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《江南大学》 2010年
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竹节纱拉伸变形过程的有限元分析

朱晔  
【摘要】: 竹节纱是花式纱线的一种,在其轴向上具有规律或无规律分布的粗节(竹节)和细节(基纱),这种外观特征使竹节纱织物具有雨点状的仿麻效应,备受消费者的青睐,却也是影响竹节纱断裂强度的因素之一。为了减少纺织过程中竹节纱的断头现象,提高织物强度,竹节纱的纺纱号数一般只能局限于低、中支,这对竹节纱高档织物的开发产生了很大的阻碍,于是,如何提高竹节纱力学性能成为纺织学科研究的重要课题。目前,国内外研究纱线力学性能的方法主要分为理论方法与实验方法,但是实验方法不仅费时费力,而且结果也差强人意,相比之下,理论方法更具可靠性与时效性。文中采用了一种新的理论研究方法——有限元法,运用数学推导方法对竹节纱的拉伸受力情况进行分析与计算,并配合计算机软件模拟竹节纱的拉伸变形,这样不但节省了时间和人力,而且与实验方法的结果基本一致,结论也具有一定的说服力。 纱线的加捻作用对断裂强度也有很大的影响,加捻过程可以看成是纤维在纱体中的位移载荷。在对竹节纱加捻过程的应力进行分析时,首先根据应力平衡条件,在竹节纱轴向上截取一个单元体,并简化成二维问题进行研究,其次利用有限元的载荷增量法,对竹节纱横截面内纤维的位移与应变进行理论分析,再利用有限元软件ANSYS,得到纱线截面内纤维位移的应力分布图和应变渐变云图,最后由纤维位移-应变曲线可以看出:竹节纱在加捻过程中,正应力(径向力)由外至内是逐渐减小的。 由以前的研究结果可知:在竹节纱基纱长度不变的情况下,竹节长度的长短对纱线断裂位置的分布有一定的影响。文章利用有限元软件ANSYS,模拟出竹节纱在不同竹节长度下的拉伸断裂情况,将程序输出的断裂强力值与实际纺出的相同参数竹节纱的断裂强力值比较,并且利用EXCEL画出两组数据的对比曲线图,进一步说明文中建立的有限元模型具有一定的可靠性。通过MATLAB对竹节纱断裂强力的计算后,得到竹节纱的竹节长度与断裂强力的最小二乘法拟合函数,并在同一图中画出散点与拟合曲线,以此来检测函数的精度。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TS106.413

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【参考文献】
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