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毛衫织物线圈结构建模与仿真研究

2020-12-11阅读(789)

毛衫织物线圈结构建模与仿真研究

论文摘要

随着现代纺织技术的发展，纺织CAD/CAM技术在纺织技术中的应用已日益广泛。织物的三维仿真技术，作为织物CAD技术的延伸，将计算机的快速性、准确性和设计人员的想象力、判断力充分地结台在一起。因此，织物仿真技术的应用，对于加快产品开发速度、提高设计效率、省工省料、降低成本消耗、提高产品质量都有十分显著的作用。毛衫织物是针织物中的一个重要分支。针对目前毛衫织物线圈结构的研究还有待完善，需要对织物结构形态作出更为准确的描述，本课题旨在研究毛衫织物线圈结构建模与计算机模拟仿真方法。本文从织物结构的非线性特征入手，结合纤维和纱线的弯曲特性对织物结构形态的影响，通过毛衫织物的试织以及线圈结构形态的实验分析，进行有益地尝试和积极地探索，研究毛衫织物线圈结构的建模方法。同时，运用现代图像处理技术和所建的线圈结构模型，研究毛衫织物线圈结构的仿真，实现毛衫织物结构三维模拟显示。论文的主要研究内容如下：（1）论文在对经典线圈结构模型如Peirce模型等深入研究分析的基础上，研究传统线圈结构模型建模方法的不足，为准确建立线圈结构模型奠定研究基础；（2）针对传统模型曲线的局限性，考虑到不同纤维、纱线的弯曲性能对线圈结构形态的影响，首先需要从纤维、纱线的微观结构来分析各种纺织原料的弯曲性能，并利用悬臂梁测试法，测试毛衫织物纱线原料的弯曲性能；（3）研究影响毛衫织物线圈结构的因素，通过多种不同原料和不同结构参数毛衫织物的试织，以及织物的扫描电镜照片，观察在一定的编织条件下，织物线圈结构的形态；并设计正交实验，分析各组织结构参数对线圈结构的影响权重。线圈结构参数值不同，则线圈的结构形态不同。因此，根据线圈结构参数变化来描述线圈的结构；（4）根据纱线和线圈结构的特性，应用三次非均匀有理样条曲线来建立毛衫织物线圈结构模型；NURBS曲线具有凸包性、可控性等优点，NURBS曲线建立的线圈模型，可通过型值点的设置控制曲线的结构形态；（5）论文研究在NURBS曲线的基础上，建立毛衫织物基本组织、变化组织以及复杂组织的线圈结构模型，解决传统线圈模型不适用于复杂组织建模的难题；（6）论文在线圈结构建模仿真分析的基础上，设计开发毛衫织物结构仿真软件的系统框架，基于OpenGL三维图像处理的原理与方法，开发NURBS线圈结构模型的显示程序。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 针织物线圈模型的研究现状
  • 1.2.1 线圈结构模型的研究历程
  • 1.2.2 国内外技术研究现状
  • 1.3 研究意义
  • 1.4 论文的主要研究内容
  • 第二章 织物线圈结构建模研究与分析
  • 2.1 纬编针织物线圈结构形态分析
  • 2.1.1 线圈宏观结构形态分析
  • 2.1.2 线圈微观结构形态的分析
  • 2.2 纬编线圈结构的几何模型
  • 2.3 本章小结
  • 第三章 毛衫织物线圈结构建模的实验研究
  • 3.1 实验准备
  • 3.1.1 原料准备
  • 3.1.2 织物组织结构的选取与编织参数的设置
  • 3.2 实验分析影响线圈结构的因素
  • 3.2.1 实物电镜实验
  • 3.2.2 扫描电镜实验
  • 3.3 线圈结构模型的多因素正交实验分析
  • 3.3.1 实验设计
  • 3.3.2 实验数据
  • 3.3.3 实验数据处理
  • 3.3.4 线圈长度的回归分析
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 毛衫织物线圈结构模型改进算法的研究
  • 4.1 NURBS 改进算法的方法研究
  • 4.1.1 NURBS 曲线的定义及性质
  • 4.1.2 三次 NURBS 曲线的函数表达
  • 4.2 纱线结构形态的假定
  • 4.3 毛衫织物线圈单元模型的建立
  • 4.3.1 NURBS 纬编线圈结构单元模型的建立
  • 4.3.2 NURBS 线圈模型曲线中型值点的求解
  • 4.4 线圈模型曲线控制顶点的改进算法求解
  • 4.4.1 节点矢量 U 的确定
  • 4.4.2 权因子的确定
  • 4.4.3 控制顶点的的反求
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 毛衫织物组织结构建模
  • 5.1 基本组织结构建模
  • 5.1.1 纬平针组织结构建模
  • 5.1.2 罗纹组织结构建模
  • 5.1.3 双反面组织结构建模
  • 5.2 变化组织结构建模
  • 5.2.1 浮线线圈结构建模
  • 5.2.2 集圈组织结构建模
  • 5.2.3 移圈组织结构建模
  • 5.3 本章小结
  • 第六章 毛衫织物仿真技术的研究与实现
  • 6.1 OpenGL 的图形处理技术研究
  • 6.1.1 OpenGL 的简介
  • 6.1.2 OpenGL 的技术特点和功能
  • 6.1.3 OpenGL 的工作流程
  • 6.2 毛衫织物组织线圈结构模型的生成
  • 6.2.1 毛衫织物模型曲线显示的编程步骤
  • 6.2.2 毛衫织物组织结构曲线的数据计算
  • 6.2.3 毛衫织物线圈结构 NURBS 曲线的生成
  • 6.3 毛衫织物结构三维仿真的分析研究
  • 6.3.1 坐标变换
  • 6.3.2 计算机视觉技术处理
  • 6.4 毛衫织物结构仿真效果
  • 6.5 本章小结
  • 第七章 结论
  • 参考文献
  • 在读期间论文发表情况
  • 致谢

    • 相关论文文献

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