一种基于函数的纱线建模方法技术

本发明专利技术公开了一种基于函数的纱线建模方法，属于织物建模领域。本发明专利技术将纱线在高倍显微镜下放大100倍，直接观察到纱线的微观结构；另外观察得到纱线横截面的基本属性(椭圆形、圆形、凸凹镜像)和纱线横截面的宽度和高度；构建出非常贴近实物的模型。所得模型可以进一步用于纱线、织物的仿真研究。

A yarns modeling method based on function

The invention discloses a yarns modeling method based on functions, which belongs to the field of fabric modeling. The invention enlarges the yarn 100 times under a high power microscope, directly observes the microstructure of the yarn, observes the basic properties of the yarn cross section (elliptical, circular, convex and concave mirror image) and the width and height of the yarn cross section, and constructs a model very close to the object. The obtained model can be further applied to the simulation of yarns and fabrics.

【技术实现步骤摘要】
一种基于函数的纱线建模方法
本专利技术涉及一种基于函数的纱线建模方法，属于织物建模领域。
技术介绍
随着生活和生产的发展，人们要求织物除具有一定舒适性外，还要有一定的特殊效用，例如织物具有保暖透湿或者具有三防的效能；或者具有特殊的外观效能；通过对织物进行后整理可以具有一定的效果，但是整理剂对身体有一定的刺激并且不符合绿色生产的概念。所以可以采用花式纱线来达到想要的效果。此外，当研究织物的透气性和热防护性能时，需要研究气流在织物内部流动特征、以及气流与纱线之间的热对流，需要考虑纱线的外观形态，不同的外观形式会对气流在纱线上的分别产生一定的影响。通过对纱线仿真模拟可以定性和定量的研究透气性和导热量，但是建模是仿真计算过程中重要的部分，一般建模会花费整个仿真过程一半以上的时间。纱线模型的好坏将直接关乎仿真能否成功。现有的建模方法主要分为人工法和软件法，人工法大多将各种花式纱线直接简化为圆形或者椭圆形横截面，这种方式操作简单，但是横截面形式比较单一；软件方法：可以通过采集纱线横截面的参数，通过软件内部编码的函数进行计算得到纱线的横截面，例如TexGen软件，这种方法可以得到更加复杂和接近实际情况的横截面积，但是如果纱线的横截面是由几个曲线进行组合而成，那么软件就无法满足要求。
技术实现思路
本专利技术针对现有的建模方法无法真实反应纱线的真实特征的问题，提供一种基于函数的纱线建模方法。本专利技术所述基于函数的纱线建模方法，主要包括以下步骤：步骤一、根据纱线横截面在纱线经向的分布规律，确定取样方法，例如：如果纱线横截面在经向上保持不变，可以在纱线轴向上随机选取纱线横截面；如果纱线横截面在经向上发生变化(如图6)，在取样时，必须在不同的位置的取样。二、对得到的复杂横截面进行分割构造，分解成椭圆、类椭圆和凸凹镜像等比较常见和规则的曲线形式(如图7)，如果横截面为规则的椭圆曲线形式，则不需要分割构造。三、根据步骤二试样横截面的分割构造，分类统计分割构造后的不同类型横截面的相关尺寸，例如：椭圆：长半轴和短半轴；类椭圆：曲线的指数值；凸凹镜像：纱线截面的宽度和长度，偏移量。四、根据步骤二分割构造的结果和步骤三得到的纱线横截面尺寸，直接套用曲线公式(例如式1～4)或者将不同曲线公式进行组合，利用建模软件的参数化建模，以得到公式相应的曲线，并且利用剪裁的方式将曲线内部的线条剪裁掉，得到纱线横截面曲线模型(如图8)。椭圆形曲线：类椭圆形曲线：凸凹镜像曲线：五、将步骤四得到的纱线横截面曲线模型进行拉伸或者放样，得到整根纱线的纱线模型。对于纱线横截面在经向上发生变化的，可分别构建横截面模型后，分别拉伸再拼接。本专利技术有益效果：在以往构建纱线模型的方法中，大多采用圆形横截面，或者一根纱线只有一种横截面，无法得到纱线在织物内部的真实状态，也不能反应不同的部位具有不同的横截面的情况，例如：竹节纱等花式纱线。本专利技术将纱线在高倍显微镜下放大100倍，可以直接观察到纱线的微观结构，另外测量出纱线横截面的基本属性(椭圆形、圆形、凸凹镜像)和纱线横截面的宽度和高度，构建出非常贴近实物的模型。所得模型可以进一步用于纱线、织物的仿真研究。附图说明图1实施例1中纱线在超景深纤维镜下纱线的横截面。图2实施例1中纱线横截面的分隔构建方法。图3实施例1中纱线横截面尺寸的测量方法。图4实施例1中(a)：纱线横截面经分割后各部分的曲线，(b)：纱线横截面曲线模型。图5实施例1中的纱线模型。图6纱线横截面在经向上发生变化的纱线。图7对复杂纱线横截面的分割构造方法。图8(a)：纱线横截面经分割后各部分的曲线，(b)：纱线横截面曲线模型。具体实施方式为便于理解本专利技术，本专利技术列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本专利技术，不应视为对本专利技术的具体限制。实施例1一、根据不同的纱线类型，确定纱线的取样方法。首先制作纱线横截面的切片，根据前期观察得到纱线的横截面在纱线的轴向没有发生变化，所以可以在纱线上随机选取纱线横截面。二、对得到的复杂横截面进行分割构造，分解成椭圆和类椭圆等其他比较常见和规则的曲线形式。例如，利用超景深等显微镜观察到纱线的横截面为如图1所示的近似花瓣形，则可以将图像分解为三个椭圆的形状(如图2)。三、根据步骤二试样横街面的分解形式，分类统计分解后的不同类型横截面的宽度和高度的相关尺寸，例如：椭圆：长半轴和短半轴；类椭圆：曲线的指数值；凸凹镜像：纱线截面的宽度和长度，偏移量。横截面尺寸如图3和表1数据所示。表1对得到的图像进行分解并确定纱线各个分割面的高度和宽度等尺度纱线abcdef0.1880.2010.2220.18010.1700.160四、根据步骤二得到的纱线横截面分隔构造结果和步骤三得到的横截面尺寸，直接利用对应的椭圆公式(式1)进行组合，利用建模软件的参数化建模，得到横截面分解的各个部分的曲线(图4-a)，并且利用剪裁的方式将重合部分剪裁掉，得到如图4(b)所示的横截面曲线模型。五、将步骤四得到的横截面曲线模型进行拉伸或者放样，得到整根纱线的纱线模型，如图5。从图5可以看出，当纱线的横截面是由几个曲线组合而成的不规则图形，本专利技术提供的构建纱线模型的方法，可以构建出非常贴近实物的模型。所得模型可以进一步用于纱线、织物的仿真研究。虽然本专利技术已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本专利技术，任何熟悉此技术的人，在不脱离本专利技术的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本专利技术的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于函数的纱线建模方法，其特征在于，主要包括以下步骤：步骤一、根据纱线横截面在纱线经向的分布规律，确定取样方法；步骤二、对得到的复杂横截面进行分割构造；如果横截面为规则的曲线形式，则不需要分割构造；步骤三、根据步骤二试样横截面的分割构造，分类统计分割构造后的不同类型横截面的尺寸；步骤四、根据步骤二分割构造的结果和步骤三得到的纱线横截面尺寸，直接套用曲线公式或者将不同曲线公式进行组合，利用建模软件的参数化建模，以得到公式相应的曲线，并且利用剪裁的方式将曲线内部的线条剪裁掉，得到纱线横截面曲线模型；步骤五、将步骤四得到的纱线横截面曲线模型进行拉伸或者放样，得到整根纱线的纱线模型。

【技术特征摘要】
1.一种基于函数的纱线建模方法，其特征在于，主要包括以下步骤：步骤一、根据纱线横截面在纱线经向的分布规律，确定取样方法；步骤二、对得到的复杂横截面进行分割构造；如果横截面为规则的曲线形式，则不需要分割构造；步骤三、根据步骤二试样横截面的分割构造，分类统计分割构造后的不同类型横截面的尺寸；步骤四、根据步骤二分割构造的结果和步骤三得到的纱线横截面尺寸，直接套用曲线公式或者将不同曲线公式进行组合，利用建模软件的参数化建模，以得到公式相应的曲线，并且利用剪裁的方式将曲线内部的线条剪裁掉，得到纱线横截面曲线模型；步骤五、将步骤四得到的纱线横截面曲线模型进行拉伸或者放样，得到整根纱线的纱线模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中，如果纱线横截面在...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈海生，
申请(专利权)人：南通赛晖科技发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32