一种基于插值函数的织物建模方法技术

本发明专利技术公开了一种基于插值函数的织物建模方法，属于织物建模领域。本发明专利技术将织物在高倍显微镜下，织物被放大100倍后，可以直接观察到织物的交织规律，得到织物组织结构；另外测量出经纬纱线在织物内部的宽度，并且测量织物空隙的大小。最后利用织物厚度测试仪测试出织物的厚度，采取特殊点的位置，最终利用插值函数得到纱线的中心线，设置织物的组织结构得到织物的模型。

【技术实现步骤摘要】
一种基于插值函数的织物建模方法
本专利技术涉及一种基于插值函数的织物建模方法，属于纺织物建模领域。
技术介绍
随着生活和生产的发展，人们的活动范围不断增加，可能在高温车间或者在极端环境下工作，所以对布料的要求变得原来越宽泛。特种服装具有一定的需求，但是相对普通布料用量偏少，使用的原料比较昂骨，所以可以采用仿真模拟的方式降低试验成本。建模是计算仿真过程中重要的部分，一般建模会花费整个仿真过程一半以上的时间。织物模型的好坏将直接关乎仿真是否成功。目前，织物建模的方法主要包括织物实际模型和多孔介质模型。织物实际模型主要是通过人为地假定织物的横截面和将中心线看做理想化半圆形曲线，然后通过编码对织物的各个部分进行组合和配合，得到的织物模型虽然具有经纬纱线，但是与织物的实际状态相差较大。多孔介质模型是一种简化的织物模型，主要根据运动的气流分子与多孔介质固体颗粒之间的关系，通过计算织物内纤维的体积分数得到多孔介质的模型参数，但多孔介质模型无法得到气体在织物间的运动特征。
技术实现思路
本
技术实现思路
主要针对先前建模方法无法真实反应织物的真实特征，解决织物仿真模拟时的模型问题。本专利技术为实现上述目的，采用如下技术方案：一、将织物内纱线在纤维镜下观察获得纱线的状态，得到纱线之间的交织状态，得到织物的交织规律，例如：平纹组织、斜纹组织；二、利用超景深仪内置的测试工具，得到在一个循环组织内纱线空隙以及织物厚度；其中，纱线空隙的值为纱线间距减去纱线直径的值；三、根据步骤二得到织物厚度和纱线的尺寸数据(纱线上相对应点之间的距离，纱线直径)，根据三切线定理得到相应的特征点，并且得到纱线的中心线1、中心线2：中心线1的特征点公式特征点X轴坐标值Y轴坐标值10020.25×(2×a)0.5×h3a0中心线2的特征点公式特征点X轴坐标值Y轴坐标值10024×a-((h×h)/(16×a))0.25×h30.5×a0.25×h注：a表示：纱线上相对应点之间的距离；h表示：织物的厚度。四、根据步骤二得到的纱线大小尺度(纱线间距、纱线直径和织物厚度)和步骤三得到纱线的中心线、并且利用扫面和放样操作，得到纱线的模型。五、根据步骤一得到织物组织和步骤四的具体模型，组装出织物内单个纱线的弯曲形式。六、根据步骤五的到的纱线和步骤二得到的纱线空隙，配置织物内纱线之间的距离。本专利技术的优点：在以往构建织物模型的方法中，大多采用理论计算和对布料进行拆解的方法，无法得到纱线在织物内部的真实状态和压扁系数。本专利技术将织物在高倍显微镜下，织物被放大100倍后，可以直接观察到织物的交织规律，得到织物的组织结构；另外测量出经纬纱线在织物内部的宽度，并且测量织物空隙的大小；最后利用织物厚度测试仪测试出织物的厚度和纱线在织物内部的弯曲形式，采取特殊点的位置，最终利用插值函数得到纱线的中心线，设置织物的组织结构得到织物的模型。应用本专利技术方法构建的织物模型与织物的实际状态非常接近。应用本专利技术构建织物模型可以更好地研究织物在受到应力和气流的作用下产生的形变和受力情况。附图说明图1织物超景深纤维镜下织物内的织物状态和相关纱线在各个方向的尺度图2中心线1(注：a表示：纱线上相对应点之间的距离；h表示：织物的厚度)图3中心线2(注：a表示：纱线上相对应点之间的距离；h表示：织物的厚度)图4中心线1实体模型图5中心线2实体模型图6纱线在织物内的弯曲形式图7平纹织物的实体模型图8气流在织物内部的流动方式图9纱线在气流内的受力图10透气性的模拟值与实验值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对一种平纹织物进行织物的模型构建，该织物模型的构建的包括如下步骤：(1)在纤维镜下观察得到织物表面没有经过特殊的整理方式，并且织物为平纹织物，经纬纱线采用1上1下的交织过滤，具有如图1所示的纱线的状态。(2)利用超景深仪内置的测试工具，得到在一个循环组织内纱线在织物内纱线的宽度纱线上相对位置之间的距离和以及织物厚度，并且对数据并经过平均化处理得到相对应的平均值，利用平均值得到纱线之间的空隙。表1织物内纱线的宽度和纱线上相应位置之间距离的测量数据注：20组数据均为同一块平纹织物。表2平纹织物的厚度测试数据注：10组数据为统一平纹织物。对表1和表2中的数据求平均值并按照公式1得到如下数据：纱线上相对应点之间的距离＝0.399mm纱线直径＝0.359mm织物厚度＝0.432mm纱线空隙＝0.04mm三、根据步骤二得到织物和纱线的尺寸数据，根据三切线定理得到相应的特征点，并且得到纱线的中心线，浮长线采用直线。表3中心线1的特征点特征点xy10020.25×(2×0.399)0.5×0.43230.3990表4中心线2的特征点特征点xy10024×0.399-((0.432×0.432)/(16×0.399))0.25×0.43230.5×0.3990.25×0.432四、根据步骤二得到的纱线大小尺度和步骤三得到纱线的中心线、并且利用扫面和放样操作，得到纱线的模型，如图4、图5。五、根据步骤一得到织物组织为平纹组织和步骤四的具体模型，可以将中心线1实体模型进行中心对称得出平纹织物内纱线的弯曲形式，如图6所示。六、根据步骤五的到的纱线的弯曲形式和步骤二得到的织物空隙，配置织物内纱线之间的距离，得到平纹织物的实体模型，如图7所示。应用上述构建的织物的实体模型可以更好地研究织物在受到应力和气流的作用下产生的形变和受力作用。例如：图8～图10所示，透气性的模拟值与实验值之间的吻合度极高。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】
1.一种织物建模方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将织物内纱线在纤维镜下观察，获得纱线之间的交织状态，得到织物的交织规律；步骤二、利用超景深仪内置的测试工具，得到在一个循环组织内纱线空隙以及织物厚度；步骤三、根据步骤二得到织物厚度和纱线的尺寸数据(纱线上相对应点之间的距离，纱线直径)，根据三切线定理得到相应的特征点，并且得到纱线的中心线1、中心线2；所述中心线1的三个特征点的坐标为(0，0)、[0.25×(2×a)，0.5×h]、[a，0]；所述中心线2的三个特征点的坐标为(0，0)、[4×a‑((h×h)/(16×a))，0.25×h]、[0.5×a，0.25×h]；所述a表示纱线上相对应点之间的距离；h表示织物的厚度；步骤四、根据步骤二得到的纱线的尺寸数据和步骤三得到纱线的中心线1、中心线2，并且利用扫面和放样操作，得到纱线的模型；步骤五、根据步骤一得到织物的交织规律和步骤四得到的纱线的模型，组装出织物内单个纱线的弯曲形式；步骤六、根据步骤五得到的纱线的弯曲形式和步骤二得到的纱线空隙，配置织物内纱线之间的距离。

【技术特征摘要】
1.一种织物建模方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将织物内纱线在纤维镜下观察，获得纱线之间的交织状态，得到织物的交织规律；步骤二、利用超景深仪内置的测试工具，得到在一个循环组织内纱线空隙以及织物厚度；步骤三、根据步骤二得到织物厚度和纱线的尺寸数据(纱线上相对应点之间的距离，纱线直径)，根据三切线定理得到相应的特征点，并且得到纱线的中心线1、中心线2；所述中心线1的三个特征点的坐标为(0，0)、[0.25×(2×a)，0.5×h]、[a，0]；所述中心线2的三个特征点的坐标为(0，0)、[4×a-((h×h)/(16×a))，0.25×h]、[0.5×a，0.25×h]；所述a表示纱线上相对应点之间的距离；h表示织物的厚度；步骤四、根据步骤二得到的纱线的尺寸...

【专利技术属性】
技术研发人员：代文杰，初曦，邱华，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32