平纹织物伸长性预定方法、设定伸长性的平纹织物制作方法技术

技术编号:23603110 阅读:21 留言:0更新日期:2020-03-28 04:39
一种平纹织物的伸长性预定方法,包括:预取待制织物的经纱半径、纬纱半径;纬向单位长度中经纱根数、在经向单位长度中纬纱根数;经向长度和纬向长度,待制织物的经向断裂强力;设定经纱的受力系数;根据方程组求出平纹织物的伸长性。一种设定伸长性为的平纹织物制作方法,包括:选取用于制作平纹织物的经纱、纬纱,获取经纱半径、纬纱半径、经纱的弹性系数,经纱的断裂强力,根据方程组计算后获得多组备选解,根据备选解试制织物并测量其伸长性,当符合所需制作的伸长性误差范围时,即可按相关物理量参数制造平纹织物。有利于根据所需的织物伸长性指导平纹织物的选材、结构设计,避免了大量的试错成本。

The method of predetermining the elongation of plain fabrics and the method of making plain fabrics

【技术实现步骤摘要】
平纹织物伸长性预定方法、设定伸长性的平纹织物制作方法
本专利技术涉及织物织造
,具体涉及一种平纹织物伸长性预定方法、一种设定伸长性的平纹织物制作方法。
技术介绍
在游泳、田径等体育竞技中,选手所穿着的竞技服的性能能够显著影响选手的能力发挥。故而需要从多角度测定织物的性能,或者通过构建织物性能的预测模型来指导生产实际,以减少试验成本。如公告于2015年7月15日的中国专利文献CN103439188B记载了一种复合材料平纹织布撕裂阻力预测方法,其从理论上推导了任意裂纹长度下无限大复合材料织布的撕裂阻力预测公式,方便了对复合材料平纹织布结构载荷许用值的确定。按织造方式的不同,织物分为针织物和机织物。针织物是指用织针将纱线构成线圈,再把线圈相互串套而成的织物,分为纬编和经编两大类。机织物(又称梭织物)是指在织机上由经纱、纬纱按一定的规律交织而成的织物。机织物具有结构稳定、外观表现丰富、服用性全面、挺括性好等优点。随着消费观念的改变,人们不再仅注重于服装的外观,服装穿戴时的舒适性也越来越受到人们的重视,尤其是对服装织料的保暖性、透湿散热性和拉伸性能方面的要求越来越高。在体育竞争中,在关节点和非关节点处,竞技服的拉伸性能显著影响选手的能力发挥。虽然针织物的伸长能力比机织物好的多,但是针织物的耐磨性、耐洗性、耐用性不如机织物。但是,相对于保暖、透湿散热的可调控性,机织物的拉伸性、尤其是织物结构较简单的平纹织物的拉伸性是非常不容易预测确定的。因此,有必要改善机织物的伸长性能以及预测机织物的伸长性。公开于2018年6月22日的中国专利文献CN108152153A记载了一种基于最小二乘法构建机织物延伸量预测模型的方法,主要包括如下步骤:(1)选取由相同织造组织、不同类型的纱线织造而成的机织物试样;(2)依次测试上述不同试样中纱线的性能指标;(3)测试试样机织物的性能指标;(4)利用最小二乘法建立多元线性方程,对测试所得数据进行多元线性回归分析,求得各自变量的系数a1、a2、a3及常数项b,即得预测模型。该技术方案采用的技术路线是经验拟合法。当前,涉及织物结构的理论分析模型有:Peirce弯曲线程模型、Peirce的弹性线程模型、Kemp的“赛道”纱线截面模型、Hamilton的通用模型、B.Olofsson通用模型、双弧模型。其中,图1中示出了平纹织物的Peirce的弯曲线程模型,图中,P为织物平面轴线受力方向,θ为经纱与织物轴线夹角(又称织造角),r1为纬纱半径(织物受力后纬纱半径的变化为△r1),r2为经纱半径,P0为经纱段受拉伸力,P0在经纱轴向的分力n为P0n,P0在经纱垂向t的分力为P0t,△L为经纱段受拉力后的长度变化,△X为织物受力后纬纱中心距的变化;在该模型中,Peirce假设织物由圆形截面、不可延伸、不可压缩、且能自由屈曲的均质纱线构成且纱线的抗弯刚度很小以至可以忽略不计。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是提供一种平纹织物伸长性预定方法、一种设定伸长性的平纹织物制作方法,以从新的技术路线估计待制平纹织物的伸长性。日常生活中,人们的惯常思维认为:通过测量织物的受力伸长量能够表示织物的拉伸性能。但是,在此逻辑中,并未区分织物在受力伸长时其结构是否发生不可逆转的结构形变。在本申请中,伸长性,指在拉伸不损坏织物本身结构的前提下,织物受力伸长且自然恢复后,其织物结构、性能并未改变时的性能指标。换而言之,伸长性表征着织物在低负荷作用下的伸展能力。影响机织物伸长能力的因素有:纱线的性能(纱线弹性、捻度、线密度等)、织物组织和上机工艺(织物的组织结构、上机张力、浆纱情况等)、织物受力过程中受力单元的不均匀受力、纱线之间的摩擦、纱线的抗弯刚度等。在前人的研究中,学者们一般把经纬交织的截面部分看成点接触。即使某些学者为了使所建模型更加直观、更贴近事实,并建立了段接触模型,但是在对纱线进行受力分析时却仍然把经纬纱的接触处看作一条直线来分析。这样的假设是为了更清晰的分析织物中结构形态,同时计算也简化了许多,但这样的处理存在比较大的误差,结果不准确。本专利技术中,以下列条件为分析研究基础:①纱线之间的摩擦力为静摩擦力、受力对称,因而在织物受到拉伸力时,织物的经纱、纬纱交织点处并未发生相对位移;②织物在拉伸过程中经纬纱直径未发生改变;③沿用纱线的理想弹性模型,即假设织物在经向拉伸时经纱、纬纱均为弹性体,即经纱段、纬纱段内各点受力相同。织物结构单元中经纱段受力可分为两部分,一部分为两端经纱与纬纱的贴附弧线段,另一部分为经纱的直线线段。借鉴图1中的Peirce理论模型,图2中,P为织物平面轴线,θj0为经纱与织物轴线夹角(又称织造角),rj为经纱半径,rw为纬纱半径,Tj0为单根经纱所受拉伸力,则织物轴垂直距离为rj+rw。由于纱线的应力变形中有塑性变形、蠕变等,不同纱线的弹性回复率也不尽相同,其形变具有不可预测性,因此需要借用理想弹性模型。图3中,在平纹织物的伸长性测定中,由于前述①、②和③的假设前提,随着织物受拉伸外力作用,经纱会伸长变形,以其中一根纬纱为参照物,经纱发生弹性伸长移至图中的双点划线处,导致经纱和纬纱的贴附弧缩短,贴附弧的端点向上发生转移,织造角减小,进而使经纱与织物轴线交点发生位移,此时,经纱与织物轴线交点B也会移动为b,经纱与纬纱的贴附弧的端点由A点移动至a点,位移量Bb即与本专利技术所指的伸长性相关的物理量,单元结构的变形量直接影响着织物的受力伸长量。为解决上述技术问题,本专利技术采用如下技术方案。设计了一种平纹织物的经向伸长性预定方法,包括如下步骤:设定物理量步骤,预取待制织物的经纱半径rj、纬纱半径rw;待制织物的纬向单位长度中经纱根数Pj、在经向单位长度中纬纱根数Pw;待测织物的经向长度Xj和纬向长度Xw,待制织物的经向断裂强力TjD;设定经纱的受力系数yjD,yjD≤30%;则待制织物的经向伸长性ΔLj由以下方程组得出:式中,rj为经纱半径,rw为纬纱半径,TjD为织物的经向断裂强力,Pj为织物纬向单位长度的经纱根数,Pw为织物经向单位长度的纬纱根数,Xj为织物的经向长度,Xw为织物的纬向长度,kj为经纱的弹性系数,yjD为经纱的受力系数,yjD≤30%,优选的,yjD取5%、10%、15%、20%、25%或30%。设计一种设定经向伸长性为ΔLj的平纹织物制作方法,包括以下步骤:选取用于制作平纹织物的经纱、纬纱,具备经纱半径rj、纬纱半径rw、经纱的弹性系数kj,经纱的断裂强力Tj′D,将上述物理量代入下述方式组计算后获得多组备选解其中,θj0为自然状态下织物的经向织造角,Pw为织物的经向单位长度中纬纱根数,Pj为织物的纬向单位长度中经纱根数,Xj为织物的经向长度,Xw为织物的纬向长度,y′jD为经纱在织物中的受力发挥系数,且y′jD∈[5%,15%];设定经纱在织物中的受力发挥系数y′jD,范围5%~15%,根据备选解试制织物,其中,织物的经向长度为Xj,织物的纬向长度为X本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种平纹织物的经向伸长性预定方法,其特征在于,包括如下步骤:/n设定物理量步骤,预取待制织物的经纱半径r

【技术特征摘要】
1.一种平纹织物的经向伸长性预定方法,其特征在于,包括如下步骤:
设定物理量步骤,预取待制织物的经纱半径rj、纬纱半径rw;预取待制织物的纬向单位长度中经纱根数Pj、在经向单位长度中纬纱根数Pw;预取待制织物的经向长度Xj和纬向长度Xw,待制织物的经向断裂强力TjD;
设定经纱的受力系数yjD,yjD≤30%;
则待制织物的经向伸长性ΔLj由以下方程组得出:



式中,rj为经纱半径,rw为纬纱半径,TjD为织物的经向断裂强力,Pj为织物纬向单位长度的经纱根数,Pw为织物经向单位长度的纬纱根数,Xj为织物的经向长度,Xw为织物的纬向长度,kj为经纱的弹性系数,yjD为经纱的受力系数,yjD≤30%,


2.如权利要求1所述的平纹织物的经向伸长性预定方法,其特征在于,所述yjD取5%、10%、15%、20%、25%或30%。


3.一种设定经向伸长性为ΔLj的平纹织物制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
选取用于制作平纹织物的经纱、纬纱,获取对应的经纱半径rj、纬纱半径rw、经纱的弹性系数kj,经纱的断裂强力T′jD,将上述物理量代入下述方式组:



计算后获得多组备选解其中,θj0为自然状态下织物的经向织造角,Pw为织物的经向单位长度中纬纱根数,Pj为织物的纬向单位长度中经纱根数,Xj为织物的经向长度,Xw为织物的纬向长度,y′jD为经纱在织物中的受力发挥系数,y′jD∈[5%,15%];
设定经纱在织物中的受力发挥系数y′jD,根据备选解试制织物,其中,织物的经向长度为Xj,织物的纬向长度为Xw,测量试制织物的经向伸长性ΔL′j,当ΔL′j符合所需制作的经向伸长性误差范围时,即可按相关物理量参数制造平纹织物。

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【专利技术属性】
技术研发人员:张海霞高秀丽孔繁荣朱进忠严广松周蓉苏玉恒
申请(专利权)人:河南工程学院
类型:发明
国别省市:河南;41

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