量了真实线圈的形变量,分析出线圈形变量与质点位移量的关系来模拟线圈变形。用velocity-Verlet数值积分方法求解力学方程,计算各质点位移。借助于Microsoft Visual Studio 2010集成开发工具和OpenGL三维绘图函数库,在计算机上实现了纬编织物的三维建模和变形仿真。     

基于仿生学的冬季针织运动面料开发与性能评价

为开发出热湿性能优良的冬季针织运动面料,基于SolidWorks软件对3类蝴蝶鳞片进行几何结构三维建模,根据模型特征采用双股70 dtex(72 f)Dryarn^®聚丙烯纱线作面纱,50 dtex Dryarn^®聚丙烯纱线包覆17 dtex氨纶作地纱,以及150 dtex涤纶作面纱,30 dtex涤纶包覆20 dtex氨纶作地纱,在SANTONI MF8-CHN单面电子提花圆机上开发了6种仿蝴蝶鳞片结构针织面料;通过对仿生结构针织面料的保暖性、透湿性、透气性及液态水分管理能力进行测试分析,进而运用模糊数学对织物的热湿舒适性能进行综合评价。结果表面:以Dryarn^®聚丙烯纱线为原料织造的蝶翅结构仿生织物不仅热湿舒适性能良好,且织造工艺简洁高效,拓宽了从织物组织结构设计方面开发功能纺织品的思路。     

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.