（纺织工程专业论文）竹节纱织物仿真系统的研究.pdf

中文摘要 中文摘要 本课题是研究竹节纱织物的仿真系统，主要研究内容包括：不同引纬方式下竹节在 布面上有无规律分布的织物的仿真；在仿真功能上，实现单一经( 纬) 纱和非单一经( 纬) 纱的配置。通过以下方法完成本课题：( 1 ) 根据经纬交织规律将织物分为两部分进行设 计，即规则组织、衍生组织、复杂组织以及自建组织，构建规则组织、衍生组织、复杂 组织以及自建组织的数学模型；( 2 ) 运用单纱的基本设计思想，基纱和竹节部分分别用 一组循环排列的倾斜小方块间隔配置，建立竹节纱纱线数学模型；( 3 ) 对织物组织结构 和织物外观风格及其影响因素也进行深入的分析，运用v i s u a lb a s i c6 0 作为系统的开发 环境，基于纱线模拟显示、纺纱和织造的工艺原理和外观仿真的设计原理、系统应用框 架的实现方法和系统的数据结构以及数据库的管理方法，实现了竹节纱织物的仿真系统 设计。 通过分析，得出结论：( 1 ) 实现了有梭引纬方式和无梭引纬方式下竹节在布面上有 无规律分布的织物仿真系统的开发；( 2 ) 在竹节纱织物仿真功能上，实现了单一经( 纬) 纱和非单一经( 纬) 纱的设置；( 3 ) 竹节织物仿真系统可用于纺织企业的仿真设计和新产品 开发，织物组织、纱线排列、纱线种类、颜色等均可随意变换。 织物仿真的研究在纺织品的仿制、新产品的开发方面缩短了开发周期，提高了效率， 为企业节约了人力、物力和财力，降低了成本，提高了市场竞争力。 关键词：竹节纱，织物结构，计算机模拟，数学模型，计算机辅助设计 英文摘要 a b s t r a c t t h es i m u l a t i o ns y s t e mo ns l u bf a b r i cw e r es t u d i e di nt h i sd i s c o u r s e ，t h ed i s c o u r s e i n c l u d e st w oa s p e c t s ：t h ed e v e l o p m e n to ff a b r i c ss i m u l a t i o ns y s t e mw a sr e a l i z e d ，w h e t h e rt h e s l u bt a k e so nr e g u l a ro nf a b r i co rn o ti nt h em e t h o d so fs h u t t l ea n dr a p i e r ；a c h i e v i n gt h e s e t t i n g so fs i n g l ew a r p ( w e ma n dn o n s i n g l ew a r p ( w e f 0o nt h es l u bs i m u l a t i o nf u n c t i o n t h e d i s c o u r s ew a sf i n i s h e db yt w oa s p e c t s sw o r k ：( 1 ) w ed i v i d ef a b r i ci n t ot w op a r t sa c c o r d i n gt o t h ei n t e r l a c er e g u l a ro f w a r pa n dw e f t ，t h a ti sr e g u l a rt i s s u e s 、d e r i v a t i z a t i o nt i s s u e s 、c o m p l e x t i s s u e sa n dd i yt i s s u e s ，a n d c o n s t r u c t i n g m a t h e m a t i c a lm o d e lo f r e g u l a rt i s s u e s 、 d e r i v a f i z a t i o nt i s s u e s 、c o m p l e xt i s s u e sa n dd i y t i s s u e s ；c o n s t r u c t i n gm a t h e m a t i c a lm o d e lo f s l u b ，a p p l i c a t i o nt h eb a s i cd e s i g n i n gi d e a ，t h ep a r t so fy a r nm a ds l u by a r nw e r ei n t e r v a l c o n f i g u r e db yas e r i e so fc i r c u l a rp e r m u t a t i o ns m a l ld i a m o n d sr e s p e c t i v e l y ；( 3 ) t h ef a b r i c s s t r u c t u r e 、a p p e a r a n c es t y l ea n di t sa f f e c t i n gf a c t o r sw e r ea n a l y z e dd e e p l y , a c h i e v i n gt h e s i m u l a t i o nd e s i g n i n gs y s t e mo fs l u bf a b r i cb yv i s u a lb a s i c6 0a sd e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t o fs y s t e m ，b a s e do nd e s i g n i n gt h e o r yo fa n a l o gd i s p l a ya n da p p e a r a n c es i m u l a t i o n ，a l s o i n v o l v e si ni m p l e m e n tm e t h o d so fs y s t e m sa p p l i c a t i o nf r a m e w o r k sa n dd a t as t r u c t u r e ，a n d m a n a g e m e n tm e t h o do f d a t a b a s e a f t e ra n a l y z i n g ，s o m ed e d u c t i o n sa r e s i m u l a t i o ns y s t e mw a sr e a l i z e d ，w h e t h e rt h e c o n f i r m e d ：( 1 ) t h ed e v e l o p m e n to ff a b r i c s s l u bt a k e so nr e g u l a ro nf a b r i co rn o ti nt h e m e t h o d so fs h u t t l ea n dr a p i e r ；( 2 ) a c h i e v i n gt h es e t t i n g so fs i n g l ew a r p ( w e f t ) a n d n o n s i n g l e w a r p ( w e f t ) o nt h es l u bs i m u l a t i o nf u n c t i o n ；( 3 ) i ns p i n n i n ga n dw e a v i n ge n t e r p r i s e ，t h e s i m u l a t i o n s y s t e m o fs l u bf a b r i cc a nb eu s e di ns i m u l a t i o n d e s i g n i n g a n dp r o d u c t d e v e l o p m e n t w ec a na r b i t r a r yc h a n g ef a b r i cs t r u c t u r e 、y a ma r r a n g e m e n t 、y a r nv a r i e t ya n di t s c o l o r t h es t u d yo ft h es i m u l a t i o ns y s t e m0 1 1s l u bf a b r i cd i m i n i s h t h ed e v e l o p m e n tp e r i o do ft h e p r o d u t ，i m p r o v ep r o d u c t i o ne f f i c i e n c y i ns o m ec e r t a i n ，l a b o rp o w e r 、m a t e r i a l sr e s o u r c ea n d f i n a n c i a lp o w e rw a ss a v e d ，a n dc o s tw a sc u td o w n ，a l s ot h em a r k e tc o m p e t e n c ew a s i m p r o v e d k e y w o r d s ：s l u by a m ，f a b r i cs t r u c t u r e ，c o m p u t e rs i m u l a t i o n ，m a t h e m a t i c a lm o d e l ， c o m p u t e r - a i d e dd e s i g n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 签名： 继是簋日期：弘。，7 年弓刖p 日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规 定：江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名：墼基笠。 导师签名： 日期： w 口7 年，月f7 日 f 。 第一章绪论 第一章绪论 近年来，随着个人计算机的不断普及，计算机技术在各个领域得到了更为广泛的运 用，c a d 技术的发展和应用已成为衡量一个国家工业水平的重要标志，被认为是改造传 统生产体系的必由之路。 计算机技术在纺织工业中的应用最早可追溯到6 0 年代，当时美国i b m 公司首先 成功地研制了纹制工艺自动化系统，此后，我国以及英国、法国、日本相继开展了这方 面的研究，到了7 0 年代，c a d 技术在纺织工业中的应用才真正开始进入实用阶段。但 是，至今许多企业和研发机构在产品设计时还是通过打小样等手段，完全依赖手工而后 实验操作，不仅费时费力、效率低下，而且对缩短纺样设计的生产周期也极为不利。因 此，运用计算机技术，实现织物的仿真设计分析，将工艺员从冗繁的手工劳动中解放出 来，并进一步与纱线设计、织物组织设计、织物性能评价软件相结合，对实现纺织产品 设计和测试的自动化都具有特殊的意义。 1 1 计算机仿真技术在纺织中的应用 所谓织物计算机仿真技术就是指在获取织物c a d 产品数据及相关工艺参数之后，利 用计算机的强大的图形处理能力与图像显示功能，迅速而逼真地模拟出织物外观效应的 一种计算机应用技术。通常情况下，织物计算机仿真技术的应用主要体现在织物c a d 系 统的仿真功能模块上，但有时也直接用于专门的织物计算机仿真系统中，它是对织物计 算机辅助设计结果进行检验的一个重要手段。强大的织物计算机仿真功能将大大方便设 计人员在设计过程中随时查看所设计产品的布面效应，进而能够及时有效地进行设计上 的修改。织物计算机仿真技术的应用不仅可以大幅度提高设计质量与工作效率，而且更 为重要的一点是它的应用彻底改变了织物设计与生产的传统模式。在织物设计与生产的 传统模式中，一般都需要采用多次试织( 打小样) 来进行新产品的设计与开发“1 。如图 1 - 1 所示，在产品试织过程中设计者若对试织结果不满意就不得不进行产品设计上的修 改，甚至要重新进行产品的设计，如此反复试织直至满意为止。 江南人学硕i ：学位论文 图卜1 织物设计与生产的传统模式 显然，这种重复试织工作不仅需要大量时间，而且将消耗大量的人力和物力，无形中就 加大了产品的开发成本并拉长了产品的开发周期。因此，若能对以计算机图形图像等相 关技术为基础的织物仿真技术加以应用，利用电脑屏幕或打印机直接输出织物的模拟效 果图，将使得原有的从设计到试织的繁琐工作循环完全被突破，大幅度缩短织物的开发 周期，提高产品的设计效率。可以说，织物计算机仿真技术的应用不仅可以提高织物 c a d 系统的功能集成性与完善性，而且在织物的实际生产过程中也具有十分重要的现实 意义嘲。 1 2 国内外的研究及开发现状 随着国内外关于纺织c a d 系统的研制不断取得突破，花式纱线织物仿真系统的研究 已经成为该领域研究与开发的重中之重，越来越受到行业的重视。目前，国内外关于织 物仿真的相关研究与开发情况大致如下： 1 2 1 国外现状 2 第一章绪论 在国外，关于纺织c a d 的研究起步较早。早在1 9 9 6 年c a de x p o 展览会上，以及 i n t e r n e t 网上，我们可以看到许多较成熟c a d 软件包，其中纺织c a d 方面的软件系统 有：d e s i g n e rs o f t w a r e 、a v ll o o m s 、i n f o d e s i g nj a c q c a dm a s t e r ，a p s oc a dv a n t a g e d e s i g ns y s t e m 、i n f o m a x 系统、l e c t r as y s t e m sg e r b e r 公司的系统、i n v e s 公司的系 统、c a d t e x 系统、a s s y s t ( a u t o m a t e ds o f t w a r ea n ds y s t e m s ) 、m o d ac a d 、s c o t w e a v e 系统、s h i m as e i k i 公司的c a d 系统等“”。所有的c a d 系统提供的软件功能各具特色， 但基本上都具有纱线的设计与仿真、织物的设计与仿真、配色与印花的设计、映像仿真 ( 大部分为二维映像) 、图像管理等主要功能，并且相应的提供了纱线库、基本织物库、 纱线库。对于纱线的仿真，基本上所有的系统均可模拟花式或退色纱线的效果，大部分 允许用户为新种类纱线扩大纱线库。各个系统还具有不同程度的织物仿真能力，有些系 统可展示织物的截面示意图，并允许直接修改，这种修改可直接影响纱线及纹板图，这 对于多层织物的设计很有用，有个别软件还提供多层织物的三维设计功能。 1 2 2 国内现状 从国内外软件开发现状分析，在纺织c a d 领域，国内与国外的差距很大。 纺织物 的c a d 系统在国内才有十几年的研究历史了，也产生了一批有使用价值的基于d o s 基础 上的c a d 系统。其中有浙江丝绸工学院z i s 素织物c a d 系统，具有主要的花色纱线及组 织设计功能，纺织工业部纺织科学研究院的c a d 系统，除具有纱线设计、组织设计及织 物模拟外，还增加了与工艺相关的许多计算功能，天津纺织研究所的c a d 系统，除组织 设计及较强的颜色配置外，花式纱线的设计功能也较强，上海毛麻纺织科研所与上海十 一毛联合开发的c a d 系统，可模拟织物效应、花色线效应、加捻效果等，功能较强，上 海印染技术研究所开发了计算机平面图案及色彩设计系统，石家庄第一印染厂在此基础 上开发了穿著效果软件，即将设计好的图案根据用途，通过计算机穿在模特身上，展示 图案衣着效果”。 目前，鉴于w i n d o w s 接口的诸多优点如速度快、安全性好、接口轻松、图形图像操 作丰富、用户功能多等，以上c a d 系统已有许多逐步开始向w i n d o w s 9 x n t 平台转移。 江南大学硕l ：学位论文 1 3 本课题的研究目的及内容 1 3 1 研究目的 织物的外观仿真是生产、仿制、创新纺织产品的重要环节，传统的方法大多通过打 小样的方式来完成，不仅生产工期长，劳动量大，而且限制了设计人员的思路。运用计 算机技术虚拟一幅织物模拟图只需几秒钟，而且组织、纱线排列、纱线种类、颜色等均 可随意变换，大大缩短了设计周期和减少工作量，效率是普通手工打样的几十倍甚至几 百倍。它开阔了设计人员的思路，提供了设计人员自由驰骋的空间。 1 3 2 研究内容 本人在查阅大量相关资料，总结和吸收前人研究的前提下，重点研究竹节纱织物经 竹节织物的仿真、无梭引纬方式竹节纱织物的仿真、无规律竹节纱织物的仿真( 包括比 例模糊循环和随机模糊循环两种) 。 经竹节织物的仿真的关键是在经竹节织物织造中，由于在生产中管纱经落筒成筒子 纱，然后经过整经，使几百根纱线在布面上排列用作经纱。落筒时每个筒子上卷绕的二 十多个管纱的起点是随机的，而且在整经时，每个筒子纱的使用起始位置又都是随机的， 所以经纱在织造时一般不会出现规律性排列。在仿真时，由于经纱不象纬纱是一根纱线 往复循环，每根经纱是相互独立的，要保证画每根经纱起始位置的随机性。为了保证画 每根经纱起始位置的随机性，调用随机函数实现此功能。即在画每根经纱起始点时设为 随机。 无梭引纬方式竹节纱织物的仿真，采用无梭引纬方式。画纬纱时纱线从左端a 画起， 沿与布边垂直的横向画到最右端b 切断纱线，然后让切断的地方做纱头再从a 画到b ， 如此往复下去，完成纬纱的仿真。仿真的关键是纬纱的走向及每根纬纱的首尾要连接上， 可以通过一些数学关系达到此目的。 无规律竹节纱织物的仿真：竹节纱的纺纱方式有三种，顺序循环、比例模糊循环、 随机模糊循环。比例模糊循环方式，它在指定的输入长度中每次随机挑选进行纺纱，而 随机模糊则纺纱的每次长度均由计算机在：竹节在l 1 ( 最小) l 3 ( 最大) 之问产 生随机数；基纱则同理在l 2 ( 最小) l 4 ( 最大) 之间产生随机数。 4 第一章绪论 i 4 开发环境的选择 1 4 1v b 编程环境 微软公司的v i s u a lb a s i c6 0 是w i n d o w s 应用程序开发工具，使目前最为广泛的、 易学易用的面向对象的开发工具。v i s u a lb a s i c 提供了大量的控件，这些控件可用于 设计接口和实现各种功能，减少了编程人员的工作量，也简化了接口设计过程，从而有 效的提高了应用程序的运行效率和可靠性。故而，实现本系统v b 是一个相对较好的选 择。v i s u a lb a s i c 应用程序基本的构建块是用户所创建的对象，每一个对象都具有一 些特性和行为( 属性、事件和方法) 。开发人员可以最有效利用所创建的每一个对象。 使用应用程序具有可通用性可说扩展性和强有力的功能。 v i s u a lb a s i c 应用由一系列对象组成，包括有函数、菜单、函数、结构和数据窗口、 用户对象、用户事件等等，对象中又包含若干控件如命令按钮、单行编辑器等这些对象 和控件都可在许多应用中重复使用。实现菜单选项 菜单是程序最重要的特性之一，大多数程序都依赖一个定义良好的菜单使程序易于 使用和维护，v i s u a lb a s i c 也提供了强大的创建菜单功能是程序更加标准。您可以使 用v i s u a lb a s i c 的a p p l i c a t i o nw i z a r d 也可以使用v i s u a lb a s i c 的菜单编辑器建立 菜单或者修改已经存在的菜单。 t o o l b a r 是工具条控件，是实现工具条的主体。其中的按钮可以显示图像和标题， 并按功能分组或加入分隔符号，还可以围棋设置鼠标停留在其上显示的提示字符。 t o o l b a r 也是一个控件容器且具有s t y l e 属性，并可以为其增加下拉按钮和平滑按钮等。 选择“工程”下拉菜单中的“部件”选项，显示“部件”对话框。在“控件”选项卡列 表中选择“m i c r o s o f tw i n d o w sc o m m o nc o n t r o l s6 0 ”后工具相中增加控件。 1 4 2a c c e s s 数据库 数据库是一种存储数据并对数据进行操作的工具。数据库的作用在于组织和表达信 息，简而言之，数据库就是信息的集合。计算机的数据库可以分为两类：非关系数据库 ( f l a t - f i l e ) 和关系数据库( r e l a t i o n a l ) 。关系数据库中包含了多个数据表的信息， 数据库含有各个不同部分的术语，象记录、域等”1 。 江南人学硕i ：学位论文 1 4 3v b 和a c c e s s 数据库的结合 微软的j e t 数据库引擎提供了与数据库打交道的途径，我们是通过它以及v i s u a l b a s i c 来访问数据库并对其进行各种操作。v i s u a lb a s i c ，a c c e s s 以及其它微软的软 件产品都是通过共享j e t 数据库引擎，从而给用户提供了丰富的数据类型。d a t a 控件 在数据库中的信息与将信息显示给用户看的v i s u a lb a s i c 程序之间架起了一座桥梁。 我们可以设置d a t a 控件的各个属性，告诉它要调用那个数据库的哪个部分。缺省情况 下，d a t a 控件根据数据库中的一个或多个数据表建立一个d y n a s e t t y p e ( 动态集合) 类型的记录集合。一个记录集合是动态的也就意味着，当原来的数据表中的内容改变了 以后，该记录集合中的记录也会随之改变。d a t a 控件还提供了用来浏览不同记录的各 种跳转按钮。将d a t a 控件放置在窗体中之后，我们还必须在该控件与要处理的数据库 之间建立联系。 6 第一二章织物组织的数学模型和编程原理 第二章织物组织的数学模型和编程原理 为了进行竹节纱织物的仿真研究，课题自然要设计到该类织物的外观风格方面的分 析。对于观察者而言，除了纱线颜色外，影响织物外观风格的最重要因素其实就是织物 的组织结构。本章就组织图的数学模型和算法进行分析。 2 1 总体结构及数学模型 由于织物组织与矩阵类似，而数组中元素与矩阵元素相对应，所以可把织物组织看 成一个n x n ：的矩阵伽，对应的数组记为s ( n 。，n 。) ，其中n 。，n ：分别为纬、经纱循环数，数 组中元素为0 或l 。组织点即为数组中元素，1 表示经组织点，o 表示纬组织点，通过给数 组元素赋值而形成组织矩阵。下面即为组织图和与其对应的矩阵。 图2 - 1 l10 0l loo1l o o1l1 o 1l lo 1l1o o 因此，采用的数学模型可以用矩阵来表示。不同的组织，规律也不同，为了方便编 程，我们把组织分为规则组织及衍生组织和复杂组织，复杂组织又包括二重组织，分别 画出单层组织、二重组织的各种图形。联结输入的组织参数与最后生成的图形的中间数 据结构为两维数组，以保持组织图与各种图形之间建立一一对应关系，组织图中，经序 数与矩阵列数排列次序一致，纬序数与矩阵行数排列次序一致。 2 2 各种组织数学模型分析及编程原理旧m 帅” 2 2 1 规则组织 江南人学硕i ：学位论文 这里的规则组织在一个组织循环内满足以下条件： ( 1 ) 经( 纬) 向飞数是经( 纬) 纱序数的函数，即是一个定值 ( 2 ) 每一根经( 纬) 纱交织规律表达式中分子个数与分母个数相等。 规则组织一般包括：三原组织、加强斜纹、角度斜纹、复合斜纹、缎纹等。 其编程总框图如图2 2 所示。 a 平纹分为单起平纹和双起平纹，其组织循环数n 。= n ：= 2 。单起平纹起点是经组织点，飞 数f = l ，双起平纹起点是纬组织点，飞数f l 。 b 斜纹有左斜与右斜之分。左斜纹f = l ，右斜纹f = - i c 缎纹有经面、纬面之分。对于经面缎纹，同一列( 行) 中只有纬组织点即矩阵中只有 一个元素为0 ，其余都为i ，纬面缎纹则反之。 图2 - 2 规则组织程序流程图 1 给数组的第- - 歹, j 元素赋值 8 第一二章织物组织的数学模型和编程原理 组织表达式肛精) ( 2 _ 1 ) 由式( 2 1 ) 可计算：l = 2 = ( q + 4 ) = n ( 2 - 2 ) 注：式( 2 - 2 ) 中i 为c ，d 的下标，n 。，n ：分别为纬、经纱的组织循环数。 s ：( 一) d = 8 邕 ( 2 3 ) 2 给数组s 的其它列元素赋值 s = 蚴= 僚器黜，? 嚣端 式( 2 - 3 ) 和( 2 - 4 ) 中i 1 ，n ，j 2 ，n ： 。 3 绘组织图 用计算机绘图语言把矩阵转化成组织图( 其中口表示纬组织点，- i 蓖示经组织点) 。先画 n 。) ( n 。个方格，再根据矩阵中各元素的值进行涂色，即使s ( i ，j ) = 1 处填上颜色，表示该 组织点为经组织点。 2 2 2 规则组织的衍生组织 规则组织的衍生组织有很多，如平纹变化组织、斜纹变化组织( 曲线斜纹、山形斜 纹、破斜纹、菱形斜纹、锯齿斜纹、芦席斜纹) 、缎纹变化组织( 加强缎纹、变则缎纹、 重缎纹) 。其组织点的运动规律不同或飞数不同，所以各个组织的编程方式也不同。但 是它们的组织规律是由规则组织演变而来的，因此编程原理相同，其程序是在规则组织 程序的基础上变化而来的，可以说万变不离其宗。它们的数学模型仍然是矩阵对应数组， 对数组元素进行赋值而得到，特别是对于数组的第一列元素赋值的方法与规则组织的赋 值方法完全相同。 1 平纹变化组织 平纹变化组织采用沿着经( 或纬) 纱一个方向延长组织点或两个方向同时延长组织 9 江南人学硕j 。学位论文 点的方法变化而来的，包括重平组织( 经、纬重平) 和方平组织。其程序流程图分别如图 2 3 ，2 4 所示。 2 曲线斜纹组织 在角度斜纹中，如使经( 或纬) 向飞数成为一个变数，则斜纹线必然呈现曲线形外观。 当飞数增加时，斜纹线的倾斜角增大：反之，则斜纹线的倾斜角减小。如变化经向飞数 s j 的数值，则构成经曲线斜纹：变化纬向飞数s ，的数值，则构成纬曲线斜纹。其程序流 程图如图2 5 所示 3 山形组织 山形斜纹是以斜纹组织作为基础组织，然后变化斜纹线的方向或飞数符号，使斜纹 线的方向一半向右斜一半向左斜，山形斜纹可按山峰指向的不同，分为经山形斜纹和纬 山形斜纹。经山形组织由左右两部分组成，左半部分是一定规律的斜纹，右半部分则是 把前半部分的斜纹进行纵向对称，并且并列而成，也就是说以第k ：根经纱为对称轴( k ： 为斜坡长度) ：纬山形组织由上下两部分组成，上下部分分别与经山形组织的左右两部分 相对应。其程序流程图如图2 6 所示。 4 破斜纹组织 破斜纹组织也是由左斜纹和右斜纹组合而成的，它和山形斜纹的不同点在于左右斜 纹的交界处有一条明显的分界线，在分界线两边的纱线，其经、纬组织点相反。破斜纹 亦可分为经纬破斜纹两种，断界与经纱平行的称经破斜纹：断界与纬纱平行的称纬破斜 纹。其程序流程图( 如图2 6 所示) 与山形组织相似，只是在给矩阵右半部分和上半部分 赋值时，不是对称相等，而是组织点值取反，即经破斜纹s ( i ，j ) = 卜s ( i ，( n 2 + 卜j ) ：纬破 斜纹s ( i ，j ) = 卜s ( ( n , - i + 1 ) ，j ) 。其中经破斜纹n ：= 2 k ：n ，二分子分母之和：纬破斜纹n = 2 k ， n ：= 分子分母之和。 5 菱形斜纹组织 1 0 第二章织物纽织的数学模型和编程原理 菱形斜纹是山形斜纹的进一步发展，在其组织图中具有粗细相同或不同的斜纹线构 成的菱形图案。菱形斜纹是循序采用经山形和纬山形斜纹的绘作方法形成的。采用山形 斜纹的编程原理，即把山形斜纹纵向对称和横向对称产生一个大矩阵。其程序流程图如 图2 7 所示。 6 锯齿斜纹组织 锯齿形斜纹也是由山形斜纹进一步变化而来的。山形斜纹各山峰顶是位于同一水平 线( 或铅直线) 上，而在锯齿斜纹中则不然，各齿顶的连线成一斜线形成锯齿状。在方格 纸上，每一齿顶高( 或低) 于前一齿顶的方格数称为锯齿飞数。其程序流程图如图2 8 所 刁o 图2 - 3 经纬重平流程图 江南人学硕1 ：学位论文 图2 - 4 方平组织流程图 7 芦席斜纹组织 芦席斜纹亦是变化斜纹线方向，由一部分右斜纹和一部分左斜纹组合而成，其图形 外观好象编织的芦席，故称芦席斜纹。其程序流程图如图2 9 所示。 8 加强缎纹组织 加强缎纹是以原组织的缎纹组织为基础，在其单个经( 或纬) 组织点四周添加单个或 多个经( 或纬) 组织点而形成的。其程序流程图如图2 1 0 所示。 9 变则缎纹组织 第一二章织物组织的数学模型和编程原理 编程原理与三原组织中的缎纹组织编程原理相类似，变则缎纹的飞数不同。在编程 过程中对数组的不同列赋值时，要与相应的飞数相结合，同时在输入飞数时要注意能否 形成一个完整的组织循环，是否会出现同一根经( 或纬) 纱上全部是经( 或纬) 组织点。 l o 重缎纹组织 图2 - 5 曲线斜纹流程图 延长缎纹组织的纬( 或经) 向组织循环根数，也就是延长组织点的经( 或纬) 向浮长所 得的组织称为重缎纹组织，详细请查看源程序。 常见组织分类除了原组织和变化组织以外，还有联合组织。联合组织是将两种或两 种以上的组织( 原组织或变化组织) ，按各种不同的方法联合而成的新组织。构成联合组 织的方法是多种多样的，可能是两种组织的简单并合，也可能是两种组织纱线的交互排 列，或者在某一组织上按另一组织的规律增加或减少组织点等等，详细请查看源程序。 按照不同的联合方法，可获得多种不同的联合组织，其中应用较广且具有特定外观效应 江南人学顾i ：学位论文 的有如下几种 图2 - 6 山形斜纹流程图 ( 1 ) 条格组织 条格组织是用两种或两种以上的组织并列配置而获得的，由于各种不同的组织，其 织物外观不同，因此在织物表面呈现了清晰的条或格的外观。 ( 2 ) 绉组织 织物表面起皱的方法很多，绉组织就是其中一种，它是利用织物组织中不同长度的 经、纬浮线，在纵横方向错综排列，形成织物表面具有分散且规律不明显的细小颗粒状 外观。从而使织物表面获得起皱效应。 ( 3 ) 透孔组织 透孔组织织成的织物，其表面具有均匀分布的小孔。由于具有与复杂组织中由经纱 相互扭绞而形成孔隙的纱罗织物相类似的外观，又常称之为“假纱组织”或“模纱组织” 1 4 第二章织物组织的数学模型和编程原理 输入基础组织 上 输入k j 、k w j 确定n l 、n 2 i 按经山形斜纹给 l 矩阵的下部分赋值 i 矗姜蔫生鬈筹姜鲁 图2 7 菱形斜纹流程图 输入基础组织 上 输入平行斜纹条数 确定m 、n 2 i 给第一条左斜纹和右斜 纹组织点元素赋值 上 给其它组织点赋值 图2 - 9 芦席斜纹流程图 输入基础组织 工 输入k j 和锯齿b 数 i 求出一个锯齿内的经纱数 i 求出n - 、 安经山形斜纹给数组的第一 个锯齿各组织点元素赋值 i 提据锯齿e 数依次给f 一个 器齿组织点元素赋值，直到 错齿全部赋完形成完整数组 图2 - 8 锯齿斜纹流程图 输入组织循环数 j r i 输入b 数i i l 飙则嚣法 i 显示基础组织 工 l 用鼠标塞嚣者囊击产生 图2 1 0 加强锻纹流程图 ( 4 ) 蜂巢组织 在蜂巢组织的一个组织循环内，有紧组织( 交织点多) 和松组织( 交织点少) ，二者逐 渐过渡相自j 配置，从而使这种组织的织物具有边部高中间洼的蜂巢形外观。 江南大学硕l ：学位论文 ( 5 ) 凸条组织 凸条组织系由浮线较长的重平组织和另一种简单组织联合而成。这种组织会使织物 正面产生纵向、横向或倾斜方向的凸条，而反面则为纬纱或经纱的浮长线。 ( 6 ) 网目组织 网目组织的织物常以平纹为地组织，每隔一定距离，有曲折的经( 或纬) 浮长线浮在 织物表面，形状如网络。 2 3 织物的几何结构及外观形成 织物的几何结构指织物经纬纱线之间的空间关系。包括经纬纱的交织规律、经纬纱 的细度和类型、经纬纱的密度等“。除了色彩属性，织物的外观和性能主要由织物的原 料和结构决定，在原料一定的前提下，若己知织物的结构，确定织物的幅宽及经纬密， 织物的外观随之而定。 2 3 1 织物的三维形态 织物的外观形成受到纱线之间相互作用力的影响，垂直于布面方向的作用使纱线在 织物内屈曲，受力越大，屈曲波高越大；平行于布面的的作用力使纱线沿力的作用方向 发生变化，即纱线的移位或越位。 如下图2 - 1 l 和图2 一1 2 所示： h w 图2 1 1 经向图2 1 2 纬向 织物内纱线的截面形态，f t 皮尔斯，h t 诺维可夫等学者主张以圆形或椭圆形描 述；a 肯泼主张以跑道形描述；织物内纱线的屈曲形态随织物组织、经纬纱密度、纱线 1 6 第一二章织物组织的数学模型和编程原理 支数、纤维原料等不同而不同“。 2 3 2 织物的二维形态 不： 为了设计简单，将三维的织物结构简化为平面的二维结构，如图2 1 3 和图2 - 1 4 所 图2 1 3 织物的交织示意图图2 - 1 4 组织图 2 4 组织图库及其加密 2 4 1 基本图库 在数据库中建立一个名为“组织图库”的表，在表中分别建立字段：n 硼e 一( 文本) ， d e e p - - ( 数字元元) ，l o c k - - ( 是否) ，w 一一( 数字) ，h ( 数字元元) ，d 8 t a 一( 文本) 。字段 n a m e 记录组织图库的名字( 如1 2 斜纹) ，字段d e e p 记录组织图库的层数，字段l o c k 记录该组织图是否处于锁定状态，字段w 记录组织图库的水平方向的格数，字段h 记录 组织图库的垂直方向的格数，字段d a t a 记录该组织图的组织点信息。 在基本图库中，通过其它程序输入了总共5 2 个组织图，基本上包括了所有类型的 常规小组织。在基本图库中所有的操作除无法删除外和其它图库一样( 基本图库中的组 织图的l o c k 字段全为t r u e ) 。 2 4 2 自定义图库 自定义图库的建立有四种方式：1 、通过手工对空白组织图的编辑操作，2 、自动套 用格式，3 、打开已有组织图并在其上修改，4 、在组织图上截取。 江南人学硕 ：学位论文 ( a ) 对于方式1 ，对空白组织图编辑，可以运用简单的功能，如画点、画曲线、擦 除、平移等。 ( b ) 对于方式2 ，可以套用的格式有：斜纹组织、缎纹组织、重平组织、方平组织、 变化方平组织、加强斜纹、复合( 曲线) 斜纹、山形斜纹、破斜纹、菱形斜纹、锯齿形斜 纹、随机组织等，通过方式2 只要输入一些简单的参数就可以得到各种基本的组织。 ( c ) 对于方式3 ，在打开的组织图上编辑，其编辑后的组织图不会影响原来的组织， 编辑功能和方式1 一样。 ( d ) 对于方式4 ，先返回到组织图的接口，选择区域后会自动返回到自定义图库接 口，对于截取后组织图的编辑功能和方式1 一样。 当编辑好了组织图后就是保存了，在保存过程中，首先扫描图库中所有的组织图的 名字，如过没有与图库中的组织图名字相冲突就保存，如果冲突就必须重新命名。 2 4 3 图库的加密 为了增加保密性能，在添加图库组织图时，图库中的字段实施加密功能。具体方法 如下：先将组织图依次用“0 ”，“1 ”表示( o 表示纬组织点，1 表示经组织点) 组成一 个字符串，然后将这个字符串每7 个字符划分为许多小段( 每一个小段都是由7 位o 或1 组成) 。把这些小段看作是二进制的数字并把它转化为十进制，把这些十进制数看 成是某个字符的a s c i i 代码，通过c h r ( ) 得到这个代码，最后将这些代码填入字段d a t a 成为组织图的信息。 如“以3 ，1 ，2 3 ，1 ，1 为基础k j = 6 的破斜纹”的字段d a t a 的内容为 “2 9 上i q ：v e l 3 c g j d 6 1 3 + ”，“十一枚七飞纬面加强缎纹”的字段d a t a 的内容为 “1 1 3 4 1 ) ( f 上# 口q * f 1 ”1 ”，“方格组织1 ”的字段d a t a 的内容为 “：d 7 2 t u n db 叫：d w 。1 1 9 v d n ba e ：。 当读出图库中的组织图时，首先将字段d a t a 的每一个字符都通过a s c ( ) 求出a s c i i 代码并将其转化为7 位二进制( 如果不够7 位就将前面补o ) ，然后将这些“o ”，“1 ” 字符连接起来，并将其按次序填入数组中，最后将o 转化为纬组织点，“l ”转化为 经组织点并反映在图片框中。 第- 二章织物l i i 织的数学模型和编程原理 2 5 打印组织图功能 打印功能是利用a p i 函数，将屏幕上的位图保存到剪贴板中，然后释放到图片框中， 最后启动打印机打印。 当屏幕不能显示整个组织图时，必须连续调用缩小组织图功能直到屏幕能完全显示 整个组织图。 注：打印功能要用到的主要a p i 函数有 p u b l i cd e c l a r ef u n c t i o nc r e a t e d cl i b ”到i 3 2 ”a l i a s ”c r e a t e d c a ”( b y v a l l p d r i v e r n a m ea ss t r i n g ，b y v ml p d e v i c e n a m ea ss t r i n g , b y v ml p o u t p u ta ss t r i n g , l p l n i t d a t aa sl o n g ) a sl o n g p u b l i cd e c l a r ef u n c t i o nc r e a t e c o m p a t i b l e d cl i b ”g d i 3 2 ”( b y v 砒h d ea sl o n g ) a s l o n g p u b l i cd e c l a r ef u n c t i o nc r e a t e c o m p a t i b l e b i t m a pl i b ”g d i 3 2 ”( b y v f lh d ea sl o n g ， b y v f l n w i d t ha sl o n g ，b y v mn i - l e i g h ta sl o n g ) a sl o n g p u b l i cd e c l a r ef u n c t i o ns e l e c t o b j e c tl i b ”g d i 3 2 ”( b y v a lh d ca sl o n g ，b y v a lh o b j e c t a sl o n g ) a sl o n g p u b l i cd e c l a r ef u n c t i o nb i t b l tl i b ”g d i 3 2 ”( b y v a lh d e s t d ca sl o n g ，b y v a lx a sl o n g ， b y ya sl o n g ，b y n w i d t ha sl o n g , b y n h e i g h t a sl o n g ，b y v a lh s r c d ca sl o n g ， b y x s r ea sl o n g ，b y y s r ca sl o n g ，b y d w r o pa sl o n g ) a sl o n g p u b l i cd e c l a r ef u n c t i o ns e t c l i p b o a r d d a t al i b ”u s e r 3 2 ”( b y v a lw f o r m a ta sl o n g ， b y h m e ma sl o n g ) a sl o n g p u b l i cd e c l a r ef u n c d o nd e l c t e d cl i b ”g d i 3 2 ”( b y v a lh d ca sl o n g ) a sl o n g p u b l i cd e c l a r ef u n c t i o nr e l e a s e d cl i b ”u s e r 3 2 ”0 3 y v a lh w n da sl o n g ，b y v a lh d ca s l o n g ) a sl 0 n g 1 9 江南大学硕i ：学位论文 3 1 单纱数学模型 3 1 1 设计基本思想 第三章竹节纱纱线的设计 单纱是结构最简单的一种纱，可用一组循环排列的倾斜放置的小方块组成“”“， 如图3 - 1 所示。 3 1 2 单纱主要参数 纱线颜色：l i c o l 可定义o l ec o l o r 的数据类型，用来模拟纱线颜色。 纱线支数：n m 可定义为i n t e g e r 的数据类型用来模拟纱线支数。 纱线捻度：n a t 可定义为i n t e g e r 的数据类型用来模拟纱线捻度。 纱线捻向：f n a t 可定义为b o o l e