基于带状纱线模型的机织物参数化仿真

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作者 姜珂 宋明明 +2 位作者 彭佳佳 刘锋 卢致文 《毛纺科技》 北大核心 2025年第4期95-100,共6页

为提升机织物仿真的真实感效果,降低因反复试织打样产生的资源损耗,针对仿真过程中织物建模复杂、模拟效率较低等问题,提出了一种基于带状纱线模型的织物建模方法,结合真实纱线图像的纹理映射,实现机织物真实感快速仿真。通过将传统管... 为提升机织物仿真的真实感效果,降低因反复试织打样产生的资源损耗,针对仿真过程中织物建模复杂、模拟效率较低等问题,提出了一种基于带状纱线模型的织物建模方法,结合真实纱线图像的纹理映射,实现机织物真实感快速仿真。通过将传统管状纱线模型简化为带状,利用Catmull-Rom曲线拟合纱线路径,根据纱线排列模型、织物组织模型对织物几何模型进行构建,同时通过参数化调整完善整体织物形态;通过采集纱线真实图像及图像预处理等步骤,配合纱线表面光照模型及阴影调整,利用PBR技术对纱线纹理进行真实感渲染。结果表明,该方法在简化机织物仿真流程的同时能够实时准确地预览纱线在织物中的呈现效果,提高机织物的设计效率。 展开更多

关键词 带状纱线模型 机织物 纹理映射 三维仿真 图像处理

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基于点云的三维纱线参数化建模

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作者 李文雅 梁建行 +1 位作者 薛涛 董真真 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期80-87,共8页

针对纱线生产和用于织物开发中的设计周期长、打样成本高等问题,提出了基于点云的方法来进行三维纱线参数化建模,构建了短纤维纱线(如纯棉纱)的模型。首先以空间圆参数方程和Python的图形库Circle为基点建立圆堆图,然后结合不同象限的... 针对纱线生产和用于织物开发中的设计周期长、打样成本高等问题,提出了基于点云的方法来进行三维纱线参数化建模,构建了短纤维纱线(如纯棉纱)的模型。首先以空间圆参数方程和Python的图形库Circle为基点建立圆堆图,然后结合不同象限的螺旋线捻向公式,以圆堆图为起点建立空间样条曲线。根据纱线中纤维的扭曲特性,将空间曲线划分为多个等距线段,并以这些线段的切线方向作为近似法向量,进而构建出由三维点云表示的多个空间圆,然后利用点云曲面重建算法将点云构建为初始三角网格模型,最后对初始三角网格模型进行曲面细分,从而得到光滑且精度高的三维纱线模型。实验结果表明,该方法能快速生成真实的三维纱线模型,且模型中包含纤维根数、纤维直径、纱线捻向、毛羽等多个特征点,可提高生产效率。 展开更多

关键词 圆堆图 空间曲线 点云 三角网格 纱线模型

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基于分数阶模型的纱线蠕变性能模拟与预测 被引量：2

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作者 李杨 彭来湖 +1 位作者 郑秋扬 胡旭东 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期46-51,共6页

针对现有纱线拉伸力学模型描述不准确问题,以分数阶微积分模型对纱线拉伸行为进行分析。首先,引入分数阶微积分理论改进的黏壶模型建立了分数阶纱线蠕变模型,使用XL-2型纱线强伸度仪对不同线密度及不同张力纱线进行蠕变实验,获得纱线蠕... 针对现有纱线拉伸力学模型描述不准确问题,以分数阶微积分模型对纱线拉伸行为进行分析。首先,引入分数阶微积分理论改进的黏壶模型建立了分数阶纱线蠕变模型,使用XL-2型纱线强伸度仪对不同线密度及不同张力纱线进行蠕变实验,获得纱线蠕变的全过程曲线。通过对不同线密度下的试验曲线进行回归分析得到了模型参数以及蠕变模型参数与施加张力大小的变化关系。最后,利用不同模型对不同张力的纱线蠕变曲线进行拟合和预测。结果表明:分数阶纱线蠕变模型,相比于三元件模型、整数阶模型和Burgers模型,具有结构简单、参数少的特点,并且对纱线蠕变的拟合和预测也具备较高的精度。 展开更多

关键词 纱线蠕变模型 线密度 分数阶微积分 纱线蠕变性能预测

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基于自捻纺的嵌入式低扭矩复合纱性能分析

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作者 张瑞成 张文清 +3 位作者 吕哲 许多 刘可帅 徐卫林 《纺织学报》 北大核心 2025年第2期78-85,共8页

为解决复合纱捻度高、残余扭矩大、扭结较多的问题,采用羊毛纤维、锦纶长丝为原料,结合自捻纺纱与低扭矩纺纱技术,制备了嵌入式同相自捻纱和异相自捻纱,对同相自捻纱进行受力分析,探究了嵌入长丝的角度/间距对复合自捻纱自捻扭矩的影响... 为解决复合纱捻度高、残余扭矩大、扭结较多的问题,采用羊毛纤维、锦纶长丝为原料,结合自捻纺纱与低扭矩纺纱技术,制备了嵌入式同相自捻纱和异相自捻纱,对同相自捻纱进行受力分析,探究了嵌入长丝的角度/间距对复合自捻纱自捻扭矩的影响,分析了长丝与粗纱在不同间距下对2种自捻纱成纱性能的影响。结果表明:嵌入式异相自捻纱性能普遍优于同相自捻纱;随着长丝与粗纱间距增大,长丝包缠角度变大,对短纤维的束缚作用增强,提高了纤维强度利用率和成纱均匀度;当长丝与粗纱间距过大时,长丝对短纤维内外转移的调控作用减弱,纤维间抱合力减小,条干均匀度恶化;在2 mm间距时嵌入式自捻纱综合性能更优,异相自捻纱与同相自捻纱的断裂强度分别为9.79和6.63 cN/tex,条干CV值分别为19.16%和20.93%,3 mm毛羽数量分别为119根/(10 m)和102根/(10 m);嵌入式自捻纱充分利用长丝连续性和受力均匀性平衡退捻力矩,有效降低了复合纱线的残余扭矩(≤1个扭结/(25 cm))。 展开更多

关键词 自捻纺 嵌入式复合纱 低扭矩 纱线结构模型 纱线性能

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复合纱体中长丝分布形态对纱线性能的影响 被引量：8

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作者 王元峰 冯艳飞 夏治刚 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期32-39,共8页

为研究长丝复合纺纱过程中由长丝与短纤维须条复合产生的不同纱线内部结构对纱线性能的影响,设计并建立了6种长丝复合纺纱线结构模型,分析和预测了模型对应的成纱性能,并进行实验验证,对比分析了各复合纺纱形式所得纱线的毛羽、条干、... 为研究长丝复合纺纱过程中由长丝与短纤维须条复合产生的不同纱线内部结构对纱线性能的影响,设计并建立了6种长丝复合纺纱线结构模型,分析和预测了模型对应的成纱性能,并进行实验验证,对比分析了各复合纺纱形式所得纱线的毛羽、条干、强伸性能。结果表明:相比单独的包芯结构和长丝单侧包缠结构,长丝由两侧对须条进行包缠优化了纱线结构,表现出更佳的复合纱拉伸和成纱条干性能;同时拥有长丝双侧包缠和包芯结构的复合纱,表现出最优的成纱强力和条干;较大的长丝与须条隔距与张力更有利于长丝束缚和控制纤维外露,有效降低成纱毛羽。 展开更多

关键词 长丝复合纺纱 纱线结构模型 纱线性能 长丝分布 双包缠结构

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机织物的计算机三维模拟 被引量：34

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作者 张瑞云 黄新林 李汝勤 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期62-63,69,共3页

基于织物结构的Peirce模型应用织物组织知识 ,探讨织物三维结构中纱线的空间位置 ,以此建立真实的织物三维结构模型。借助于VisualC ++与OpenGL开发工具 ,把织物的光照和材质因素引入织物三维结构模型中 ,实现计算机织物三维模拟。

关键词 纱线模型 机织物 CAD 织物外观模拟

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基于电磁式阵列传感器的平纹编织碳纤维复合材料检测方法 被引量：3

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作者 李红利 李硕 +1 位作者 修春波 张荣华 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2022年第3期48-54,共7页

为了研究平纹编织结构碳纤维复合材料(CFRP)的结构特点并检测其表面是否存在裂纹缺陷,针对CFRP的各向异性和异质性特点,提出了方块模型和纱线模型;同时基于电磁感应原理,设计了一种无需手动旋转的12线圈电磁式阵列涡流传感器,通过采集C... 为了研究平纹编织结构碳纤维复合材料(CFRP)的结构特点并检测其表面是否存在裂纹缺陷,针对CFRP的各向异性和异质性特点,提出了方块模型和纱线模型;同时基于电磁感应原理,设计了一种无需手动旋转的12线圈电磁式阵列涡流传感器,通过采集CFRP样板上传感器电阻的变化规律来研究其结构特点;在此基础上,采用方块模型模拟表面存在裂纹缺陷的平纹CFRP,利用传感器得到在有缺陷的样板上传感器电阻的变化规律,并进行了实验验证。结果表明:阵列涡流传感器在2种模型上的电阻极坐标图都为蝴蝶形,2种模型都具有一定的有效性,提出的模型和传感器还可以检测平纹CFRP裂纹缺陷,存在裂纹时电阻减小。 展开更多

关键词 平纹编织碳纤维复合材料 电磁涡流检测 有限元法 阵列传感器 裂纹缺陷识别 方块模型 纱线模型

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基于自适应网格划分的针织物仿真 被引量：3

8

作者 胡新荣 汪卓 +3 位作者 刘军平 彭涛 李敏 李丽 《现代纺织技术》 北大核心 2022年第5期21-30,59,共11页

为了提高针织物仿真效率并保证仿真效果的真实性,提出一种利用纱线模型周期性的方法。该方法首先建立网格与纱线模型之间的对应关系,然后对网格模型与纱线模型分别进行仿真。在整体形变效果方面以网格仿真为主,为了加快网格仿真速度、... 为了提高针织物仿真效率并保证仿真效果的真实性,提出一种利用纱线模型周期性的方法。该方法首先建立网格与纱线模型之间的对应关系,然后对网格模型与纱线模型分别进行仿真。在整体形变效果方面以网格仿真为主,为了加快网格仿真速度、提高低分辨率网格下的形变效果,仿真过程中使用自适应网格划分技术,根据形变的程度适当地细分与粗化相应位置的网格模型,并计算网格面的应变。在微观形变细节方面,使用不同的应变参数的输入对纱线最小重复单元进行仿真,得到该重复单元的输入应变参数与能量密度之间的关系。最后通过网格模型中得到的应变参数输入,将仿真结果映射到经过网格仿真输出的网格模型上。对5种不同针法的织物进行仿真实验,结果表明该方法比起传统网格仿真方法有更接近真实的形变效果,仿真过程中使用的模型顶点与网格数量相比输入网格减少20%~30%,并且在时间效率上最多能够提升39.7%。 展开更多

关键词 自适应网格划分 纱线模型 弹簧质点模型 针织物仿真

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纬编针织物几何建模及其算法 被引量：13

9

作者 汝欣 彭来湖 +2 位作者 吕明来 史伟民 胡旭东 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期44-49,共6页

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。... 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。 展开更多

关键词 纬编针织物 加捻纱线模型 几何模型 纬编线圈结构

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碳纤维角联织机经纱张力的H_(∞)网络化控制 被引量：4

10

作者 夏鹏飞 刘薇 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第20期8771-8780,共10页

碳纤维作为一种基础性原材料被广泛应用于航空航天、新能源汽车等高尖端领域。为实现CANbus网络环境下碳纤维角联织机的经纱恒张力控制,提升碳纤维织物性能,提出了一种H_(∞)网络化经纱张力控制策略。首先,进行了织机分区域的动力学分析... 碳纤维作为一种基础性原材料被广泛应用于航空航天、新能源汽车等高尖端领域。为实现CANbus网络环境下碳纤维角联织机的经纱恒张力控制,提升碳纤维织物性能,提出了一种H_(∞)网络化经纱张力控制策略。首先,进行了织机分区域的动力学分析,深入研究了基于Kelvin模型的经纱张力动态模型建立;其次,在建立双向通道数据丢包和网络时延依赖的网络化模型基础上,给出了闭环系统均方指数稳定及H_(∞)稳定的充分条件,并用Lyapunov泛函、锥补线性化迭代(cone complementary linearisation, CCL)算法,给出了带有观测器的最优H_(∞)控制器的设计步骤;最终,仿真表明所提出的控制器可有效地提高经纱张力控制系统对网络因素及开口扰动的鲁棒性。 展开更多

关键词 碳纤维角联织机 张力控制 网络化控制系统 H_(∞)控制 纱线模型

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棉纱拉伸性质的建模研究 被引量：2

11

作者 黄成 吴震宇 《机电工程》 CAS 2012年第2期177-179,共3页

通过对纱线拉伸过程中应力-应变关系的分析,得到纱线具有蠕变、应力松弛现象以及非线性特征。为建立四元件模型,将标准线固体和非线性弹簧进行并联。从模型并联特性出发,采用泰勒公式,利用正交回归确定参数,获得了相应的理论曲线。建立... 通过对纱线拉伸过程中应力-应变关系的分析,得到纱线具有蠕变、应力松弛现象以及非线性特征。为建立四元件模型,将标准线固体和非线性弹簧进行并联。从模型并联特性出发,采用泰勒公式,利用正交回归确定参数,获得了相应的理论曲线。建立了纱线测试试验台,该试验台采用LPC1768单片机对57BYGH 250C步进电机进行了精确位置控制,采用研华PCI1768数据卡进行了实时张力检测。在该试验台上,采用34.29 tex、45.45 tex、58.3 tex棉纱进行了实验测试,并通过多项式拟合,可以得到纱线实验曲线。研究结果表明,理论曲线与实验曲线基本一致(误差为±5%)。 展开更多

关键词 纱线模型 拉伸性能 粘弹性

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机织物的三维真实感建模与参数化设计

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作者 邱俊 李际军 《纺织学报》 2025年第10期95-102,共8页

为提升机织物的设计效率,构建纱线级的三维织物模型用于仿真,并提出参数化设计方法,首先通过截面几何形状的交互设计和推导的通用三维变换关系,实现了管状纱线模型的自由建模。在此基础上构建了参数化的多股加捻纱线模型并添加毛羽特征... 为提升机织物的设计效率,构建纱线级的三维织物模型用于仿真,并提出参数化设计方法,首先通过截面几何形状的交互设计和推导的通用三维变换关系,实现了管状纱线模型的自由建模。在此基础上构建了参数化的多股加捻纱线模型并添加毛羽特征,用螺距与纱线半径的比率控制捻度,用毛羽断点数量和偏移系数控制毛羽密度。然后设计了网格化的交互界面来描述和编辑织物组织结构,用经纱循环数、纬纱循环数和循环单元实施参数化控制;用纱线宽度和纱线间隙的比率表达织物透孔度;提出了利用这些参数的织物建模算法,开发了交互式的设计模块。最后展示并分析了不同维度参数的部分设计结果,并将设计仿真模块用于棒球帽设计中,验证了算法的可用性。 展开更多

关键词 机织物 参数化设计 纱线模型 织物三维建模 织物渲染

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