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一种柔性纤维建模方法及应用技术

技术编号:41199686 阅读:36 留言:0更新日期:2024-05-07 22:26
本发明专利技术属于天然纤维和化学纤维建模与仿真技术领域,涉及一种柔性纤维建模方法及应用,建模方法为:获取被仿真柔性纤维的物理属性(直径、长度和密度)与力学特性;将被仿真柔性纤维离散成一串相互接触的球颗粒(其直径和密度分别等于被仿真柔性纤维的直径和密度,数量由被仿真柔性纤维的长度除以其直径后取整数得到);将相邻的球颗粒通过虚拟粘结键粘结在一起得到柔性纤维理论模型;确定柔性纤维理论模型中刚度和粘结键半径的最佳组合,得到柔性纤维离散元模型;应用即用于获取被仿真柔性纤维的弹性模量仿真值、抗拉强度仿真值、在搅拌场中运动纠缠行为规律。本发明专利技术能较好的表征仿真对象的力学特性,且可实现对生产过程的可视化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于天然纤维和化学纤维建模与仿真,涉及一种柔性纤维建模方法及应用


技术介绍

1、纺丝品是由纤维制造而来,纤维在生产制造工艺过程中,其中水洗工艺发挥了重要的作用。在此过程中,流体流动中的柔性纤维受到来自流体分布力的影响,纤维之间也存在相互作用,导致纤维变形(如:拉伸、弯曲和扭曲),纤维在流体中产生的动态行为影响纺丝品中纤维的取向、分布和构型,从而决定最终产品质量。同时,由于在许多情况下,纺织生产过程中涉及的流场是内部流动,纤维与固定或移动的机械部件会产生接触碰撞,导致纤维运动形态的改变,所以,纤维和固体壁之间的相互作用是不可忽视的。因此,通过分析纤维在壁界流场中的动态行为,能够有效地预测纺织品的结构和性能,优化纺织品的生产工艺和机器具有重要意义。因此,为研究柔性纤维在流体流动中的动态行为,需要提出一种柔性纤维建模与仿真方法。

2、然而,现有技术中针对柔性体的建模方法主要基于珠杆模型和珠链模型,其所建柔性体对象主要为植被类,如:烟草、稻草及杆茎等,其特点为所建柔性体长径比较大。珠杆模型主要是采用球与杆相连接的方式进行建模,其较长部分为刚本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种柔性纤维建模方法,其特征在于,步骤如下:

2.根据权利要求1所述的一种柔性纤维建模方法,其特征在于,步骤S1中,力学特性包括弹性模量E、泊松比μ及抗拉强度Rm。

3.根据权利要求1所述的一种柔性纤维建模方法,其特征在于,步骤S3中,球颗粒之间的粘结力和力矩根据下式从零开始每一时间步进行迭代和进行调整:

4.根据权利要求3所述的一种柔性纤维建模方法,其特征在于,步骤S4中,刚度和粘结键半径为RB、Sn、St,确定柔性纤维理论模型中刚度和粘结键半径的最佳组合的步骤如下:

5.如权利要求4所述的一种柔性纤维建模方法的应用,其特征在于,用于...

【技术特征摘要】

1.一种柔性纤维建模方法,其特征在于,步骤如下:

2.根据权利要求1所述的一种柔性纤维建模方法,其特征在于,步骤s1中,力学特性包括弹性模量e、泊松比μ及抗拉强度rm。

3.根据权利要求1所述的一种柔性纤维建模方法,其特征在于,步骤s3中,球颗粒之间的粘结力和力矩根据下式从零开始每一时间步进行迭代和进行调整:

4.根据权利要求3所述的一种柔性纤维建模方法,其特征在于,步骤s4中,刚度和粘结键半径为rb、sn、st,确定柔性纤维理论模型中刚度和粘结键半径的最佳组合的步骤如下:

5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:彭倚天王威李新奇王少平邹鲲侯会鑫黄瑶张红战
申请(专利权)人:东华大学
类型:发明
国别省市:

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