（纺织工程专业论文）三维纬编针织编织工艺的研究及其cad系统的开发.pdf

t he s t u d y o n t h e k n i t t i n g t e c hn i q u e s a n d t h e develop me nt on cad s ys te m of 3 d wef t kni tted f abri cs abs tract t h i s p a p e r p r e s e n t s t h e c a d s y s t e m o f 3 d f u l l y - f as h i o n e d k n i tt e d f a b r i c s . s e v e r a l m a t h e m a t ic a l m o d e l s o f t y p i c a l 3 d f a s h i o n e d k n i tt e d f a b r i c s a r e f o u n d e d a c c o r d in g t o t h e f a s h i o n e d p r i n c i p l e a n d k n i tt i n g t e c h n i q u e s . t h e r e s u l t s o f t h e e x p e r i m e n t s a r e a n a ly z e d 勿s c i e n t i f i c m e t h o d s . t h e i n fl u e n c e s o n t h e q u a l i t y o f 3 d w e ft k n i tt e d f a b r i c s a r e d i s c u s s e d i n d e t a i l . t h e k n i tt i n g t e c h n i q u e s o f 3 d s a n d w i c h f a b r i c s a n d t h a t o f 3 d f a s h i o n e d f a b r i c s a r e c o m b i n e d t o p r o d u c e t h e f a s h i o n e d k n i tt e d f a b r i c s w h ic h h a v e r e a l 3 d s t r u c t u r e o n t h e c o m p u t e r i z e d f l a t k n i tt in g m a c h i n e . t h e k n i tt i n g p r i n c i p l e a n d m e t h o d o f t h e r e a l 3 d f a s h i o n e d k n i tt e d f a b r i c s a r e i n t r o d u c e d . t h e q u a l i t y o f 3 d f a s h i o n e d k n i t t e d f a b r i c s i s i m p r o v e d g r e a t l y b y a p p l y i n g t h e k n itt i n g m e t h o d in t r o d u c e d i n t h i s p a p e r . t h i s re s e a r c h t a k e a g o o d e f f e c t o n t h e a p p l i c a t i o n s o f 3 d f a s h i o n e d k n i tt e d f a b r i c s i n t h e t e c h n i c a l f a b r i c s f i e l d s k e y w o r d s : t e c h n i c a l f a b r i c s , 3 d s a n d w i c h f a b r i c s , 3 d f as h i o n e d k n i tt e d f a b r i c s , c a d , k n i tt i n g t e c h n i q u e s , c o m p u t e r iz e d fl a t k n i t t i n g m a c h i n e 三维纬编针织物编织工艺的研究及其c a ) 系统的开发 1 . 绪论 1 . 1产业用纬编针织物的发展概况 随着科技进步和社会发展，纺织工业也发生了深刻的变化，发展重点 转向 科技含量和附加值更高的产业用纺织品领域，并获得了 很大的成功。 以前，人们总认为产业用纺织品一定是高强度、高模量、低延伸的产品， 针织物尤其是纬编织物难以满足此要求，但是随着科学技术的发展，针织 物迅速工业化应用的例证越来越多，使人们开始转变和消除这种 “ 信息 差” 。一方面，针织物利用了新的原材料、新的成形工艺和新的后整理技 术，也能开发出强度适中，稳定性好的产业用品;另一方面，纬编织物具 有较高的伸缩性并可通过衬纬技术生产出少延伸织物，随着产业领域的不 断发展，增加了对延伸性织物的需求，为针织产品提供了展现其特点的机 遇。新一代电脑横机的开发更是打破了传统的观念，它提供了开发新奇织 物的途径。带沉降片或压脚的电脑横机具有织造工艺灵活，可加工复杂形 状而无需裁剪，能快速变化织物组织结构和形状，成本低等特点，可以编 织各种形状的三维立体全成形织物。因而，对于小而复杂的结构，用非织 造法、机织法和编织法都不再是经济的时候，横编技术可以提供较好的解 决办法。 面对传统纺织业的危机，产业用纺织品为其提供了新的经济增长点， 针织工业应该在满足传统的服装和装饰类产品更新换代的同时，抓住这一 发展的有利契机，扩大针织物的应用领域，大力开发高科技和高附加值的 产业用纺织品。从目前的市场规模来看，产业用针织物仍属于发展的初期 阶段，但是不可否认，它有着很大的生存和发展潜力，同时能够启发人们 开拓产业用针织物的新途径，开发出 广为各产业适用的针织产品。 1 .2电脑横机在产业用纺织品中的应用 1 .2 . 1电 脑横机的发展现状 针织横机传统上用来生产套衫与其他外衣，与其他类型的针织机比 较， 现代电脑横机具有以下特殊功能: ( 1 ) 单针选针功能。 根据编织工艺，在加工过程中织针很容易进入或 退出工作; ( 2 ) 三位选针功能。即 成圈、 集圈与浮线能 在同一编织过程中实现; ( 3 ) 移圈功能。 线圈 很容易在两个针床之间转移 ( 从前到后，从后到 t 三维纬编针织物编织工艺的研究及其c a d系统的开发 前) 或同一针床间转移 ( 从左到右， 从右到左) : ( 4 ) 针床移动功能。 两个针床的相对位置由 程序控制， 很容易改变; ( 5 ) 变线圈长度功能。 可根据编织需求， 选择改 变每一个线圈的大小; ( 6 ) 压脚设备或握持沉降片的 使用， 使各种成圈要求都可以 满足; ( 7 ) 用微机自 动控制编织过程， 生产非常灵活。 1 . 2 . 2电 脑横机编织产业用纺织品的 特殊优势 ( 1 ) 织物沿长 度方向宽度可变，能满足特殊宽度要求: ( 2 ) 能够生产适用于最终用途的成形产品，避免了裁耗。这对于昂贵 的原料很有意义; ( 3 ) 可采用衬纬、 管状和间 隔等结构编织二 维或三维成形织物， 其中 三维全成形织物无需缝纫，所以不存在缝线对结构性能的影响; ( 4 ) 一个织片上可组合多种编织类型和结构，能够编织具有特定工程 要求和弹性的织物结构，延伸性的大小可根据要求通过针织密度和结构组 织来控制; ( 5 ) 可编织用作吸收能量、 过滤的 特种织物; (6 ) 编织网状织物。 在横机的加工中成形及全成形是它最大的优点，它能避免裁剪加工所 造成的巨大浪费，大大降低了产品的成本，从而克服了 对于产业用纺织品 来说最大的价格障碍，也就是说可以 经济地进行生产和获得效益，有利于 高性能纺织材料向民用方向发展。 1 .2 .3电 脑横机编织产业用纺织品的 主要应用领域 尽管产业用纬编针织物的数量不如经编针织物多，但只要充分利用纬 编针织物的延伸性较好和可以编织成形等特点，还是可以 在产品的开发方 面有所作为。 1 .2 . 3 . 1 汽车用内 装饰织物 汽车用纺织品包括座椅罩、 车顶、 门、 柱子和搁架的衬里及包覆物等， 有资料显示，纬编针织物所占的比例正在上升，部分原因是由于其延伸性 较好，适合于车内部件形状变化，包覆性能较佳以及汽车报废后织物易于 回收。 传统的 座椅罩在加工过程中需要经过裁剪、 缝纫，因此原料的浪费 很大， 同时缝纫的自 动化操作也很困 难， 这促使通用汽车公司( g m) 在8 0 年代中期研究一项可直接生产汽车座椅罩的工艺，经过几年来对立体织物 的研究，在电子选针的双针床横机上开发了压脚和沉降片技术，结合花型 2 三维纬编针织物编织工艺的研究及其c a d系统的开发 和成形工艺，成功开发出可一次成形的座椅罩。横机生产的全成形座椅罩 具有以下优越性: ( i )设计灵活，座套的颜色、形状和花样可根据需要迅速调整; ( 2 )研制时间减少到原来的4 0 %; ( 3 )成本降低。每个座套的生产时间只需3 0 分钟，相对于那些需要 缝接的座套，节约原料1 5 0/ o - 2 0 %，节约工时6 0 %，同时还减少了仓储。 1 . 2 . 3 . 2三维全成形织物 利用带沉降片或压脚的电脑横机可以编织出便于裁剪和缝制的三维立 体和全成形织物，如矩形或圆 截面弯管、三通管、 锥体、半球体、箱体等 或几种形状相结合的复杂形状，用在头盔、 塑料管、座椅外罩或压力容器 等方面。另外， 可以 用玻璃纤维、 芳纶和碳纤维等高性能纤维编织作为增 强骨架，再与高强材料复合制成复合材料产品， 应用于工农业、国防、和 医学等领域。也可以 在编织中加入金属丝作屏蔽织物，如用较贵重的金属 丝编织出 催化器和废气过滤器。还可以采用特殊的原料，通过横机的夹层 三维编织， 作为隔热、导电、衬垫、过滤和防护等特殊用途的材料。 1 .2 . 3 . 3医疗卫生 用织物 医疗用纺织品种类繁多，除了非织造产品外，一部分也可以采用针织 物。 ( i ) 医用绷带。 各类管状织物是横机编织纬编针织物的一大应用领域， 用弹性纱线编织的管状针织绷带，可以固定各种伤口 敷料，弹性和透气性 好，能适应各种皮肤和人体各部位的要求，而且使用方便。 ( 2 ) 加压袜。 加压袜现在在圆机和横机上生产， 用于治疗静脉曲张和 淋巴 腺混乱。在圆机上生产的加压袜的压力等级主要为 1 - 3级，而在横机 土生 产的加压袜则可达到2 - 4 级并按解剖学的 形状编织，对于3 - 4 级的加 压袜还特别依据病人的腿部尺寸而织造，并用超强弹性纱作为衬纬纱，从 而保证了很高的压力。 ( 3 ) 卫生保护器具。 这类织物包括护膝、 护腕、 护躁、 护肘、 护肩等。 这些保护器具在预防医学或健康医学上主要用于术后或外伤发炎、关节肿 胀和关节密封治疗即关节病、韧带无力或不稳定及不同关节处的特殊问 题，横机成形编织的能力使得这些织物能根据解剖学的测量进行编织，使 织物完全贴身。同时也确保了产品的弹性均匀， 在不同部位形成不同的压 力。粘滞性弹性纱和填充材料的加入，不仅使织物更稳定、不容易变形， 3 三维纬编针织物编织工艺的研究及其c a 系统的开发 还促进血液的循环。另外，可利用织可穿技术在这些织物中内织口 袋来放 置硅胶或加固夹板。 (4 ) 人造器官。 编织管状平针织物是 横机的特长， 采用特殊的材料能 够编织各类不过敏的人造器官，如人造血管、人造瓣膜和人造食管等，纬 编成形编织工艺能十分方便的满足不同尺寸和形状的人造器官的要求。以 镍钦合金支架为例，它不仅具有良 好的组织相容性，而且还具有独特的形 状记忆 特性， 它利用了纬平针织物的顺逆编织方向可拆散的 特性能十分方 便的将支架从人体内取出。 1 . 3 研究本课题的目 的和意义 研究本课题的目 的在于: ( 1 )为三维纬编成形产品的设计提供可靠的理论依据; t 2 )开发三维纬编成形针织物的计算机辅助设计系统，以缩短产品 的设计周期并使产品设计规范化; t 3 )探讨三维纬编针织物的编织工艺，实现高性能纤维在电脑横机 上的编织，特别是具有真正三维结构的成形间隔织物的编织。 三维实心成形织物现多采用机织或编织而成，以往在电 脑横机上编织 的三维成形织物多采用单一的平针组织，因为平针组织编织工艺比较灵 活，易于加工各种复杂的形状。这些织物实际上属于三维中空成形织物， 不具有真正的三维结构，只能用平面织物组装成三维形状，因此还不能广 泛地满足产业用品对性能的需求。 对本课题研究，将有助于三维纬编成形 织物在产业领域的进一步推广和应用。 三维纬编针织物编织工艺的研究及其c a ) 系统的开发 2三维纬编针织物的编织原理及工艺设计 2 . 1三维成形针织物的编织工艺原理 三维成形针织物的编织方法主要有以下三种: ( r ) 采用不同的织物组织相结合的方法。 结构不同的针织物组织，对于相同的纱线号数和弯纱深度，其几何尺 寸并不相同。电脑横机可以编织任何组织的纬编针织结构，实现不同的织 物组织结构相组合十分容易。然而，利用这种方法编织成形织物时，组织 结构不同的部分织物性能存在差异。如果要求同一成形织物的性能完全一 样，该方法并不适用。 (2 ) 改 变线圈长度的方法。 同样的织物组织， 线圈长度不同， 几何尺寸也会不同。因此，在编织 过程中， 织物的各部分采用不同的线圈长度， 也可以达到成形编织的目的。 电脑横机在编织的过程中， 弯纱三角可以自 动调节，变换线圈的长度很容 易达到。 3 ) 收放针方法。 这种方法在电脑横机上用得最多。其特点是在编织过程中，通过临时 增加或减少参加工作织针的数目 来改变编织物的纵行数，以达到成形的目 的。电脑横机具有单针选针的功能，因此，临时改变参加工作的织针数十 分方便。 应当 指出的是，收放针又分持圈收放针和移圈收放针两种。在编织三 维成形织物时，一般采用持圈收放针的方法形成三维结构。当进行持圈收 放针时，某些织针临时退出工作一段时间，但旧线圈仍握持在它们的针钩 里。在这种情况下，由牵拉辊产生的织物牵拉张力将继续作用于这些临时 退出工作的织针的线圈上，当 牵拉张力达到一定程度时会使纱线断裂。为 此，三维成形织物的编织必须在有握持沉降片或压脚的电脑横机上进行， 沉降片随机头做上下摆动，编织时刚好落在两织针之间，压在旧线圈的上 面，以阻止这些旧线圈随正在退圈的织针一起上升， 从而达到握持线圈的 目 的，因此不用牵拉辊对织物进行牵拉也能实现编织。牵拉张力的去除使 得当旧线圈继续被握持在临时退出工作的织针上时，其相邻的织针照样能 够正常编织。 采用持圈收放针方法编织三维成形织物的关键在于如何把三维几何形 5 三维纬编针织物编织工艺的研究及其c a 系统的开发 状展开成二维图形，因为收放针过程只有依据二维图形才能确定。应当指 出的是，展开的平面图形的轮廓一般都包含斜线或曲线，还必须根据展开 方法先求出轮廓方程， 才能准确确定收放针过程，使编织的织物完全符合 所希望的几何形状。 2 .2典型三维纬编针织物的 工艺设计及编织方法 2 .2 . 1 三维纬编间 隔织物 间a织物是三维纺织品的一种，在这种织物中两种独立的织物结构通 过纱线或织物层结合在一起。当用作增强复合材料时， 整体化的三维纺织 间隔结构复合材料具有高 抗冲击力、高抗脱层强度、高硬度、高强度、低 重量。近年来，三维间隔织物一直用作泡沫层压品的替代品，尤其用于汽 车上。 2 .2 . 1 . 1 集圈 连 接的 间隔 织 物 制作这类织物可用不同的针织工艺。 如前后针床可编织两块独立的平针织物通 过集圈弧线连接在一起制成三维间隔织 物，如图2 . 1所示。这类织物中的两层织 物结构之间的距离依据两针床间的距离而 定，是有限的。 这种由 集圈连接起来的三 维间隔结构可被切割分成两块织物，用来 制作天鹅绒织物。 2 .2 . 1 .2织物层 连接的间隔 织物 刀刀 ” 讨 1 扩 苍百 飞口 百，百 百.j j寻芬 00几0 4q4o 助月灿助助移 图2 r 集圈连接的间隔织物编织图 在针织横机上也能通过织物连接两层独立的织物。这时，针织技术不 只是取决于起连接作用的织物，也取决于连接方向。 连接层与两层独立的 织物的方向可以是垂直、倾斜或其他形式的，分无移圈和带移圈两种织物 层连接的间隔织物。 a . 无移圈的织物层连接间隔织物 图2 .2 ( a ) 为三维结构的无移圈织物层连接间隔织物的编织图，相应的 织物成形步骤见图2 .2 ( b ) . 成圈过程如下: ( 1 )前后针床轮流满针编织形成两块独立的织物f l 和f 2 ，长度依需 要定。 ( 2 )前后针床轮流隔针编织连接织物 l l和 l 2 ， 长度依两种结构间 6 三维纬编针织物编织工艺的研究及其c a d系 统的开发 3 . 三维纬编成形针织物c a d系统的开发 3 . 1系统开发的目的和意义 上一章介绍了各种形状三维成形针织物的编织及计算方法，我们知 道，任何一项工艺参数如纱线种类、粗细、编织时的工艺参数、牵拉及纱 线张力等的变化都会影响织物的密度，从而直接影响收放针的数目，因而 手工计算非常繁杂，特别是对尺寸相对较大的织物，计算量相应增大，不 利于产品的开发和应用，而且由 于工艺单的制定有一定的人为因素，所以 也不利于产品开发的规范化。三维纬编成形针织物的 c a d系统旨在帮助 设计人员快速获得所需产品规范的编织工艺，从而编织出符合预期形状要 求的成形产品，在提高产品的可靠性、准确性的同时也大大缩短了新产品 的试制周期。 3 . 2系统的结构 三维成形针织物c a d系统采用v b语言来完成程序设计， v b是一种 面向对象的程序设计语言，本系统主要由窗体模块、标准模块和类模块组 成，图3 . 1 为系统的总体结构图。 工艺单填写 数据处理及绘图 输入区域刷新 凸台计算 y 日 卜 形管计算 形管计算 矩形弯管计算 三维成形针织物c a d系统工程 窗体标准模块 参 数 输 入 窗 体 圆 形 弯 管 计 算 盒 形 计 算 立 体 图 显 不 窗 体 半 球 形 计 算 主 模 块 主窗体 封面显示窗体 图3 . 1系统的总体结构图 从图中可以看出，对欲编织织物形状的选择及其尺寸的输入、每种形 2 5 三维纬编针织物编织工艺的 研究及其 :a d系统的开发 状织物的工艺计算、 意匠图的绘制、 工艺单的生成、 织物立体及二维展开 图的显示等都采用模块化的设计方法， 模块化的编程方法即简化了程序设 计的复杂性和重复性，又可方便地对系统进行功能的扩展和新数据的增 加，如加入新的织物形状类型等。系统的主要功能是进行工艺计算及数据 处理，工艺计算的依据是第二章中介绍的各种典型成形针织物的数学模 型， 数据处理则需要结合实际的编织经验，图3 .2 是系统的数据流程图。 开始 选择机型机号 选择织物的类型 处理数据并绘制意匠图 显示意匠图 干-一 而 缸爵 飞一 一 立体及 二 维展 开 图 图形文件 结束 图3 . 2 系统的数据流程图 3 .3系统各模块的组成及功能 3 . 3 . 2窗体模块 三维纬编针织物编织工艺的研究及其c a d系统的开发 4 . 三维纬编针织物编织工艺的探讨 4 . 1玻璃纤维编织平针织物编织工艺的探讨 4 . 1 . 1实验部分 4 .1 . 1 . 1编织平针织 物 实验设备: 德国s t o l l公司生产的c ms 3 0 3 t c电脑横机， 机号为7 e . 实验原料:4 8 t e x 高强度玻璃纤维。 实验目 的:为编织三维纬编针织物时弯纱深度值 ( 即 n p值)的选取 提供可靠依据。 实验步骤及内容: ( 1 ) 设计平针织物 ( 总 针数 1 0 0 针) 并制作工艺文件; ( 2 ) 选用适当的 机速 ( 玻璃纤维0 .7 m / s ， 慢速) 、 主牵拉wm f = o ，并按 表4 - 1 改 变纱线粗细及上机编织的 弯纱深度即n p值， 编织样品 # 1 -y # 2 0 , 每件样品至少编织2 0 横列; 表 4 - 1平针织物各样品的上机编织条柞 代 号 纱线 粗细 np 值 代 号 纱线 阻细 np 值 代 号 纱线 粗细 np 值 代 号 纱线 粗细 np 值 #i 2x 4 8 t e x 1 2 . 5# 6 3x 4 8 t e x 1 2 . 5# 1 1 4x 4 8 t e x 1 2 . 5#1 6 5x 4 8 t e x 1 2 . 5 # 21 21 2#1 71 2# 71 2# 1 2 # 3 1 1 . 5#1 81 1 . 5 1 1 . 5# 81 1 . 5# 1 3 # 4 1 1 1 1# 91 1 # 1 9i 1# 1 4 # 51 0 . 51 0 . 5们 51 0 . 5# 1 01 0 . 5# 2 0 ( 3 ) 观察并记录织物编织情况。 4 . 1 . 1 .2测量平针织物的线圈长度 实验仪器: 线圈长度测试仪 ( 如图4 . 1 ) . 实验样品:实验1 中 # 1 - # 2 0 织物样品。 实验步骤及内容: ( 1 )取各样品中间部分 1 0 0个线圈纵行，轻轻 拆散，用铁夹夹住已 拆散的纱线两头，按如图4 . 1 所 示将纱线依次绕过各个滑轮，从刻度尺上读取数值并 记录，每个样品拆取n 33 个不同线圈横列进行测量。 ( 2 )计算各样品的线圈长度，计算公式为: l = ( 。00c of ( o) ( o 图4 . 1 线圈长 度测试仪 其为34 ，n 象l i ) 1 1 0 0 n 中l为计算所得的线圈长度值，l i 为第i 次实验测得的线圈长度值 三维纬编针织物编织工艺的 研究及其c a l ) 系统的开发 实验次数。 4 . 1 .2实验结果与 分析 4 . 1 .2 . 1实验结果 织物的外观评价及线圈长度实验值见表4 - 2 . 表4 - 2织物的 外观评 价及线圈 长度 样品外观评价 l 0 0 个线圈的长度 (m m) 布面纹路实验 1实验 2实验 3 线圈长度 ( m m) 9 . 4 7 8 . 6 5 7 . 8 5 7 . 0 8 6 . 4 4 9 . 2 2 8 . 5 8 7 . 8 9 7 . 1 4 6 . 5 1 945一863一783一703 9471868-786 较清晰 较清晰 较清晰 较清晰 9 4 9 8 6 5 7 8 6 71 2 6 4 4 9 2 0 8 6 2 7 9 2 71 5 6 5 2 91 5 8 8 4 7 8 8 71 9 6 5 7 9 3 5 8 8 6 8 0 0 7 31 6 5 4 工白-工口草白 目卜一日氏1父 71 0 6 4 3 9 21 8 5 5 7 8 8 71 3 6 5 2 9 1 5 8 8 8 7 9 6 7 2 0 6 6 3 9 3 8 8 8 5 7 9 5 7 1 8 6 7 0 6 4 5 9 2 6 8 5 7 7 8 8 7 1 3 6 4 8 9 1 5 8 8 8 7 9 6 71 7 6 6 2 9 3 6 8 7 9 7 9 9 7 2 3 6 6 2 丝酬 能一粕一洲一#5一#61#7一朔一如 乱一晰 较一清 7 . 9 3 7 . 1 9 6 . 61 9 . 3 6 8 . 8 3 塑燮662 # 1 0 # 1 1 # 1 2 #1 3 们 4 #1 5 #1 6 #1 7 #1 8 #1 9 # 2 0 线圈松紧度 稀松 稀松 稀松 适中 较紧 适中 适中 适中 较紧 过紧 适中 适中 较紧 较紧 过紧 较松 适中 适中 较紧 过紧 较清晰 较清晰 较清晰 很乱 清晰 清晰 清晰 清晰 很乱 4 . 1 .2 .2分析与讨论 a . 玻璃纤维编织平针织物时n p 值的选取 高强度玻璃纤维虽然拉伸强度大，但勾结强度较低，所以编织应在小 牵拉或无牵拉的情况下进行。在小牵拉或无牵拉的情况下，线圈脱圈主要 靠电脑横机上的握持沉降片来完成。 n p值如果过大，要靠增大牵拉来完 成脱圈，会造成纤维断裂，同时布面也会过于稀松，纹路混乱。 n p值如 果过小，布面紧密，纱线过于弯曲，会造成纤维严重损伤。所以在用玻璃 纤维或其他性能 类似于玻璃纤维的高 性能纤维进行编织时，弯纱深度 n p 值的选取范围相对减小。对于其他一些拉伸强度和勾结强度都很高的高性 能纤维如高强聚乙烯纤维、芳纶等，由于纤维强度很高，牵拉容易造成织 3 5 三维纬编针织物编织工艺的研究及其c a i 系统的开发 针损伤，编织也应当在小牵拉或无牵拉的情况下进行，因此同样存在小范 围的 n p 值选取问题。 表 4 - 3列出了 在 7 e的机器上用玻璃纤维编织平针织物的可行编织条 件。 轰4 - 3玻摘纤维编织平针织物的 可行编织条件 纱线粗细n p 值选取范围参考线圈长度范围参考 ( m m ) 2 x 4 8 t e x一1 0 .5 - - 1 16 .4 4 - 7 .0 8 3只4 8 t e x 1 1 -1 2 . 5 7 . 1 4 - 9 . 2 2 4 x 4 8 t e x 1 1 -1 2 . 5 7 . 1 9 -9 . 1 5 5 x 4 8 t e x 1 1 -1 2 . 57 之今- 9 . 3 6 其中较优工艺参数为:纱线粗细为 3 x 4 8 t e x或 4 x 4 8 t e x时选取 n p = 1 2 . 5 ;纱线粗细为5 x 4 8 t e x 时选取n p = 1 1 . 5 或n p = 1 2 ; b . n p 值、 纱线股数对线圈 长 度的 影响 为了讨论n p 值、纱线股数对线圈长度的影响是否显著，可进行非重复 实验二元方差分析。令影响线圈长度的因素n p 值为因子a ，纱线股数为因 子b ，线圈长度值为x i; ，利用非重复实验二元方差分析表 4 - 4 ，根据表 4 - 1 的实验条件及表4 - 2的实验结果得到如表 4 - 5 所示的计算结果。其中选 定显著水平a = 0 . 0 5 ，从 “ f 分布上侧分位数表”中可查出f a ( n l , n 2 ) 的值。 表4 - 4非 重复实验二元方差分析表 来源离差平方和自由度均方离差f值 因子 a q a = s y, ( x , 一 x ) 2 卜1 。, - q a 0 - - r - i _s a 2 1 a = 几 二 二 ; j七白 因子 b q b 一 r y ( x ， 一 x ) z 1 = 1 s - 1 s b ，bs b z s- 1 _ s b z r 8 二 二 军 二 万 j 七 误差 q s = 艺艺 ( x 。 一 风一 x ， 十 乃， ( l - 1 ) ( s - 1 )。 _ ， 一 一q 。 一 ( r - i ) ( s - 1 ) 总和 q r 二 i i ( x ， 一 x ) 2 i = 1 j = 1 rs - 1 表 4 - 5n p 值、纱线股数对线圈长度影响的二元方差分析表 来源离差平方和自由度均方离差f值f a ( n ， n 2 ) 因子 a ( n p 值)q a = 2 0 . 1 1 3 9 7 4 s n 2 = 5 . 0 2 8 4 9 3f n = 5 4 8 . 0 1 4 8f o o s ( 4 , 1 2 ) = 3 . 2 5 9 1 6 因子 b ( 纱 支)q b = 0 . 0 5 5 2 1 5 3 s b 2 = 0 . 0 1 8 4 0 5f b = 2 . 0 0 5 8 1 2f o .0 5 ( 3 , 1 2 ) = 3 . 4 9 0 3 误差q e = 0 . 1 1 0 1 11 2 s 6 2 = 0 . 0 0 9 1 7 6 总计q t = 2 0 . 2 7 9 2 9 5 1 9 三维纬编针织物编织工艺的 研究及其c a i 系统的开发 * . f a = 5 4 8 .0 1 4 8 f o m ( 4 , 1 2 ) 而f e = 2 . 0 0 5 8 1 2 压力锤重5 0 0 g ) . 实验样品: 托盘天平。 实验4 .2 . 1 . 1 和4 .2 . 1 .2 中# 1 - # 1 7 织物样品。 实验步骤及内容: 三维纬编针织物编织工艺的 研究及其c a 系统的开发 ( 1 ) 测量织物的横密p a 和纵密p b 、 长度l 和宽度w. ( 2 ) 用厚度仪测量织物的厚度:首先清洁仪器，将压力锤加在基准板 上，调节刻度盘，使指针指零。升起压脚，将试样在不受张力的情况下放 置在基准板上，放下压力轴，在测量时间为3 0 s , 6 0 s 时分别读取数据并记 录。计算数据平均值 h l . ( 3 ) 用游标卡尺测量织物的厚度h 2 o ( 4 ) 仔细分割各样品， 在托盘天平上分别称取它们的 重量g a ( 5 ) 根据测定的各项参数， 估算织物的纤维体积含量v f ， 估算公式为: v f= p / p 纤， 其 中p = 织物实测重量 织物实测体积= g / ( l x w x h ) , p 纤为 纱 线 的 密 度 ( p高 强 玻 ia = 2 . 5 g / c m 3) 。 4 .2 . 2实验结果与分析 4 . 2 .2 . 1 实验结果 实验 4 .2 . 1 . 1中，从观察上机编织情况和分析试样发现，当集圈选用 的n p 8时，纤维的断裂急剧增加，当n p = 7 .5时，纤维的断裂非常严重; 当n p )1 0 . 5时，集圈的线圈长度过大，浮在针筒口上方，造成脱圈困难， 布面纹路不清晰，有大量短线圈浮在织物表面。 实验 4 .2 . 1 .2中，在表面层的编织横列数 r s 3 = 0时，当织物连接层的 编织横列数 r s 4 9时，由于筒 口距的限制，织物退圈困难;在 r s 3 = 2时，由于面纱较细，而织物层间的 距离增大，织物显得不够丰满。 实验4 .2 . 1 .3 所得的各间隔织物的各项指标见表4 - 1 0 和表4 - 1 1 0 表 4 - 1 0集圈连接间隔织物的各项指标 f 横密 ( 纵行 / i o c m ) 纵密 ( 横列 / 1 o c m ) 兰 a l m m)声 度气 ml l l e 厚度 h 1 ( m m ) 厚度 1 4 2 ( m m ) 髻 弋 gj 织物的纤乡 最小 值( % ) 圭 体积含量 最大值( % ) #1 3 6 1 9 4 3 28 23 . 2 50 . 8 72 . 2 81 0 . 73 9 . 9 # 23 8 8 8 r 3 4己1 7 8 3 . 3 5 0 .7 7 2 .2 6 1 0 . 24 4 . 0 # 33 88 83 47 83 . 2 90 . 7 32 . 2 6 1 0 44 6 . 7 # 4 3 9 8 81 3 4 7 73 . 4 60 . 8 5一 2 .4 9 1 1 .0 4 4 . 8 # 5 3 9 1 8 8r 3 4 7 73 . 5 20 . 8 72 .3 9 1 1 0 .44 2 . 0 # 6 4 3 1 -8 6 3 57 03 . 5 80. 8 82 . 5 11 1 . 44 6 . 6 # 7 4 3: 17 9)1 3 8 7 03 . 9 40 . 8 62 . 7 5 1 0 . 54 8 . 1 三维纬编针织物编织工艺的研究及其c a 】 ) 系统的开发 表 今n织物层连接间隔织物的各项指标 誉 勺 横密 ( 纵行/ l o c m ) 纵密 ( 横列/ l o c m ) /长 度 l l l l r l l )声 典气 mlll) 厚度 hl ( m m ) 厚度 h z ( mm ) 亨 早 、 9夕 织物的纤乡 最小值( % ) 全 体积含量 最大值( % ) # 8 6 01引11 9 7 5 0 3 . 9 7 一 。 刀 7 4 . 2 5 一 8 名 4 5 . 5 # 9115 7 3 01 0 0 5 314 刀 80 名 5一 5 ，7 0 9 . 0 4 5 .9 # 1 05 33 2 9 35 7 6 4 3 1 . 1 57 一 4 08 . 74 8 石 #1 1 5 2 13 2 9 35 879 4 1 .3 7 一 9 ， 0 58 万 4 9 刀 # 1 2 一15 4 3 29 31 5 68 1 8 1一1 万 11 0 石 。 一 1 0 0 5 3 . 9 # 1 3 5 213111 9 5 5 88 石21 . 911 3 名0 1 1 . 3一 5 0 名 # 1 45 3 3 01 1 0 5 7 18 刀 12 . 2 3 1 6 乡0一 1 2 碑 4 8 . 3 浮1 54 86 3 4 86 27 . 2 512 44 . 2 0 7 . 84 5 . 5 # 1 64 86 4 4 71 62 17 5 21 . 4 1一 4 .9 591一 4 8 5 # 1 7 一481 一631一 48 1 1 6 27 .6 51 . 6 05 刀 。 1 0 4 7 9 4. 2. 2. 2分析与讨论 a编织集圈 连接间隔织物时集圈n p 值的 选取 在编织集圈连接的间隔织物时，集圈n p值过小，对于拉伸和勾结性 能类似于高强玻璃纤维的高性能纤维如石英纤维、碳纤维等来说，容易使 纤维产生过度弯曲而造成损伤，而对于其他一些具有高拉伸、高勾结强度 的高性能纤维如高强聚乙烯、芳纶等来说，容易造成成圈困难和织针的损 伤;集圈 n p值过大，编织过程中纱线浮在筒口，造成脱圈困难甚至是不 脱圈，织物外观差。对于普通纱线的编织，集圈 n p值的选取同样存在类 似的问题，只是可选取的范围较高性能纤维要大。 实验发现，在 7 e的横机上采用 zx48t ex 的玻璃纤维进行编织时，集 圈n p的可行值为8 一 1 0 ，较优值为8 5 一 9 .5 。 纱线的细度减小时可适当减小 n p 值，同样细度增大时可适当增大n p 值。 b . 集圈连接间隔织物集圈n p值对织物厚度的影响 为了讨论集圈n p 值对织物厚度的影响是否显著，可进行非重复实验二 元方差分析。令影响织物厚度的因素集圈np值为因子a ，厚度的测量方法 为因子 b ，织物厚度值为 xi j ，利用非重复实验二元方差分析表 4 一 4 ，根据 表表4 一 10的实验结果得到如表4 一 12所示的计算结果。 表4 一 12集圈np值、 测量方法对织物厚 度影响的 二元方差分析表 6一13 来源 因子 a ( n p 值) 因子 b ( 方法) 误差 总计 离差平方和 伽二 0 . 2 1 1 5 6 1 q b 二 2 4 . 5 7 8 7 5 q e 二 0 . 1 3 5 7 7 5 qjr二 2 4 . 9 2 6 0 9 自由 度 均方离差if值f 。( n 、 ， n z ) 6 5 * 2 二 0 . 0 3 5 2 6l fa二 1 . 5 5 8 1 7 1 纂 宁 藻 黑 燮一些 兰 fo。 ( 6 ， f 。 。 5 ( 1 ， 2 8 3 8 6 2 9 8 7 3 7 4 三维纬编针织物编织工艺的研究及其c a d系统的开