纱线与织物同机弯曲表征及建模分析

论文摘要

纱线与织物的弯曲性能是纱线与织物风格评价中最为重要和经典的特性,因为该性能直接影响内衣的贴身性、柔软性和悬垂特征;外衣的挺括、抗皱、保形与造型等特征;睡袋、帐篷等的折叠加工成形,因此,在纱线与织物的使用与加工过程中,必须选择合适的弯曲性能,以及与此有关的质量、厚度、摩擦性能和拉伸性能等。而选择或改善的基本依据是认识和测量纱线与织物的性能,尤其是定量化的表征。 目前国内外纱线与织物弯曲测试仪主要采用单测单指标测量,性能单一、技术落后、实用性差;单测多指标测量,多为实验室技术、且性能亦较为单一、无标准化应用;多测多指标测量,价格昂贵、自动化程度较低。作为单测单指标测量的延伸技术为单测多指标方法,是表征技术的前沿和趋势。其本质是原位组合测量技术。采用单测多指标原理测量纺织品性能与风格不仅可以实现多功能快速化测量,而且是真正“一样”的综合性测量。 本课题完成的就是采用单测多指标原理,研制具有自主知识产权的、集纱线与织物弯曲测量于一体的测量仪器和方法,并通过一次变形实现纱线与织物的组合原位测量。由此,定量地表达纱线和织物的质量、弯曲、摩擦、拉伸和厚度等力学性能及其与弯曲间的相互关系;准确预测纱线与织物的弯曲性能,为综合地表征纺织品风格特征奠定基础。该研究不但可以从根本上降低仪器的成本与价格、快速和多方位地获取纱线与织物力学和风格特征,进行性能分析与风格判定,而且可以实现纺织品的快速标准化检验,为纺织品的质量把关、纺织品的开发和加工以及高生产效率、低成本检测仪器提供可行、有效的先进技术指导。 本课题基于准三点梁弯曲理论建模实现纱线与织物弯曲性能同机同弯曲原理,进行同试样测量。基于单测多指标测量理念为实现一次组合原位测量获取质量、弯曲性能、摩擦性能、拉伸性能和厚度等指标,开发了具有自主知识产权的纱线与织物性能组合原位测量装置（即CHES-FY系统）。依据CHES-FY系统测量所得抽拔力—位移曲线,进行特征模式识别可得到典型曲线上对应于质量、弯曲、摩擦、拉伸和厚度等特征的五个阶段,通过特征分析可提取纱线与织物的各力学性能对应的指标,即质量阶段可获取纱线线密度和织物的平方米质量;弯曲阶段可提取抗弯斜率、弯曲功和最大弯曲力等特

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 国内外现状、水平与发展趋势
• 1.1.2 经济建设和社会发展需求
• 1.1.3 科学技术价值和特色
• 1.1.4 纱线与织物弯曲性能的理论回顾
• 1.1.5 纱线与织物弯曲刚度相互关系模型的回顾
• 1.2 纱线与织物弯曲性能测量方法的研究现状
• 1.2.1 纱线弯曲性能的测量方法与理论
• 1.2.2 织物弯曲性能的测量方法与理论
• 1.2.3 纱线及织物弯曲性能的影响因素
• 1.3 本课题研究的目标与内容
• 1.3.1 课题的研究目标和内容
• 1.3.2 课题拟解决的问题、技术路线和创新性
• 第2章 纱线与织物性能组合原位测量系统
• 2.1 CHES-FY基本结构与测量原理
• 2.1.1 CHES-FY设计理念
• 2.1.2 CHES-FY系统特征
• 2.1.3 CHES-FY物理结构
• 2.1.4 CHES-FY功能与特征
• 2.1.5 CHES-FY典型抽拔特征
• 2.1.6 CHES-FY与其他同类测量仪的比较
• 2.2 CHES-FY硬件系统配置
• 2.2.1 CHES-FY硬件系统测量基本机构
• 2.2.2 CHES-FY系统实施方案
• 2.2.3 CHES-FY系统优点
• 2.2.4 CHES-FY系统硬件功能模块
• 2.3 CHES-FY软件系统配置
• 2.3.1 CHES-FY系统软件通信
• 2.3.2 CHES-FY系统测量
• 2.4 小结
• 第3章 CHES-FY系统理论分析与建模
• 3.1 试验测量与试样制备
• 3.1.1 CHES-FY系统的校验
• 3.1.2 测量步骤
• 3.1.3 试样制备
• 3.2 统测量过程与理论建模
• 3.2.1 系统测量过程
• 3.2.2 典型抽拔力一位移曲线与分析
• 3.2.3 测量特征值
• 3.3 系统理论分析与建模
• 3.3.1 质量理论分析与建模
• 3.3.2 弯曲理论分析与建模
• 3.3.3 摩擦理论分析与建模
• 3.3.4 拉伸理论分析与建模
• 3.3.5 测厚理论分析与建模
• 3.4 小结
• 第4章 CHES-FY系统测量结果与讨论
• 4.1 织物的性能测量
• 4.1.1 试样与基本测量方法
• 4.1.2 称重测量结果与分析
• 4.1.3 弯曲性能测量结果与分析
• 4.1.4 摩擦性能测量结果与分析
• 4.1.5 拉伸性能测量结果与分析
• 4.1.6 测厚测量结果与分析
• 4.2 纱线与织物弯曲性能间的关系
• 4.2.1 试样与实测结果
• 4.2.2 纱线弯曲参数间的关系
• 4.2.3 纱线与织物弯曲刚度比例模型的研究
• 4.2.4 纱线与织物实测弯曲刚度间的经验模型
• 4.2.5 纱线弯曲刚度测量的应用
• 4.3 CHES-FY系统特征阶段模式分析与建模
• 4.3.1 CHES-FY系统称重特征分析
• 4.3.2 CHES-FY系统弯曲特征分析与建模
• 4.3.3 CHES-FY系统摩擦特征分析
• 4.3.4 CHES-FY系统拉伸特征分析
• 4.3.5 CHES-FY系统测厚特征分析
• 4.4 小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表的论文情况
• 附录1 CHES-FY、KES-FB和FAST三套系统测量参数比较表
• 附录2 CHES-FY系统装置主视图
• 附录3 CHES-FY系统装置数据采集卡参数设置
• 附录4 19块毛织物10次经密测量结果表