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高模量纤维机织过程中运行参数对织物结构影响规律研究

罗鹏  
【摘要】:高模量纤维具有模量强度大,重量轻等优点,广泛应用于工业领域,而由于其摩擦系数小,对纱线的应变较为敏感,因此织造控制相对困难。在机织过程中,人们总是期望能够得到结构稳定、均匀的织物,而由于实际中织机参数的波动或者设置的不恰当,特别是特殊的材料的织造,织物结构容易出现不稳定的状态,从而导致织物的性能出现不均匀如渗透性不均匀、拉伸强度不均匀等。由于高模量纤维的织造难以控制,更容易出现织物的瑕疵。本文基于有限元数值仿真理论,考虑机织过程中织机的开口运动,着重对纱线的之间的交织过程-接触摩擦进行分析,讨论了摩擦系数、纱线张力、经纱间距对经纱的卷曲高度的影响规律,并搭建了张力测量试验台,对仿真与理论分析进行了部分的验证。文章首先从机织过程角度分析了经纱卷曲高度的形成过程、卷曲高度分布不匀的机理,并结合纱线在织造过程的中受力变形过程,初步讨论了各参数对经纱卷曲高度的大小以及沿幅宽方向上分布的影响规律;其次基于显式动力学方法以及接触摩擦理论,并结合前人的研究,建立了纱线的有限元材料模型,使用ANSYS/LS-DYNA软件对织机开口运动过程进行了仿真研究,分析了纱线在接触过程中截面、弯曲以及拉伸变形,并结合tecplot、matlab软件对仿真结果进行了数据处理,获得了不同参数条件下的经纱高度,并在此基础上总结了织机参数对经纱卷曲高度的影响规律;最后搭建了经纱张力测量实验台,该实验台以24位-△高精度AD为核心,搭载上位机软件实时显示和保存纱线张力数据,利用该实验台对一织机综平时的沿幅宽方向上的张力大小进行了测量,获得了经纱张力沿幅宽方向上的变化规律,对理论与仿真分析进行了部分的验证。因此研究中获得的机织参数对经纱卷曲高度的影响规律对于改善机织过程中的张力不匀,提高织物产品质量有一定的指导意义。


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