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基于小波变换的旋转法检测织物摩擦性能的研究

任建  
【摘要】: 织物的表面摩擦性能是织物手感评价中重要的力学特性之一,随着人们对纺织品面料手感的日益重视,认识和测量织物的表面摩擦性能,尤其是定量化的表征也显得更加重要。 通过对以往摩擦性能检测方法的分析发现,目前大多数检测方法中,织物的运动形式均为单向的直线运动,对于具有各向异性特征的纺织品具有一定的局限性。据此,本文设计了一种新型的旋转法检测织物表面摩擦性能,该方法对织物采用圆周运动方式,改变了传统直线运动方式的不足。在此方法基础上研制了一套织物摩擦性能检测系统,获得了织物旋转一周的表面摩擦系数曲线。同时在小波的多分辨分析原理基础上,对获得的摩擦曲线进行趋势与细节的分离。 文中对12块样品在两种不同摩擦方式(球面摩擦与平面摩擦)下的表面摩擦性能进行了检测,在实验数据基础上,对结果进行了回归分析,并与KES的检测结果进行了对比,验证了该方法的有效性。同时就实验结果探讨了不同实验条件以及样品结构参数对样品摩擦性能的影响。 通过以上研究与分析,得出了以下的成果或结论: 1.旋转法检测织物表面摩擦性能,可实现在一个旋转周期内检测织物在任意方向上的摩擦性能的目的,一次性解决了同时获取织物经纬向摩擦信息的问题。 2.对织物在一个旋转周期内与摩擦头之间的摩擦行为进行分析,并结合KES的表面摩擦系数曲线,得到织物旋转一周的理论摩擦系数曲线:是一条沿着织物在各个方向上的平均摩擦系数曲线上下波动的曲线。 3.检测系统利用力传感器获得模拟信号,通过数据采集卡的A/D转换器将其转换为可在计算机中进行运算处理的数字电信号。通过对各部分测试与标定,系统满足检测要求。 4.在该系统上获得的织物摩擦系数-位移曲线,与理论曲线十分吻合,证明了检测系统的有效性。通过分析,曲线中大周期的波动(即低频部分)表征了织物摩擦特性的各向异性,而叠加在其上的小周期的波动(即高频部分)则是由于织物表面的凹凸纹理结构的影响所造成的。 5.应用新型的小波变换处理方法,可以有效地将织物摩擦系数信号中的低频部分与高频部分进行分离,解决了传统滤波方法中不能获得被滤掉信号的问题,提高了检测方法的应用价值。 6.采用了平均摩擦系数、摩擦系数的各向异性值、摩擦系数的表面不匀率等特征指标,符合织物摩擦特性的表征要求。并通过三者的独立性检验验证了指标的合理性。 7.通过两种摩擦方式下测得的摩擦性能结果对比,发现了球面摩擦方式反映出的由织物表面纹理结构引起的摩擦系数波动(小周期波动)更为明显,平面摩擦方式反映出的由织物各向异性特征引起的摩擦系数变化(大周期波动)更为明显。并通过速度变化条件下的测试对比,得出织物摩擦特性随速度变化而发生一定变化的结论。 8.通过与KES系统测得的结果进行对比,发现本系统测试得到的各项摩擦性能指标与KES相应指标之间存在一定的相关性。


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