维普资讯 http://www.cqvip.com — 入章详细研究了经编针织物线圈结构的模型，在此基础上结合贾卡经编针织物的结构特点，提出了贾卡经编针 织物的仿真方法，为贾卡经编针织物的计算机辅助花型设计与三维仿真提供了行之有效的方法。 ，Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｗａｒｐ ｋｎｉｔｔｅｄ ｆａｂｒｉｃ ａｎｄ ｏｆｆｅｒｅｄ ａ ｌｅａｓｉｂｌｅ ｍｏｄｅ１．Ｗｈａｔ’Ｓ ｍｏｒｅｉｔ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ Ｊａｃｑｕａｒｄ ｗａｒｐ—ｋｎｉｔｔｅｄ ｆａｂｒｉｃ，ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｈｏｗ ｔｏ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｆｏｒ ｔｈｉｓ ｋｉｎｄ ｏｆ ｆａｂｒｉｃ．Ｉｔ ｗｉｌｌ ｇｉｖｅ ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ＣＡＤ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｊａｃｑｕａｒｄ ｄｅｓｉｇｎ． 贾卡经编针织物仿真方法研究 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｊａｃｑｕａｒｄ Ｗａｒｐ－・ｋｎｉｔｔｅｄ Ｆａｂｒｉｃ 文／丛洪莲葛明桥蒋高明 随着贾卡提花技术的不断发展，贾卡经编针织物的生 产原理与织物结构越来越复杂，贾卡产品也越来越精美， 而市场对于高档贾卡经编针织物的需求也是日益增多。如 何能够快速开发高档提花产品，提高产品的附加值，增加 企业的经济效益是企业发展的核心问题。而解决这个问题 的关键在于能够提供一种高效的贾卡经编针织物设计与仿 是在于找出织物参数和织物尺寸之间的一些关系，用于工 厂中产量计算和预测织物性能等。 通过上述分析可知，早期用的线圈结构几何模型是对 线圈结构的二维描述，主要是用于计算线圈长度、送经量， 以及由此来计算产量等。并且以往的模型由于采用过于简 化的几何假定，使结果误差太大，不能直接应用于工程实 际；Ｐ．Ｇｒｏｓｓｂｅｒｇ先生提出的将线圈主干作为一弹性杆进行 数学力学分析，得到线圈结构参数间的几何数量关系，修 正的弹性杆模型同时考虑了线圈的倾斜和延展线的弯曲， 真系统，这样企业在真正投入生产之前就可以根据产品的 各项设计参数预知织物的结构和外观。 然而，目前国内对于贾卡经编针织物结构和仿真的研 究还处于较低水平，国外也仅仅实现了对贾卡经编针织物 的二维仿真，因此在这方面的研究还有很多路需要走。如 何对贾卡经编针织物的结构特征进行数学抽象描述，采用 科学的研究手段，建立合理的结构模型，借助计算机工具， 实现三维仿真将是一个非常有意义的研究课题。本文将从 但是由于计算方法太过复杂，结果与实际有一定误差；另 外还有用试验统计方法研究经编针织线圈结构几何学的实 践，同样也存在较大的误差。 从线圈受力和几何抱合出发，建立合理的线圈结构模 型，利用计算机这一工具来描绘复杂的线圈将是研究贾卡 经编针织物结构和仿真的基础。线圈结构的描述可以分为 二维和三维两种。 确立经编线圈结构的模型开始，分析贾卡经编针织物的结 构特征，建立贾卡经编针织物的结构模型，提出一种方便 快捷的贾卡经编针织物仿真方法。 对于二维线圈，可以采用一种比较简单的方法来模拟 １ 确立经编线圈结构模型 对经编针织物线圈结构的模拟，前人曾提出不同的模 型，如Ｇ．Ｌ．Ａｌｌｉｓｏｎ结构模型。该模型将经编线圈单元分成 了４个部分，分别是线圈圈弧（半径为２ｄ的半圆）、两根 圈柱、一根延展线。Ｐ Ｇｒｏｓｂｅｒｇ结构模型将线圈看成一个 每一根纱线，从视觉效果来讲，纱线的最基本外观是细长 的圆柱体，假设纱线平放，其投影到二维平面，就是一个 长方形。纱线的捻度纹理是由数根单丝的螺旋缠绕而成。 在二维图像中，采用近似的颜色渐变的一组平行直线来体 现这种纹理。 弹性体，根据织物组织相互作用的关系，将前后梳栉的纱 线消耗量用不同的公式来表示。机上状态线圈结构模型主 如果考虑三维线圈（图１），要考虑线圈的空间构成， 可以考虑使用一定的曲线（面）来表示。将纱线假定为规 则的圆形截面的柱体，使用参数 （对于中心轴坐标）和ｖ （对于截面坐标）来分别表示曲线（面）的参数，这样就能 够描述线圈的三维结构。由于建立在三维结构需要很大的 要反映机上状态织物测量和纱线消耗量之间的关系。目的 －ＩＩＩ 作者简介：丛洪莲，女，１９７６年生，讲师，江南大学纺织服装 Ｉｌ学院，无锡，２１４１２２。 １２８ 纺织导报Ｃｈｉｎａ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｌｅａｄｅｒ．２００８ Ｎｏ．７ 维普资讯 http://www.cqvip.com
计算量，在织物仿真时，Ａｆｌ＇ｌ的要求是即时可见，因此我 们的设想是对于不同类型的纱线，可以首先建立模拟仿真 利用有 将复杂问题 题后再求解 是由许多称 连子域组成 一的纱线数据库，然后在织物模拟时加以调用。 个合适的 然后推导求 件（如结构的平衡条件），从而得到图 贾卡织物的复杂结构 问题的解。有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂 形状，因而成为行之有效的工程分析手段。 图１ 三维线圈结构的两维参数 根据设想，可以使用有限元方法，将织物结构转换成 有多个线段组成的ＦＥＭ模型，为了能够有效地显示纱线结 ２确立贾卡经编织物结构模型 贾卡经编针织物的结构相当复杂，首先其基本的织物 结构就包括了衬纬、成圈和压纱等几种方式，其次在基本 组织的基础之上，还受到贾卡提花机构的作用，形成各种 层次效应丰富的变化组织。衬纬型、成圈型、压纱型贾卡 的基本结构分别如图２—４所示。 构真实弯曲和变形情况，必须使用足够多的线段，然后通 过复制在计算机上显示完整的针织物。实际上，每根纱线 的弯曲和变形主要取决于纱线的张力，而影响张力的因素 不光包括纱线的机械和力学性能，更重要还决定于织物的 组织结构，必须通过大量的测试来研究贾卡经编针织物复 杂的变形过程，确定各种参数对于纱线张力的影响效果。 ３结语 国内外对于柔性织物的仿真仍处于研究阶段，尤其对 于结构相当复杂，形状极其不规则的贾卡经编针织物，对 其进行仿真研究具有很大的挑战性。我们在研究过程中， 图２衬纬贾卡组织结构 已经逐步形成了该类织物的仿真技术路线。 （１）贾卡经编针织物的仿真步骤为：确立线圈结构模 型一确立贾卡经编织物结构模型一织物可视化仿真； （２）贾卡经编针织物线圈结构可以采用简单的二维纱 线进行模拟，最好是使用一定的曲线（面）来模拟三维的 图３成圈贾卡组织结构 空间线圈； （３）贾卡经编针织物结构模型可采用有限元方法，有 限元方法对织物结构进行研究，已经在机织、简单针织物 如衬纬结构中使用，根据已进行的研究工作，可以认为用 有限元方法对复杂的贾卡结构进行模拟是可行的。 图４压纱贾卡组织结构 在仿真时，为了加强仿真的视觉效果，还可以采用织 物的光照模型来表现织物表面的立体效果，对于贾卡经编 针织物，可以通过织物中长延展线表面的光照模拟绘制来 表现其表层组织的真实感。 Ⅲ 参考文献 ［１】蒋高明．现代经编产品设计与工艺［Ｍ】．北京：中国纺织出版社 ２００２． 贾卡经编针织物理论与实际形态的差异主要体现在贾 卡组织的变形上，由于织物的底布受变化的贾卡纱线拉力 的作用，因此织物在网孔组织处要发生变形，尤其在多列 网眼处，变形最为明显。由于网眼的形成方法、网眼的长 短不同，因此其形态结构就各异（图５）。鉴于此，可以考 虑从物理和数学两个角度采用有限元法对贾卡组织结构的 变形进行求解处理。 ［２】陈惠兰，冯勋伟 经编针织物几何结构研究的进展［Ｊ】．上海纺 织科技，１９９６（６）：３７—４０． 纺织导报Ｃｈｉｎａ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｌｅａｄｅｒ．２００８ Ｎｏ ７ １２９