（紡織工程專業(yè)論文）多引緯機(jī)織產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及其CAD系統(tǒng)開發(fā)[紡織工程專業(yè)優(yōu)秀論文].pdf

摘要 摘要 多層機(jī)織物作為紡織復(fù)合材料的增強(qiáng)體有著廣泛的發(fā)展前途 特別是在軍工 航空 等產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域應(yīng)用廣泛 多層機(jī)織物在結(jié)構(gòu)上通?？煞譃槎鄬盈B合整體聯(lián)接結(jié)構(gòu) 和空芯間隔結(jié)構(gòu) 現(xiàn)在的研究實(shí)驗(yàn)及生產(chǎn)表明 為符合織造的合理性和穩(wěn)定性 提高產(chǎn) 品質(zhì)量以及生產(chǎn)效率 滿足產(chǎn)業(yè)化的要求 無論是上述哪種結(jié)構(gòu) 都更傾向于采用多引 緯織造 但在多引緯多層機(jī)織物生產(chǎn)中遇到的首要問題是織物組織的表示和紋板圖的設(shè) 計(jì) 本課題針對其組織的結(jié)構(gòu)及織造特點(diǎn) 在對單引緯多層機(jī)織物組織的表示及設(shè)計(jì)方 法進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上 繼承了經(jīng)紗開口運(yùn)動記錄法的設(shè)計(jì)理念 提出了全新的多引 緯經(jīng)紗位置圖的概念及其組織表示及設(shè)計(jì)方法 在多引緯機(jī)織物組織新的設(shè)計(jì)方法的理論基礎(chǔ)上 本課題建立了多層機(jī)織物組織的 經(jīng)紗位置數(shù)碼表示體系 由經(jīng)紗位置圖中每根經(jīng)紗相對于各引緯器的運(yùn)動位置關(guān)系 即 由每根經(jīng)紗的經(jīng)紗位置數(shù)碼 可以得出多層機(jī)織物組織的經(jīng)紗位置數(shù)碼矩陣 并建立了 經(jīng)紗位置圖 穿綜圖和紋板圖的數(shù)學(xué)模型 且依據(jù)經(jīng)紗位置圖 穿綜圖和紋板圖三者之 間的數(shù)學(xué)模型關(guān)系得出穿綜圖矩陣和紋板圖矩陣 同時(shí)得到表組織矩陣 使組織表達(dá)更 完善 本課題根據(jù)多引緯機(jī)織物組織的設(shè)計(jì)方法和上機(jī)圖的數(shù)學(xué)模型 用計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn) 了其理論的計(jì)算機(jī)化 研發(fā)了多引緯機(jī)織物組織c a d 系統(tǒng) 它具有多功能性 系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)合理 實(shí)用性強(qiáng)及界面友好 操作簡單等特點(diǎn) 文中對它的結(jié)構(gòu) 功能 使用流程等 進(jìn)行了闡述 關(guān)鍵詞 多層機(jī)織物 多引緯 上機(jī)圖 經(jīng)紗位置圖 數(shù)學(xué)模型 c a d a b s t r a c t a sr e i n f o r c e m e n ti nt e x t i l ec o m p o s i t e s m u l t i l a y e rw o v e n f a b r i c sh a v eb r i g h td e v e l o p i n g r o o m e s p e c i a l l yi n i n d u s t r i a lt e x t i l e sf i e l ds u c ha sm i l i t a r yi n d u s t r y a v i a t i o na n ds oo n a c c o r d i n gt ot h es t r u c t u r e t h e ya t eu s u a l l yd i v i d e di n t o t w ok i n d s o n ei s m u l t i l a y e r i n t e r f o l d i n ga n db i n d i n gw h o l l ys t r u c t u r e t h e o t h e ri ss p a c es t r u c t u r e p r e s e n tr e s e a r c h e x p e r i m e n ta n dp r o d u c i n gs h o wt w ok i n d s o ft h e ma r ea l li n c l i n e dt ob ew o v e nw i t h m u l t i p i c k i n gb e c a u s eo ft h er a t i o n a l i t ya n ds t a b i l i t yw o v e n i m p r o v i n gp r o d u c tq u a l i t ya n d p r o d u c t i o ne f f i c i e n c y a n dm e e t i n gt h er e q u i r e m e n to fi n d u s t r i a l i z a t i o n b u tt h ef i r s tp r o b l e m d u f f n gt h ep r o c e s so fp r o d u c t i o ni st h ew e a v ee x p r e s s i o na n dt h ed e s i g no ft h ec h a i nd r a f t a i m i n ga tt h et r a i to fw e a v ea n ds t r u c t u r eo f t h em u l t i l a y e rw e a v ew o v e nw i t hm u l t i p i c k i n g a f t e rr e s e a r c h i n go nt h ew e a v ee x p r e s s i o na n dd e s i g nm e t h o do fm u l t i l a y e rw e a v ew o v e n w i t hs i n g l e p i c k i n g t h ed e f i n i t i o no fw a r pp o s i t i o nd r a f t w e a v ee x p r e s s i o na n dd e s i g n m e t h o da r ea l lp u tf o r w a r di nt h i sp a p e r b a s i n go ni n h e r i t i n gt h ed e s i g ni d e ao fw a r ps h e d d i n g d r a f t o nt h et h e o r yb a s eo fn e wd e s i g nm e t h o do fm u l t i l a y e rw e a v e t h i sp a p e rs e tu pt h e e x p r e s s i n gs y s t e mo fm u l t i 1 a y e rw e a v e sw a r pp o s i t i o nn u m b e r b yt h ep o s i t i o nc o n n e c t i o n b e t w e e ne a c hw a r py a ma n de a c hw e f tc a r r i e r t h a ti st h ew a r pp o s i t i o nn u m b e r o fe a c hw a r p v a m i tc a ng a i nw a r pp o s i t i o nm a t r i x t h e nt h i sp a p e r s e tu p w a r pp o s i t i o nd r a f tm a t h e m a t i c m o d e l h a m e s sd r a rm a t h e m a t i cm o d e la n dc h a i nd r a f tm a t h e m a t i cm o d e l a c c o r d i n gt ot h e c o n n e c t i o n 鋤o n gt h et h r e em a t h e m a t i cm o d e l s i tc a i le d u c eh a r n e s sd r a f tm a t r i xa n d c h a i n d r a rm a t r i x i no r d e rt oc o m p l e t et h ew e a v ee x p r e s s i o n t h es u p e r f i c i a lw e a v em a t r i xi sa l s o e d u c e d b a s i so nt l l ed e s i g nm e t h o do fm u l t i 1 a y e rw e a v ew i t hm u l t i p i c k i n ga n dt h em a t h e m a t i c m o d e lo fd r a f t i n ga r r a n g e m e n t m u l t i l a y e rw e a v ew i t hm u l t i p i c k i n gc a ds y s t e mh a sb e e n d e v e l o p e dt h r o u g hr e a l i z i n gc o m p u t e ro ft h e o r yu s i n gc o m p u t e rp r o g r a m t h i ss y s t e mh a s m a n vc h a 屺t e r i s t i c s u c ha sv e r s a t i l i t y r a t i o n a ls y s t e ms t r u c t u r e s 仃o n gp r a c t i c a la p p l i c a b i l i t y 氳e n d l yi n t e r f a c e e a s yo p e r a t i o na n d s oo n t h es t r u c t u r e f u n c t i o na n du s i n gp r o c e s so ft h i s s y s t e ma r ed e p i c t e di nd e t a i l k e y w o r d s m u l t i 1 a y e rw o v e nf a b r i c m u l t i p i c k i n g d r a f t i n ga r r a n g e m e n t w a r p p o s i t i o n d r a f t m a t h e m a t i cm o d e l c a d l i 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取 得的研究成果 盡我所知 除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外 論文 中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果 也不包含本人為獲得江南 大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料 與我一同工作的同志 對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意 簽名 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明 本學(xué)位論文作者完全了解江南大學(xué)有關(guān)保留 使用學(xué)位論文的規(guī)定 江南大學(xué)有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤 允 許論文被查閱和借閱 可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫 進(jìn)行檢索 可以采用影印 縮印或掃描等復(fù)制手段保存 匯編學(xué)位論文 并且本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致 保密的學(xué)位論文在解密后也遵守此規(guī)定 簽名 塞壘壟塑笠 笸 絲 導(dǎo)師簽名 l 警g 之 日 期 坦盥 皇笸 塑 一 第一章緒論 第一章緒論 1 1 課題的立題依據(jù)及意義 1 1 1 多層機(jī)織物的應(yīng)用 多層機(jī)織物是利用若干系統(tǒng)的經(jīng)紗和若干系統(tǒng)的緯紗所構(gòu)成兩層或兩層以上 層與層之間按一 定方法接結(jié)在一起的機(jī)織物f l l 多層機(jī)織物由于它結(jié)構(gòu)的整體性 在厚度方向的拉力和與厚度方向垂直的剪切力作用下 具有 極佳的層間剪切強(qiáng)度 極好的抗沖擊損傷性 適宜的韌性和較高的機(jī)械強(qiáng)度 將發(fā)生斷裂的可能性 降低到最小程度 并且隨著特種纖維生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步和紡織加工技術(shù)的進(jìn) 步拓劇2 巧l 使其作為紡 織復(fù)合材料的增強(qiáng)體有著廣泛的發(fā)展前途 特別是在軍工 航空等產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域應(yīng)用廣泛 另外 隨著人們生活水平的提高 對面料的要求也日趨多樣化 多層機(jī)織物在服用及裝飾用織 物上也有開發(fā)應(yīng)用的趨勢 例如 裝飾用紡織品中的汽車內(nèi)飾起絨織物 地毯類織物 6 以及在毛紡 領(lǐng)域出現(xiàn)的雙層底布拷花昵織物及三層組織花呢1 7 等 它利用不同層之間的組織 顏色 成分和松 緊結(jié)構(gòu)的差別 再加上嵌線勾勒 使織物呈現(xiàn)新穎 獨(dú)特的外觀效果 在造紙毛毯中的基布開始采用 三層 四層機(jī)織物等 8 1 1 2 織物組織設(shè)計(jì)方法 為表述清晰 我們定義 在織機(jī)的開口時(shí)期 多層經(jīng)紗離開綜平位置 上下分開 形成多層梭 口 且同時(shí)引入多根緯紗 稱為多引緯 若形成多層梭口 且逐次引入緯紗或形成單層梭口 單梭 口或多梭口 同時(shí)或逐次引入多根緯紗 都稱為單引緯 傳統(tǒng)的機(jī)織工藝設(shè)計(jì)方法就簡單織物組織而言 例如平紋 斜紋等單層織物組織 可以清晰地 表示綜框的運(yùn)動 但對于多層復(fù)雜織物組織 表示將非常復(fù)雜 而且缺乏直觀性 9 1 經(jīng)紗開口運(yùn)動記錄法 l0 可根據(jù)剖面圖 簡單直觀地繪制出多層織物的上機(jī)圖 但它只是針對單 引緯而言的 引緯路線圖法 l l 通過確定緯紗依次進(jìn)入經(jīng)紗層的路線以及引緯路線對經(jīng)紗運(yùn)動及相應(yīng)綜框運(yùn)動 的要求 可確定多層機(jī)織物組織的上機(jī)圖 但它局限于穿綜采用順穿法 且同樣只是針對單引緯而 k 口 而多層復(fù)雜整體機(jī)織物為織造的合理性和穩(wěn)定性 為提高產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)效率 滿足產(chǎn)業(yè)化 的要求 更傾向采用多引緯織造 例如 產(chǎn)業(yè)用紡織品中的夾芯結(jié)構(gòu)類織物 為了能有效提高織物 的抗壓抗彎等力學(xué)性能 且在結(jié)構(gòu)上增加織物的間隔高度 采用了力學(xué)性能更為優(yōu)異的加強(qiáng)筋代替 紗線 原來間隔之間的填充物 為滿足力學(xué)性能的特殊要求 加強(qiáng)筋的材質(zhì)大多為剛性 因此單引 緯的織造技術(shù)已不能滿足織造的要求 考慮到織造的合理性 只能采用多引緯織造技術(shù) 由此可見 對于新型結(jié)構(gòu)的產(chǎn)業(yè)用紡織品的開發(fā) 多引緯織造技術(shù)起到了重要的作用 又如各種近形結(jié)構(gòu)預(yù)制 件 若采用單引緯織造 各層經(jīng)紗在織造過程中上下交替嚴(yán)重 經(jīng)紗張力大 經(jīng)紗與經(jīng)紗之間以及 經(jīng)紗與緯紗之間的摩擦也大大增加 但若采用多引緯織造 可設(shè)計(jì)將各層經(jīng)紗的上下交替范圍減小 從而增加了織造的穩(wěn)定性 另外 裝飾用紡織品中的汽車內(nèi)飾起絨織物 真絲立絨地毯及各類起絨 地毯以及服用領(lǐng)域的許多多層織物 為提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率 也傾向于采用多引緯織造技術(shù) 然而 在工藝方面 現(xiàn)在國內(nèi)還沒有針對多引緯織造多層機(jī)織物的任何數(shù)學(xué)模型 而且 要建 l 江南大學(xué)碩士學(xué)位論文 立多引緯織造技術(shù)的數(shù)學(xué)模型 需考慮的因素不像單引緯織造技術(shù)的數(shù)學(xué)模型那么單一 它除了常 規(guī)的組織參數(shù)和穿綜法的確定 還需涉及不同的開口機(jī)構(gòu) 多眼綜絲的運(yùn)用 高低綜框的運(yùn)用以及 多劍桿機(jī)器特有的多動程等 由此可見 多引緯織造技術(shù)的數(shù)學(xué)模型的建立還是有一定的難度的 雖然難度不小 但隨著多層機(jī)織物的發(fā)展應(yīng)用 特別是在產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用 多引 緯的織造技術(shù)數(shù)學(xué)模型的開發(fā)勢在必行 因此 對多引緯織造多層機(jī)織物的組織工藝表示進(jìn)行研究 并建立數(shù)學(xué)模型應(yīng)該是非常有價(jià)值的 1 1 3 紡織c a d 技術(shù) 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用幾乎進(jìn)入到一切領(lǐng)域 從生產(chǎn)設(shè)計(jì)到生產(chǎn)過程控 制幾乎都應(yīng)用了計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī)具有運(yùn)算速度快 信息儲存量大 記憶能力強(qiáng) 計(jì)算可靠性高 能 快速反應(yīng)與顯示圖形 圖像等諸多特點(diǎn) 利用人機(jī)交互的手段進(jìn)行設(shè)計(jì) 可充分發(fā)揮人和計(jì)算機(jī)兩 方面的優(yōu)點(diǎn) 使設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率大大提高 c a d 是指利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算和判斷功能進(jìn)行各種工程或 產(chǎn)品的設(shè)計(jì) 制造 是工程技術(shù)人員和計(jì)算機(jī)協(xié)同工作 彼此發(fā)揮各自長處的專門技術(shù)l l2 1 紡織c a d 系統(tǒng)的應(yīng)用早在7 0 年代早期就由h e a r l e k o n o p a s e k 和n e w t o n 所提出 現(xiàn)在紡織c a d 技術(shù)已經(jīng)成 為人們生產(chǎn)過程中不可或缺的一部分 目前紡織c a d 一般功能 l3 j 為 1 紗線的計(jì)算機(jī)仿真 包括普通紗線 混色紗線及花式紗線的仿真 可調(diào)整組成紗線的纖維的 色彩及混紡比 紗線的股數(shù)及捻度 紗線本身顏色及紗號等 紗線的模擬還可按要求模擬一定程度 的毛羽 并可將模擬的紗線隨機(jī)嵌入到一定織物結(jié)構(gòu)的經(jīng)緯紗圖像上 模擬該種紗形成的織物外觀 2 機(jī)織物組織的設(shè)計(jì) 包括絕大部分織物組織的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì) 如基礎(chǔ)組織 變化組織 聯(lián)合組 織 復(fù)雜組織等 織物組織的設(shè)計(jì)還可與紗線的配色功能相結(jié)合設(shè)計(jì)色織物或配色模紋織物 并通 過計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與之相關(guān)的紋鏈編制 組織設(shè)計(jì)的手段可以是類似于徒手畫的交互方式或輸入?yún)?shù)由 計(jì)算機(jī)自動生成方式 組織設(shè)計(jì)中還可模擬嵌入上述已設(shè)計(jì)好的特殊紗線后的織物效果 可通過輸 入的組織圖的關(guān)系矩陣分析織物組織并可繪制織物結(jié)構(gòu)圖形 如經(jīng)緯交叉圖 立體圖 經(jīng)緯剖面圖 可根據(jù)織物組織圖生成穿綜圖 紋板圖及穿筘方案或根據(jù)穿綜圖 紋板圖生成組織圖 最后還可對 紗線 組織 織物結(jié)構(gòu)均配置好的布面外觀進(jìn)行整體模擬 除此之外 還可進(jìn)行大提花花型設(shè)計(jì) 用戶可直接對現(xiàn)有花型進(jìn)行編輯 并將不同織物組織與之嵌套 模擬不同效果 并得出相應(yīng)工藝參 數(shù) 3 針織物組織及花型設(shè)計(jì) 包括提花花型設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)花型設(shè)計(jì) 豐富的色板和工具 各式色紗 及不同形狀尺寸的畫筆 使其具有強(qiáng)大的繪圖功能 花型可通過符號 顏色或圖符三種方式繪制及 顯示 且通常在窗口中都會顯示出所有各種圖型提花圖案 供設(shè)計(jì)者選擇 而且多帶有絞花 挑孔 凸條等多種基本花型結(jié)構(gòu)庫 供用戶調(diào)用 嵌套 模擬其在針織成衣上的外觀效果 4 紡織品印花圖案設(shè)計(jì) 素織物在設(shè)計(jì)好組織后 有的要通過印染配上花樣圖案 花樣圖案的 設(shè)計(jì)也可通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn) 該類計(jì)算機(jī)軟件一般提供三種功能 徒手畫功能 提供一定的環(huán)境 包 括一系列工具按鈕 如畫筆 線型 顏色等 以及工具菜單 如復(fù)制 剪切 粘貼 翻轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn) 放大 縮小等 由設(shè)計(jì)師任意創(chuàng)作 還有一種功能是系統(tǒng)提供一些基本幾何圖形及基本花型 由用 戶用工具進(jìn)行組合形成花樣圖案 另有一種功能是通過掃描儀輸入花型圖案 用戶在屏幕上可進(jìn)行 顏色花型等的修改 另外 還可通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)分色配色功能 5 服裝計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 包括二維服裝設(shè)計(jì)與三維服裝設(shè)計(jì) 該技術(shù)功能已覆蓋了服裝設(shè)計(jì)的 2 第一章緒論 所有部分 即款式設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì) 其中已產(chǎn)品化的系統(tǒng)有款式設(shè)計(jì) 樣片設(shè)計(jì) 放碼 排料等 同時(shí)還有自動量體系統(tǒng)和試衣系統(tǒng)等 在款式設(shè)計(jì)中 二維服裝款式設(shè)計(jì)功能包括通過選 擇系統(tǒng)提供的各類工具繪制時(shí)裝畫 款式圖 效果圖 或調(diào)用款式庫內(nèi)的式樣進(jìn)行修改生成所需圖 樣 調(diào)用庫存的花型圖案實(shí)時(shí)生成新花型覆蓋到指定的圖形區(qū)域內(nèi)及調(diào)用圖形庫存的部件并對其修 改 或?qū)崟r(shí)生成新的零部件使相關(guān)的零部件形態(tài) 數(shù)量吻合 完成部件裝配 三維服裝款式設(shè)計(jì)功 能則往往指通過人體特征尺寸的輸入 生成人體模型 然后根據(jù)服裝設(shè)計(jì)要求生成服裝模型 展現(xiàn) 服裝 穿著 在人體上的效果 可能因?yàn)槎鄬? d 機(jī)織物組織的自動產(chǎn)生和演示比較困難 雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展 大多數(shù)的 機(jī)織物的c a d c a m 系統(tǒng)都是基于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 用于設(shè)計(jì)開發(fā)單層機(jī)織物 最多不超過三層 沒有實(shí)質(zhì)性地涉及多層機(jī)織物 目前 當(dāng)需要一種多層織物時(shí) 都是通過手工設(shè)計(jì)的 這種設(shè)計(jì)包 括組織的結(jié)合和結(jié)接方法的說明 由于多層織物確實(shí)是一種3 d 對象 因此要求設(shè)計(jì)者具有高度的 注意力和豐富的想象力 當(dāng)一個(gè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)被選中時(shí) 對于需要產(chǎn)生組織圖的工程人員來說可能是一 個(gè)更糟糕的噩夢 1 4 1 1 1 4 課題的目的及意義 基于現(xiàn)今多層織物在高科技織物領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用 并且現(xiàn)代織機(jī)都裝配了計(jì)算機(jī)設(shè)備 如能 在解決在平面織機(jī)上織制多層織物并達(dá)到一定厚度要求 使其替代縫編工藝用于提高復(fù)合材料的層 間粘接強(qiáng)度的同時(shí) 采用多引緯織造技術(shù) 并建立一套可以應(yīng)用在c a d c a m 系統(tǒng)中的自動生成和顯 示多引緯織造多層織物組織結(jié)構(gòu)的c a d 系統(tǒng) 不僅可以減少加工成本 提高生產(chǎn)效率 而且可以改 善材料的力學(xué)性能 紡織行業(yè)為勞動密集型產(chǎn)業(yè) 在我國仍占有相當(dāng)重要的地位 也已有一定的基礎(chǔ) 復(fù)合材料作 為一種新興的產(chǎn)業(yè) 其發(fā)展是不可限量的 如果能在傳統(tǒng)平面織機(jī)上大規(guī)模生產(chǎn)某些多層機(jī)織物 并采用多引緯織造技術(shù) 提高織造穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率 同時(shí)開發(fā)合適的c a d c a m 系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化 生產(chǎn)可替代傳統(tǒng)材料 如造船業(yè)上目前廣泛使用的玻璃纖維 環(huán)氧層合板 的多層機(jī)織物 那么其市場 前景是非常廣闊的 用傳統(tǒng)的織機(jī) 或稍加以改進(jìn) 生產(chǎn)各種多層機(jī)織物復(fù)合材料預(yù)制件是傳統(tǒng)紡織技術(shù)的拓展 多 引緯織造技術(shù)對于新型織物結(jié)構(gòu)的開發(fā)起到重要的作用 它使復(fù)合材料與紡織工業(yè)密切相關(guān) 為紡 織行業(yè)開辟了新加工領(lǐng)域 也為生產(chǎn)低成本 高質(zhì)量 多品種復(fù)合材料提供了一條有效的途徑 1 4 1 發(fā)達(dá)國家都非常重視這一方面的發(fā)展 其開發(fā)和應(yīng)用現(xiàn)狀標(biāo)志著一個(gè)國家的科技水平和軍事實(shí)力 在我國也不例外 多層機(jī)織物及其復(fù)合材料的c a d 技術(shù)研究己成為眾多學(xué)者普遍關(guān)注的課題之一 研究它具有較好的現(xiàn)實(shí)意義 而針對多引緯織造多層機(jī)織物的設(shè)計(jì)及c a d 的開發(fā)就具有一定的難度 和創(chuàng)新意義 1 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢 1 2 1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀及趨勢 我國在上世紀(jì)7 0 年代中期就開始對多層及三維復(fù)雜機(jī)織物的性能 結(jié)構(gòu)及織造設(shè)備進(jìn)行研究 三維機(jī)織復(fù)合材料具有較高的抗分層 防彈 抗沖擊性能 較高的抗拉伸破壞性制 以6 1 較好的抗 層間破壞性能 國內(nèi)三維機(jī)織物的結(jié)構(gòu)形式有限 主要是正交結(jié)構(gòu) 準(zhǔn)正交結(jié)構(gòu)和角聯(lián)鎖結(jié)構(gòu) 都 3 江南大學(xué)碩士學(xué)位論文 是以平紋作為基礎(chǔ)組織的 三維機(jī)織復(fù)合材料預(yù)制件的結(jié)構(gòu)有傳統(tǒng)的夾芯結(jié)構(gòu) 間隔結(jié)構(gòu) 3 d 空芯 整體結(jié)構(gòu)以及近形結(jié)構(gòu) 它可在專門織機(jī)上織造 但一般見于專利或已開發(fā)成功的專門設(shè)備 國內(nèi) 研究成功的較少 還有相當(dāng)一部分結(jié)構(gòu)較為簡單的3 d 機(jī)織物可在普通二維織機(jī)上生產(chǎn)1 1 但是結(jié)構(gòu) 較為復(fù)雜 尤以多引緯技術(shù)織造的立體織物尚未見報(bào)道 隨著新材料的快速發(fā)展 對作為復(fù)合材料用預(yù)制件的立體結(jié)構(gòu)織物的要求越來越高 除了要求 高性能以外 還要求簡化制造工藝 降低復(fù)合材料的生產(chǎn)成本等 國內(nèi)就立體織物及其織造技術(shù)的研 究和應(yīng)用也越來越多 例如浙江理工大學(xué) 天津紡院 蘇州大學(xué)和南京玻璃纖維研究所等 但還需 要作更多的努力來滿足高性能復(fù)合材料的要求 我國的機(jī)織物c a d 系統(tǒng)研究起步較晚 上世紀(jì)8 0 年代初 一些高校和科研機(jī)構(gòu)陸續(xù)開展了機(jī)織 物c a d 系統(tǒng)的研究 隨后不斷擴(kuò)大 并且推出了一系列可以用于指導(dǎo)工廠實(shí)際生產(chǎn)的c a d 系統(tǒng) 比如 用于小提花設(shè)計(jì)的c a d 系統(tǒng)有 中國紡織科學(xué)院先后開發(fā)的i d 3 1 0 0 系列 3 8 6 系列 仿真系列 高級 織物仿真四代共八個(gè)版本的織物c a d 系統(tǒng)軟件 浙江絲綢工學(xué)院開發(fā)的z i s 織物c a d 系統(tǒng) 杭州 宏華電腦技術(shù)有限公司開發(fā)的g g s 系統(tǒng)等 用于大提花設(shè)計(jì)的c a d 系統(tǒng)有 淄博寶鈴紡織機(jī)電技術(shù) 公司開發(fā)的寶鈴系統(tǒng) 浙江大學(xué)研制的 i w p c c s 系統(tǒng) 香港天虹電腦機(jī)械公司開發(fā)的r b l u 系列等 香港富怡電腦系統(tǒng)公司開發(fā)的p r i m a r i c h p e a c e 系統(tǒng) 既可用于小提花的設(shè)計(jì) 也可用于大提花的 設(shè)計(jì)i l 引 另外 還有上海毛麻紡織科研所與上海十一毛聯(lián)合開發(fā)的c a d 系統(tǒng) 天津紡織研究所的c a d 系統(tǒng) 北京和西安的兩家色織廠自己開發(fā)的織物組織c a d 系統(tǒng) 江南大學(xué)經(jīng)編研究中心開發(fā)的c a d 系統(tǒng)等等 從我國研發(fā)的c a d 系統(tǒng)可以看出 我國紡織c a d 的研究與應(yīng)用主要在這幾個(gè)方面 1 紗線的計(jì) 算機(jī)仿真 2 機(jī)織物組織設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)仿真 3 針織物組織及花型設(shè)計(jì) 4 紡織品印花 繡花圖 案設(shè)計(jì) 5 服裝計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 6 制絲輔助設(shè)計(jì) 坦 幾乎每種紡織c a d 都包含了織物上機(jī)圖的 設(shè)計(jì) 但在多層織物方面研究很少 最多只研究到雙層中的重經(jīng)重緯上機(jī)圖的設(shè)計(jì) 而且都是采用 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 只是涉及單引緯織造 浙江理工大學(xué)通過對多層機(jī)織物的準(zhǔn)正交結(jié)構(gòu)和角連鎖結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析 博1 9 研發(fā)了相應(yīng)的c a d 軟件 能夠?qū)崿F(xiàn)縱向變截面立體結(jié)構(gòu) 橫向變截面立體結(jié)構(gòu) 縱橫向組合式立體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 但存 在一些問題如 只是針對準(zhǔn)正交結(jié)構(gòu)和角聯(lián)鎖結(jié)構(gòu) 組織表示采用的是剖面圖 有重疊現(xiàn)象等 江 南大學(xué)復(fù)合材料研究室研發(fā)的c a d 系統(tǒng)采用經(jīng)紗開口運(yùn)動圖 l o 的表示方法 解決了經(jīng)紗重疊的問題 但這兩種c a d 系統(tǒng)都只是涉及單引緯織造 開發(fā)多引緯織造的c a d 系統(tǒng)已成為一種趨勢 1 2 2 國外研究現(xiàn)狀及趨勢 隨著特種纖維生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步和紡織加工技術(shù)的進(jìn)一步拓展 三維織物復(fù)合材料日益顯示出其 巨大的應(yīng)用潛力 其整體化的纖維增強(qiáng)構(gòu)件賦予材料極佳的層間剪切強(qiáng)度 極好的抗沖擊損傷性 適宜的韌性和較高的比強(qiáng)度和比模量 而多層機(jī)織物的紗線屈曲程度一般較小甚至無屈曲 可望使 最終制品的剛度較高 并且機(jī)織的方法生產(chǎn)效率高 可機(jī)械化連續(xù)生產(chǎn) 適合織制結(jié)構(gòu)規(guī)律變化的 三維織物 目前多層機(jī)織物復(fù)合材料占有一定的比重 正由于多層機(jī)織物具有較大的應(yīng)用價(jià)值 2 咐2 1 國外對多層機(jī)織物進(jìn)行了大量的研究 2 3 2 6 如多層機(jī)織物的拉伸性能 抗疲勞性能 強(qiáng)度等性能 目前三維正交機(jī)織物制造技術(shù)及其復(fù)合材料方面研究較典型的是美國 如3 t e x 公司 澳大利亞 如 d e f e n c es c i e n c e a n dt e c h n o l o g yo r g a n i s a t i o n a e r o n a u t i c a la n dm a r i t i m er e s e a r c hl a b o r a t o r y 4 第一章緒論 c o o p e r a t i v er e s e a r c hc e n t r ef o ra d v a n c e dc o m p o s i t es t r u c t u r e sl t d 英國和日本等國家 荷蘭 p a r a b e a mb v 公司 則在三維夾芯結(jié)構(gòu)機(jī)織物制造技術(shù)及其復(fù)合材料方面有獨(dú)特之處 而對于立 體幾何形狀機(jī)織物結(jié)構(gòu)及3 d 機(jī)織技術(shù) 世界上發(fā)達(dá)國家都有很多的研究并取得了較大的進(jìn)展 如 美國 a l b a n yi n t e r n a t i o n a lt e c h n i w e a v e i n c 公司 德國 s h a p e3 i n n o v a t i v et e x t i l t e c h n i kg m b h 和英國等國 國外針對織物組織c a d 技術(shù)的研究 最早開始于2 0 世紀(jì)6 0 年代 到上世紀(jì)7 0 年代 c a d 技 術(shù)在紡織行業(yè)的應(yīng)用才真正進(jìn)入實(shí)用階段 目前國內(nèi)應(yīng)用較多的系統(tǒng)主要有 n e d g r a p h i c s 公司開 發(fā)的機(jī)織物c a d c a m 系統(tǒng) 既可用于大提花 也可用于小提花織物的設(shè)計(jì) i n f od e s i g n 公司開發(fā)的 機(jī)織物 印花c a d c a m 系統(tǒng)提供了與多種織機(jī)相連的接口程序 可以直接用于織造 蘇格蘭紡織 學(xué)院開發(fā)的s c o t w e a v e 系統(tǒng)也同時(shí)提供了小提花設(shè)計(jì)和大提花設(shè)計(jì)的功能 另外國內(nèi)比較常見的系 統(tǒng)還有美國的p g m 系統(tǒng) g g t 系統(tǒng) 法國的l e c t r a 系統(tǒng) 韓國的y o u n gw o o 系統(tǒng) 德國 的e a t 系統(tǒng)等 這些系統(tǒng)一般都應(yīng)用于小提花織物的設(shè)計(jì)中 用于大提花設(shè)計(jì)的系統(tǒng)常見的有 美 國j a c q c a dm a s t e r 系統(tǒng) 比利時(shí)的s o p h i s 系統(tǒng)以及日本的t l s 系統(tǒng)等 除此之外 國外的c a d 系統(tǒng)還有 s k y s t o r k c i s j a c 系列e a s y t e x 等等 這些系統(tǒng)在國內(nèi)的應(yīng)用較少 但這些c a d 系統(tǒng)大多數(shù)是針對單層機(jī)織物開發(fā)的 最多只是到雙層機(jī)織物組織 而且一般都是采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì) 方法 只是涉及單引緯織造 為裝飾及服用紡織品設(shè)計(jì)服務(wù) 涉及產(chǎn)業(yè)用的三維復(fù)雜紡織品的c a d 系統(tǒng)很少 美國 德國和英國等國家不僅研制并裝備有相應(yīng)的織造先進(jìn)設(shè)備 而且已有多家開發(fā)研制了各 自的c a d 系統(tǒng)以用于復(fù)雜形狀三維立體機(jī)織物的制造和性能分析等 英國工程復(fù)合材料研究中心已 研發(fā)針對三維織物的x s 設(shè)計(jì)系統(tǒng)1 2 刀 但該系統(tǒng)是采用剖面圖進(jìn)行組織設(shè)計(jì) 易出現(xiàn)重疊現(xiàn)象 且只 是涉及單引緯織造 在與雙劍桿織機(jī)配套的軟件系統(tǒng)中有雙引緯織造的c a d 系統(tǒng) 例如v a nd ew i e l e 公司的雙 劍桿織機(jī)就有配套的c a d 系統(tǒng) 這種c a d 系統(tǒng)專一性很強(qiáng) 只適用于雙層提花起絨起圈織物 為 此 開發(fā)普遍適用的多引緯織造多層機(jī)織物的c a d 系統(tǒng)成為需要 1 3 本課題主要研究內(nèi)容 本課題的主要研究內(nèi)容為 1 提出多引緯機(jī)織物組織的設(shè)計(jì)新方法 除了確實(shí)可行以外 還需具有形象直觀 簡單完整 和動態(tài)連貫等特點(diǎn) 其中包括經(jīng)紗位置圖 穿綜圖 紋板圖和表組織圖的設(shè)計(jì) 2 建立多引緯機(jī)織物組織的數(shù)學(xué)模型 分別建立多引緯機(jī)織物組織的經(jīng)紗位置圖矩陣 穿綜 圖矩陣 紋板圖矩陣和表組織矩陣的表示體系及數(shù)學(xué)模型關(guān)系 3 開發(fā)多引緯機(jī)織物組織上機(jī)圖c a d 軟件 選擇v i s u a lb a s i c6 0 作為編程語言 構(gòu)思多引 緯機(jī)織物組織c a d 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 完成數(shù)據(jù)庫和多引緯機(jī)織物組織設(shè)計(jì)等模塊的編程 系統(tǒng)調(diào)試 5 第二章多引緯機(jī)織組織設(shè)計(jì)方法 第二章多引緯機(jī)織組織設(shè)計(jì)方法 多層機(jī)織物作為紡織復(fù)合材料的增強(qiáng)體有著廣泛的發(fā)展前途 并且由于其特殊的組織結(jié)構(gòu)以及 產(chǎn)業(yè)化時(shí)提高生產(chǎn)效率的要求 更傾向采用雙引緯及多引緯織造 但在多層機(jī)織物生產(chǎn)中遇到的首 要問題是織物組織的表示和紋板圖的設(shè)計(jì) 本課題繼承了經(jīng)紗開口運(yùn)動記錄法的設(shè)計(jì)理念 1 0 1 并在 此基礎(chǔ)上 提出了經(jīng)紗位置圖的概念 2 1 使用多眼綜絲的工藝設(shè)計(jì)方法 為實(shí)現(xiàn)多引緯織造的要求 可采用多眼綜絲 2 8 j 或綜平位置不在同 水平高度的綜框 配合使用 凸輪開口機(jī)構(gòu) 只是需與多臂或提花開口機(jī)構(gòu)相結(jié)合 這是織造準(zhǔn)正交織物 1 8 的理想設(shè)備 為了突 出多引緯織造設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn) 更好地說明其原理 下面以圖2 1 所示的準(zhǔn)正交結(jié)構(gòu)的織物為例 且該織物采用雙眼綜絲及凸輪和多臂開口機(jī)構(gòu)結(jié)合的設(shè)備織造 上層經(jīng)紗1 和2 與上層緯紗l 2 3 4 5 6 7 8 交織形成織物的上表面層 下層經(jīng)紗i 和i i 與下層緯紗i v 交織形成織物的下表面層 接結(jié)經(jīng)a 和b 將上下兩層連接起來形成整體間隔織物 1a2ibi i 圖2 1 整體間隔機(jī)織物的縱向截面圖 f i g 2 1l o n g i t u d i n a lc u t a w a yv i e wf o rs p a c ew o v e n 2 1 1 經(jīng)紗位置圖 2 1 1 1 經(jīng)紗位置圖原理 單引緯的設(shè)計(jì)方法只需考慮綜框及綜絲的兩個(gè)運(yùn)動狀態(tài) 即經(jīng)紗的上下兩個(gè)運(yùn)動位置 而雙引 緯織造時(shí) 經(jīng)紗存在三個(gè)運(yùn)動位置 兩緯紗之上 兩緯紗之間 兩緯紗之下 更多緯紗同時(shí)引緯時(shí) 經(jīng)紗的運(yùn)動位置就更多 通常 經(jīng)紗運(yùn)動位置數(shù)p 與機(jī)器的一次引緯的同時(shí)引緯數(shù) 成如下關(guān)系 p n i 因此 雙引緯及多引緯設(shè)計(jì)方法的關(guān)鍵是確定每次引緯時(shí)經(jīng)紗相對于各緯紗的運(yùn)動位置 織物的縱向截面不僅反映經(jīng)紗的開口運(yùn)動狀態(tài) 保存了機(jī)織物最主要的織造信息 也表示了經(jīng) 紗相對于緯紗的運(yùn)動位置 因此 經(jīng)紗的運(yùn)動位置可通過分析織物的縱向截面確定 而織物的縱向 截面圖是織物中所有經(jīng)紗重合在一起的綜合表示 不能清楚地反映每根經(jīng)紗的開口運(yùn)動狀態(tài) 為了 更好地表示織物結(jié)構(gòu)和機(jī)器織造過程 需分別繪制各根經(jīng)紗在縱向截面圖中的開口運(yùn)動狀態(tài) 從而 清晰地表示出每根經(jīng)紗相對于緯紗的運(yùn)動位置 得到經(jīng)紗位置圖 7 江南大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 1 1 2 經(jīng)紗位置圖的意匠紙 經(jīng)紗位置圖表達(dá)的是每次引緯時(shí) 經(jīng)紗相對于各緯紗的運(yùn)動位置 其中也保存著經(jīng)紗開口運(yùn)動 信息 考慮到各緯紗的相對位置 意匠紙中的黑點(diǎn)表示各緯紗 圖2 2 a 所示的意匠紙用來繪制 雙引緯織造的機(jī)織物 每一橫行表示每次引緯 橫行數(shù)即為一個(gè)完全組織的引緯次數(shù) 橫行點(diǎn)從左 至右分別表示上層緯紗和下層緯紗 每組縱行表示一根經(jīng)紗的縱向截面 每列黑點(diǎn)表示每個(gè)引緯器 所在的平面 雙引緯織造就用平行的兩列黑點(diǎn)表示 如圖2 2 a 所示 左邊一列表示上引緯器所 在平面 右邊一列表示下引緯器所在平面 三引緯織造就用三列黑點(diǎn)表示 更多引緯的意匠紙可依 次類推 2 1 1 3 經(jīng)紗位置圖的繪制 在設(shè)計(jì)或分析了織物的縱向截面圖后 就清楚了各根經(jīng)紗與緯紗的交織關(guān)系 據(jù)此 可確定每 次引緯時(shí) 各根經(jīng)紗相對于緯紗的運(yùn)動位置 從而得到如圖2 2 a 所示的經(jīng)紗位置圖 在圖2 2 a 中 上層經(jīng)紗1 和2 只與左邊 列黑點(diǎn) 表示上層緯紗 交織 下層經(jīng)紗i 和1 1 只與右邊一列 黑點(diǎn) 表示下層緯紗 交織 兩接結(jié)經(jīng)a 和b 在左右兩列黑點(diǎn)闖貫穿 在雙引緯的經(jīng)紗位置圖中 經(jīng)紗在兩列黑點(diǎn)的左邊表示其在兩緯紗之上 在兩列黑點(diǎn)的中間表 示其在兩緯紗之間 在兩列黑點(diǎn)的右邊表示其在兩緯紗之下 三引緯及更多引緯的經(jīng)紗位置圖依次 類推 經(jīng)紗位置圖中的曲線軌跡根據(jù)織造時(shí)的先后引緯次序由下往上繪制 1 i 2 i i a b a 經(jīng)紗位置圖 ba 21 ui c 紋板圖 圖2 2 整體間隔機(jī)織物的上機(jī)工藝圖 f i g 2 2d r a f ti n ga r r a n g e m e n tf o rs p a c ew o v e n 2 1 2 穿綜圖 2 1 2 1 穿綜圖與經(jīng)紗位置圖的布局 傳統(tǒng)上機(jī)圖的布局中 穿綜圖在組織圖的正上方 一個(gè)完全組織的經(jīng)紗總根數(shù)對應(yīng)于穿綜圖的 縱行數(shù) 穿綜時(shí)若采用順穿法 則穿綜圖的每行每列都只有一個(gè)標(biāo)記符號 現(xiàn)采用雙眼綜絲織造 一根綜絲穿入兩根經(jīng)紗 為了在穿綜圖中清楚地表達(dá)這種上下位置關(guān)系 以便上機(jī)人員 按圖索驥 f 蚓 需改變穿綜圖與經(jīng)紗位置圖的布局 如圖2 2 所示 這一布局同樣 適用于全部使用單眼綜絲的多引緯織造的設(shè)計(jì) 但傳統(tǒng)的布局方式已使用至今 考慮到設(shè)計(jì)人員的 8 第二章多引緯機(jī)織組織設(shè)計(jì)方法 設(shè)計(jì)習(xí)慣 當(dāng)織物使用單眼綜絲 且不使用下文提劍的高低綜框時(shí) 上機(jī)圖的布局仍采用傳統(tǒng)的布 局方式 2 1 2 2 穿綜圖的繪制 準(zhǔn)正交織物的各層組織相同 因此可采用多眼綜絲 將運(yùn)動規(guī)律相同的上下層經(jīng)紗穿入同一頁 綜框 圖2 2 b 為穿綜圖 每一粗實(shí)線橫格表示一頁綜框 中間繪有虛線的橫格表示雙眼綜絲的 綜框 穿綜圖分前后兩區(qū) 前區(qū)穿接結(jié)經(jīng) 采用普通單眼綜絲的綜框 后區(qū)穿上下表面層經(jīng)紗 采 用雙眼綜絲的綜框 虛線上方為上綜眼 穿上表面層經(jīng)紗 虛線下方為下綜眼 穿下表面層經(jīng)紗 多眼綜絲的穿綜圖可依次類推 2 1 2 3 由穿綜圖確定經(jīng)紗排列次序 多眼綜絲的上下眼位置關(guān)系 穿綜圖的經(jīng)紗分區(qū) 以及穿綜圖與經(jīng)紗位置圖的布局 這三個(gè)因 素決定了經(jīng)紗位置圖中的經(jīng)紗排列次序 如圖2 2 a 所示 整體間隔織物的經(jīng)紗位置圖中 經(jīng)紗從左到右的順序?yàn)?上表面層的一根 經(jīng)紗1 下表面層與經(jīng)紗1 運(yùn)動規(guī)律相同的一根經(jīng)紗i 上表面層的另一根經(jīng)紗2 下表面層與經(jīng)紗 2 運(yùn)動規(guī)律相同的一根經(jīng)紗i i 再往右排接結(jié)經(jīng) 總之 先從上往下找出運(yùn)動規(guī)律相同的一組經(jīng)紗 在經(jīng)紗位置圖中按從左往右的次序排列 再找另 組運(yùn)動規(guī)律相同的經(jīng)紗 最后排列接結(jié)經(jīng) 多眼 綜絲的經(jīng)紗排列次序可依次類推 2 1 3 紋板圖 由于采用雙引緯織造 同時(shí)投入上下層的兩根緯紗 所以紋板圖的橫行數(shù)并不等于一個(gè)組織循 環(huán)的緯紗根數(shù) 而是等于投緯次數(shù) 即為經(jīng)紗位置圖中的黑點(diǎn)橫行數(shù) 紋板圖的縱行數(shù)與綜頁數(shù)相 對應(yīng) 如圖2 2 c 所示 繪制紋板圖時(shí) 穿入單眼綜絲的經(jīng)紗由于采用多臂開口機(jī)構(gòu)控制 需考慮其與上下兩引緯器的 位置關(guān)系 經(jīng)紗在上引緯器之上 在圖2 2 a 中 即為在上引緯器所在平面的左邊 用符號 表 示 經(jīng)紗在上下引緯器之間 用符號囟表示 經(jīng)紗在下引緯器之下 用符號口表示 穿入雙眼綜絲 的經(jīng)紗由于采用凸輪開口機(jī)構(gòu)控制 只需考慮與各自所在平面的引緯器的位置關(guān)系 在該引緯器之 上 用符號 表示 在該引緯器之下 用符號口表示 如圖2 2 c 所示 2 2 全部使用單眼綜絲的工藝設(shè)計(jì)方法 角聯(lián)鎖織物及更多各層組織結(jié)構(gòu)不相同的復(fù)雜織物 不能采用多眼綜絲 需全部使用單眼綜絲 來織造 開口機(jī)構(gòu)一般使用多臂或提花開口機(jī)構(gòu) 準(zhǔn)正交織物也可像角聯(lián)鎖織物一樣全部使用單眼 綜絲來織造 不管是使用多眼綜絲 還是全部使用單眼綜絲 兩者的設(shè)計(jì)原理是相同的 組織結(jié)構(gòu)都采用經(jīng) 紗位置圖來表示 因此 經(jīng)紗位置圖的繪制方法相同 在此不再贅述 只是穿綜圖和紋板圖的繪制 稍有區(qū)別 下面還是以圖2 1 所示的準(zhǔn)正交結(jié)構(gòu)的織物為例來說明 2 2 1 穿綜圖 2 2 1 l 全部使用多臂或提花開口機(jī)構(gòu)的穿綜圖 全部使用單眼綜絲且開口機(jī)構(gòu)為多臂或提花時(shí) 其穿綜圖的意匠紙只需將圖2 2 b 中的虛線 改為實(shí)線 每一運(yùn)動規(guī)律不同的經(jīng)紗穿入不同的綜框 得到如圖2 3 a 所示的穿綜圖 9 江南大學(xué)碩士學(xué)位論文 bai i2i1 a 多臂或提花開 口機(jī)構(gòu)的穿綜圖 i b 凸輪開口 機(jī)構(gòu)的穿綜圖 圖2 3 全部使用單眼綜絲的穿綜圖 f i g 2 3h a r n e s sd r a f tf o ra 1 1h e d d l e so fs i n g l ee y e 2 2 1 2 使用凸輪開口機(jī)構(gòu)的穿綜圖 全部使用單眼綜絲且采用凸輪開口機(jī)構(gòu)來織造準(zhǔn)正交織物時(shí) 可有以下兩種技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段 一 是當(dāng)采用相同綜平高度的綜框調(diào)整織機(jī)時(shí) 對應(yīng)于織物的高低層 分別使用高低綜眼的綜絲 另一 是當(dāng)采用相同高度綜眼的綜絲時(shí) 對應(yīng)于織物的高低層 分別將綜框調(diào)整成不同綜平高度 但上述 兩種的穿綜圖相同 只需在圖中區(qū)分清楚不同高度的綜框 粗實(shí)線的橫格表示綜平位置高的綜框 繪制時(shí)只需將原本穿入上綜眼的經(jīng)紗穿入綜平位置高的綜框 如圖2 3 b 所示 總之 不論有無多眼綜絲 不論采用何種開口機(jī)構(gòu) 穿綜圖的繪制原理相同 都是由經(jīng)紗位置 圖順時(shí)針旋轉(zhuǎn)9 0 后一一對應(yīng)繪制得到 2 2 2 紋板圖 紋板圖是由經(jīng)紗位置圖和穿綜圖映射而來 它反映的是綜框的提綜信息 因此和開口機(jī)構(gòu)密切 相關(guān) 多臂和提花開口機(jī)構(gòu)控制的經(jīng)紗有多個(gè)運(yùn)動位置 需采用多種符號表示 則圖2 3 a 所示 穿綜圖所對應(yīng)的紋板圖如圖2 4 a 所示 而凸輪開口機(jī)構(gòu)控制的經(jīng)紗只有上下兩種運(yùn)動位置 所 以只用兩種符號表示 則圖2 3 b 所示穿綜圖所對應(yīng)的紋板圖如圖2 4 b 所示 圖圈 bai i2i1bai i2i1 a 多臂或提花開 b 凸輪開口 1 2 機(jī)構(gòu)的紋板圖機(jī)構(gòu)的紋板圖 圖2 4 全部使用單眼綜絲的紋板圖 f i g 2 4c h a i nd r a f tf o ra 1 1h e d d l e so fsi n g l ee y e 2 3 經(jīng)紗位置圖多引緯設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用 雙層織物用雙劍桿織造 而更多層的織物就用更多的引緯器同時(shí)織造 即層數(shù)與同時(shí)引緯的劍 l o 第二章多引緯機(jī)織組織設(shè)計(jì)方法 桿數(shù)相對應(yīng) 這應(yīng)該是理想的狀態(tài) 因?yàn)檫@樣不但能夠高效率織造 而且能簡化復(fù)雜機(jī)織物的設(shè)計(jì) 但實(shí)際生產(chǎn)中 大多采用雙劍桿織造 上述新設(shè)計(jì)方法同樣適用于雙劍桿織多層織物 圖2 5 a 為四層角聯(lián)鎖織物的縱向截面圖 要繪制出雙劍桿織造該織物的上機(jī)工藝圖 關(guān)鍵 是要分析清楚每次引緯時(shí)各根經(jīng)紗相對于兩引緯器的運(yùn)動位置 畫出經(jīng)紗位置圖 根據(jù)新設(shè)計(jì)方法 的原理 確定第一次引緯為i i i 層的第一根緯紗 第二次引緯為 層的第一根緯紗 第三次 引緯為i i i 層的第二根緯紗 第四次引緯為 i 層的第二根緯紗 依次類推 直到一個(gè)組織循 環(huán)結(jié)束 然后分析經(jīng)紗的運(yùn)動位置 得到如圖2 5 b 所示的經(jīng)紗位置圖 其穿綜圖和紋板圖可很 容易地對應(yīng)畫出 在此不再贅述 ih 12 34 56789 1 0 a 縱向截面圖 盧 e 幸e 己i 皇 一 圖2 5 四層角聯(lián)鎖織物的縱向截面圖及經(jīng)紗位置圖 f i g 2 5l o n g i t u d i n a lc u t a w a yv i e wa n dw a r pp o s i t i o nd r a f t i n t e r l o c k i n gs t r u c t u r ew o v e no ff o u rl a y e r s 雙劍桿織造偶數(shù)層的多層織物時(shí) 可使用此新設(shè)計(jì)方法繪制上機(jī)工藝圖 對于奇數(shù)層的多層織 物 若劍桿能在織造過程中有規(guī)律地引入空緯或不引緯 c l 玎 8 3 型地毯劍桿織機(jī)的劍桿具有此項(xiàng)功 能例 則可在奇數(shù)層的末尾加上一列空緯 然后用偶數(shù)層的處理方法來設(shè)計(jì)奇數(shù)層織物的上機(jī)工藝 圖 2 4 經(jīng)紗位置圖多引緯設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn) 本課題首次提出的雙引緯及多引緯的設(shè)計(jì)新方法具有以下特點(diǎn) 1 直觀性 經(jīng)紗位置圖既反映出每次引緯時(shí)經(jīng)紗的運(yùn)動位置 又保存了綜絲的開口運(yùn)動信息 2 簡易性 傳統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)對于多層復(fù)雜機(jī)織物的紋板圖繪制是有一定難度的 而本文介紹 的設(shè)計(jì)新方法根據(jù)經(jīng)紗位置圖和穿綜圖的映射 可很容易地讀出紋板圖 3 普遍性 雖然織造多層機(jī)織物的機(jī)構(gòu)非常多樣 但不管其組織結(jié)構(gòu)簡單還是復(fù)雜 偶數(shù)層 還是奇數(shù)層 此設(shè)計(jì)新方法均普遍適用 因此 雙引緯及多引緯的設(shè)計(jì)方法有助于多層復(fù)雜機(jī)織物的設(shè)計(jì)和生產(chǎn) 擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域 尤 其是向紡織復(fù)合材料領(lǐng)域的拓展 第二章經(jīng)紗位置圖數(shù)學(xué)模型的建立 第三章經(jīng)紗位置圖數(shù)學(xué)模型的建立 上機(jī)圖是表示織物上機(jī)織造工藝條件的圖解 生產(chǎn) 仿造或創(chuàng)新織物時(shí)均須繪制與編制上機(jī)圖 多引緯機(jī)織組織的上機(jī)圖是由經(jīng)紗位置圖 穿綜圖 紋板圖三部分按照一定的布局排列而成 從本章開始介紹多引緯機(jī)織組織上機(jī)圖中經(jīng)紗位置圖 穿綜圖 紋板圖的數(shù)學(xué)模型以及三者之 間的數(shù)學(xué)邏輯關(guān)系 數(shù)學(xué)建模是多引緯機(jī)織物上機(jī)圖c a d 設(shè)計(jì)的基礎(chǔ) 也是本課題的基礎(chǔ) 將為本 課題的研究提供重要的數(shù)學(xué)研究手段 3 1 經(jīng)紗位置圖的數(shù)碼表示 為了使計(jì)算機(jī)能識別和處理各種多引緯機(jī)織物組織 可將經(jīng)紗位置圖轉(zhuǎn)換成經(jīng)紗位置數(shù)碼矩 陣 每次引緯時(shí) 某根經(jīng)紗相對于各緯紗的運(yùn)動位置用此根經(jīng)紗的經(jīng)紗位置數(shù)碼 3 0 j 表示 對于引緯數(shù)為l 的機(jī)織物 用o 1 2 3 4 一l 2 l 1 l 等數(shù)值來表示經(jīng)紗位置數(shù)碼的元 素值 l 表示經(jīng)紗在第1 引緯器 最上面的引緯器 的上面 l l 表示經(jīng)紗在第1 引緯器和第2 引緯 器之間 l 一2 表示經(jīng)紗在第2 引緯器和第3 引緯器之間 l 3 表示經(jīng)紗在第3 引緯器和第4 引緯器之 間 依此類推 l 表示在第l 1 引緯器和第l 引緯器之間 0 則表示經(jīng)紗在第l 引緯器 最下面的引 緯器 的下面 由經(jīng)紗位置圖中每根經(jīng)紗相對于各引緯器的位置關(guān)系 即由每根經(jīng)紗的經(jīng)紗位置數(shù)碼 可以得 出多引緯機(jī)織物組織的經(jīng)紗位置數(shù)碼矩陣 12 34 5 經(jīng)紗位置圖 llllllol 0 2l2 2 0 ol lloll1l2 0 2l2 2 o ol ll0ll ll 2 2 o 0l0 2l2 lll2llol 2 o 0lo 2l2 6 經(jīng)紗位置數(shù)碼矩陣 圖3 i 一種雙引緯雙層組織的經(jīng)紗位置圖和經(jīng)紗位置數(shù)碼矩陣 f i g 3 1w a r pp o s i t i o nd r a f ta n dw a