毛精纺单纱的弹性指标质量预测与控制

论文摘要

我国是毛纺生产大国(生产能力占全世界的六分之一)，却不是技术先进的强国。近年来，许多企业进口了大量的先进毛纺设备，但是在毛纺技术和管理上离国际先进水平尚有一定的差距。众所周知，高技术、高质量、高效益、低加工成本是国际制造技术发展的方向，尤其以计算机信息化为特点，其发展之迅速正日益深刻地改变着人们的观念和生活。中国毛纺工业在科学技术和生产管理上，虽然已经取得了长足的发展和进步，但是在生产质量管理上大多尚未摆脱经验控制模式，缺乏较为科学、系统的预测方法和技术，往往由于缺乏对于纱线质量需求与纤维性能之间内在关系的精细了解，致使纤维性能过高或过低而难以满足加工、成本和质量要求的情况时有发生，或在采用新材料时使某些性能得以改进，而使另一些性能却下降了、或开发成本高、或质量难以稳定、或加工过程对原料的适应期延长等等，总之，多数产品的开发技术仍徘徊在中低水平，适应市场快速反应的能力不强。从专家系统而发展起来的诊断和预测技术的应用，其意义是不言而喻的。预测技术是质量管理的高级手段之一，“毛精纺单纱的弹性指标质量预测与控制”，是高新技术在毛纺织行业管理中的应用，它可以优化原料结构、降低原料成本；优化工艺制定；缩短产品开发周期，提高和稳定产品质量。随着世界科技发展和产业结构的调整，各主要毛纺织品生产国都越来越重视对原料合理利用及加工过程中质量预测和控制技术的研究开发，以降低原料和加工成本，缩短新产品的开发周期，提高质量、效益和企业的市场竞争能力。在毛纺加工流程中，纺纱是一个关键的工序。因为纺纱工序的耗资是整个毛条制造的3—4倍，而且织物的质量在很大程度上取决于纱线质量。因此，预测技术的应用对毛纺厂改善纺纱性能和提高纱线质量具有非常重要的经济价值。随着人们生活水平的提高以及审美观念的转变，人们对服装舒适性要求也日益增加，弹性毛织物的开发正在国际国内服装面料市场兴起。全面衡量纺织品的弹性包括弹性模量、变形的恢复能力、断裂伸长率及断裂强度等三方面内容。弹性模量一般用于纯理论分析，变形回复能力的测试又比较繁琐，所以工厂常常用断裂伸长率及断裂强度间接地表示其弹性。本文通过查阅大量的文献资料和对纯澳毛单纱拉伸性能的测试，从澳毛纤维的结构、品质以及单纱的断裂机理，分析了纯澳毛单纱的拉伸性能及其影响因素，并通过使用统计软件SPSS10.0对数据进行了统计分析，得出了澳毛毛条品质指标影响单纱断裂强度(yt)与单纱断裂伸长(ye)的预测模型。本研究是在收集大量工业数据的基础上，按纱支分段进行建模以提高预测精度。研究中用曲线拟合对数学模型的构架进行了分析，对每一个输入参数的影响程度进行了分析，对输入参数间的交互作用进行了对照分析，建立了数学模型，用统计方法确定模型中的影响因子系数，力求得到拟合优度高的非线性数学模型。该预测技术作为一种质量控制手段具有以下作用：预测纱线品质和纺纱性能，优化毛条选择，调整生产加工工艺。该预测模型通过控制纱线的断裂伸长率及断裂强度来控制其弹性，以达到生产弹性良好的织物的目的。本研究是国家经贸委技术创新项目“毛条与纺纱加工过程的质量预测与控制”中的一部分，经兰州第三毛纺厂和山东如意集团等工厂的试用证明，该研究成果效果稳定、可靠，经国家专家组评审，该技术达到国际先进水平。

论文目录

• 学位论文的主要创新点
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 研究的目的和意义
• 1.1 研究意义
• 1.2 预测技术研究现状
• 1.2.1 YARNSPEC预测技术
• 1.2.1.1 预测技术简介
• 1.2.1.2 YARNSPEC程序操作简介
• 1.2.1.3 YARNSPEC软件存在的问题
• 1.2.2 人工神经网络预测技术
• 1.2.3 灰色系统模型
• 第二章 羊毛纤维的结构和性质
• 2.1 羊毛的形态结构
• 2.2 羊毛的化学组成和空间构型
• 2.3 羊毛的拉伸
• 2.4 羊毛弹性的表征
• 2.4.1 弹性模量
• 2.4.2 纤维的变形恢复能力
• 2.4.3 断裂伸长率
• 2.5 影响纤维弹性的因素
• 第三章 单纱拉伸力学性能测试及断裂机理分析
• 3.1 试验设计
• 3.1.1 测试原理
• 3.1.2 影响强度和伸长量的测试因素
• 3.1.3 试验内容
• 3.2 测试数据及分析
• 3.2.1 纯毛纱的断裂强度与断裂伸长率测试与分析
• 3.2.2 同一细度不同捻度纯毛纱的测试与分析
• 3.2.3 单纱的拉伸图
• 3.3 单纱断裂机理分析
• 3.3.1 单纱中纤维的排列形态
• 3.3.2 单纱的断裂机理
• 3.3.3 影响单纱断裂的因素
• 3.3.3.1 纤维的内部结构
• 3.3.3.2 纤维的性能
• 3.3.3.3 单纱的结构
• 3.4 小结
• 第四章 单纱断裂伸长率的预测模型
• 4.1 研究对象与研究方法
• 4.1.1 研究思路和方法
• 4.1.2 取样
• 4.1.3 预测模型需要的纤维性质和加工信息
• 4.2 统计软件SPSS简介
• 4.3 原始数据的处理
• 4.4 建模
• 4.4.1 建模步骤
• 4.4.2 数据统计分析
• 4.4.3 曲线拟合
• 4.4.4 预测模型的建立
• 4.4.4.1 定义变量
• 4.4.4.2 75公支以下（13.34TEX以上）模型的建立
• 4.4.4.3 75公支以上（13.34TEX以下）模型的建立
• 4.5 小结
• 第五章 单纱断裂强度的预测模型
• 5.1 75公支以上（13.34TEX以下）预测模型
• 5.1.1 数据分析
• 5.1.2 数据统计
• 5.1.3 预测值与实测值的对比条形图
• 5.2 75公支以下（13.34TEX以上）预测模型
• 5.2.1 数据分析
• 5.2.2 数据统计
• 5.2.3 预测值与实测值的对比条形图
• 5.3 主要影响因素的确定
• 5.4 小结
• 第六章 实际应用
• 6.1 预测技术的作用
• 6.2 本研究在弹性织物开发中的应用
• 结论
• 本研究存在的不足
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢