（纺织工程专业论文）基于internet的变多层机织物组织cad系统.pdf

摘要 摘要 多层机织物作为纺织复合材料的增强体有着广泛的发展前途，特别是在军工、航空 等产业用纺织品领域应用广泛。然两在设计方匿，如果采用传统的机织物设计方法，表 示将非常复杂，而且缺乏直观性，即使采用纵向剖面图来辅助表示多层织物中的纱线之 间的交错关系，也定会出现经纱重叠现象，对设计者会造成错觉及判断失误，必然影响 多层机织物的工艺设计及开发。本课题针对多层机织物组织特点，对多层机织物组织表 示进行了深入的研究，根据多层机织物组织截面变化与否，本文提出了等多层和变多层 机织物组织概念，对于多层机织物组织表达，提蹬了经纱配置图的概念。 对于等多层机织物组织，本文依据前人的基础，对等多层机织物组织结构的表示采 用表组织图、经纱配置图、剖面图，这样可以较为完善地表达等多层机织物组织。在文 中，对等多层机织物组织工艺图的表示和各图之间的数学关系进行了研究和阐述。 变多层机织物组织是本课题的重点，对于变多层机织物组织结构的表示同样采用经 纱配置图，但将其数字化时，由于其结构特点，只用经纱位置码矩阵己无法表示清楚经 纱配置图，敝用层数矩阵和经纱位置码矩阵来表示。通过对变多层机织物组织工艺图中 的经纱配置图、穿综图、纹板图三者之间的关系进行探究，找出其中的数学关系，并建 立了相应的数学模型，文中以实例进行了详细说明。 本课题依据多层机织物组织的组织结构和工艺表示的数学模型，研发了基于 i n t e r n e t 的多层机织物组织c a d 系统，它具有创新性、多功能性、跨空间性、系统结 构合理、实用性强及界面友好、操作简单等特点，文中对它的结构、功能、使用流程等 进行了阐述。 关键词：变多层机织物组织；经纱配置图：数学模型；c a d ； i n t e r n e t ； a b s t r a c t a b s t r a c t a sr e i n f o r c e m e n ti nc o m p o s i t e s ，m u l t i - l a y e rw o v e nf a b r i ch a sb r i g h td e v e l o p i n gr o o m ， e s p e c i a l l yi ni n d u s t r i a lt e x t i l e sf i e l ds u c ha sm i l i t a r yi n d u s t r y , a v i a t i o na n ds oo n i nt h ea s p e c t o fd e s i g n i n g ，u s i n gt r a d i t i o n a lm e t h o dt od e s i g nm u l t i - l a y e rw o v e ni sv e r yc o m p l e xa n di n d e f e c to fv i s u a l u s i n gl o n g i t u d i n a lc u t a w a yv i e wt oe x p r e s sv a r i a t i o n a lm u l t i l a y e rw o v e n c o m p o s i t e s ，w a r py a mo v e r l a p p i n gm a ya p p e a r a l lo f t h i sc a nm a k ei l l u s i o na n dm i s t a k ef o r d e s i g n e r s a sar e s u l t ，t h ed e v e l o p m e n to fv a r i a t i o n a lm u l t i l a y e rw o v e nc o m p o s i t e sm u s tb e d e l a y e d a i m i n ga tt h e t r a i to fm u l t i l a y e rw e a v e ，a f t e rr e s e a r c h i n go nm u l t i - l a y e rw e a v e ，t h e d e f i n i t i o no fe v e nm u l t i 1 a y e ra n dv a r i a t i o n a lm u l t i l a y e rw e a v ei sp u tf o r w a r di nt h i sp a p e r , b a s i n go nw h e t h e rt h ec r o s ss e c t i o no ft h em u l t i l a y e rw e a v e t oe x p r e s sm u l t i - l a y e rw e a v e ， w a r pa r r a n g e m e n tp l a ni sp u tf o r w a r d o nt h eb a s i so fp r e d e c e s s o r , s u r f a c ep a t t e r nd r a f t ，w a r pa r r a n g e m e n tp l a na n d l o n g i t u d i n a lc u t a w a yv i e w a r eu s e dt o e x p r e s se v e nm u l t i - l a y e rw e a v es t r u c t u r em o r e p e r f e c t l yi nt h i sp a p e r h o wt oe x p r e s st h el o o m i n gd r a f to fe v e nm u l t i l a y e rw e a v ea n dt h e m a t h e m a t i cr e l a t i o n s h i pa m o n ge a c hd r a f ta l ed e s c r i b e di nt h ep 印e ri nd e t a i l v a r i a t i o n a lm u l t i 1 a y e rw e a v ei st h ee m p h a s i so ft h i sp a p e r t oe x p r e s sv a r i a t i o n a l m u l t i 1 a y e rw e a v e ，w a r pa r r a n g e m e n tp l a ni sa l s ou s e d t od i g i t i z ei t ，w a r pp o s i t i o nm a t r i x c a nn o te x p r e s sw a r pa r r a n g e m e n tp l a nc l e a r l y , b e c a u s eo ft h es t r u c t u r et r a i t f o rt h i s ，w a r p p o s i t i o nm a t r i xa n dl a y e r sm a t r i xa r eu s e dt oe x p r e s sw a r pa r r a n g e m e n tp l a n t h r o u g ht h e r e s e a r c ho ft h er e l a t i o n s h i pa m o n gw a r pa r r a n g e m e n tp l a n ，h a r n e s sd r a f ta n dc h a i nd r a f t ，t h e m a t h e m a t i cr e l a t i o n s h i ph a sb e e nf o u n da n dt h er e l a t i v em a t h e m a t i cm o d e lh a sb e e nb u i l t s o m ee x a m p l e sa r eg i v e nt oe x p l a i nt h em o d e la m p l y b a s i so nt h ew e a v es t r u c t u r eo fm u l t i 1 a y e rw o v e na n dt h em a t h e m a t i cm o d e lo fl o o m i n g d r a f t 。m u l t i 1 a y e rw e a v ec a ds y s t e mb a s e do ni n t e r n e th a sb e e nd e v e l o p e d t h i ss y s t e mh a s m a n yc h a r a c t e r i s t i c ，s u c ha si n n o v a t i v e n e s s ，v e r s a t i l i t y , s p a n n i n gs p a t i a l i t y , r a t i o n a ls y s t e m s t r u c t u r e ，s t r o n gp r a c t i c a la p p l i c a b i l i t y , f r i e n d l yi n t e r f a c e ，e a s yo p e r a t i o na n ds oo n t h e s t r u c t u r e ，f u n c t i o na n du s i n gp r o c e s so ft h i ss y s t e ma r ed e p i c t e di nd e t a i l k e y w o r d s ：v a r i a t i o n a lm u l t i l a y e rw o v e n ；w a r pa r r a n g e m e n tp l a n ；m a t h e m a t i cm o d e l ； c a d ；i n t e m e t ； 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： 关于论文使用授权的说明 趔星：2 ：f 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： 导师签名： 马蔻 盘兰：! ：) 日 期： 趔五苎：l 第一章绪论 第一章绪论 1 1 课题的立题依据及意义 l 。差。l 变多层机织物的含义及其应震 多墨视缓物楚裂霸着于系统鹃经纱帮若干系统豹绱纱所构成两层或料稼以上，菇与层之阐按一 定方法接结张一起的机织物。在完全组织循环内，各个横截斌上的纬纱数都相等形成的机织物称 冀等多基瓿织物；萋在宠垒缝织循琢肉，个横蘸嚣主瓣纬纱数并不廷都相等，形硪截藿影状变讫 韵梳织物，称为变多屡机织物。 从文献 2 7 中多层机织物幽于它结构的整体性，在厚度方向蛉拉力蠛与厚度方向垂直憋剪协 力终瘸下，翁摄好蕊撬撼强度，并将发皇断裂蛉霹笺牲箨低裂交，j 、程度，谴其箨袭翁织复合瓣料翡 增强体有着广泛的发展前途，特别是在军工、航空等产业用纺织品领域应用广泛，而且随着人们生 活水平的提离，对面料的要求逛疆趋多样纯，在服用及装馋家耀上也有开发应耀抟趋势，热文蘸 i s 1 9 】可知在毛纺颚域琶密瑗鹣双层底京拷花裙织物及三层缀织花聪等，它翻用不同层之闻的组 织、颜色、成分和松紧结构的差别，再加上嵌线勾勒，使织物呈现新颖、独特的外观效果，在造羝毛 毯孛蛉基毒开始采耀三瑶，瑟瑟壤织耪等。变多屡撬织耪雳楚澈较大，在复合誊| 毂戆实际痤建串，不 仅需蔡截面形状不变酌构件，还霈臻截面形状变化的懿杂构件“，如图i - i ，为复合材料中较为常见 的蜂巢组织n 刳，图1 - 2 为正交变截面立体继构织物。邀种截面变化的复杂构件，由予其截面的特殊 装，无论是麸结擒设计、上橇鹜瓣产生，还是扶主瓠缀造等各个方嚣来讲都存在擐丈的难度。 图1 1 蜂巢组织经向结构图躞i - 2 正交变截面结构匿 f i g l - lh o n e y c o m bw e a v el o n g i t u d i n a ls t r u c t u r ev i e wf i 9 1 - 2o 纛h o g o n a lv a r y i n gc r o s ss e c t i o n 1 1 2 纺织c a d 技术 纺织c a d 系统的应蠲是旱在7 0 年健睾粼就壶h e a r l e ，k o n o p a s e k 帮n e w t o n 所提出。蕞糍因为 多瑟3 蚤祝缓物缀缓戆鑫动产生帮演示毙较爨滩，虽然经过凡千年的发展，大多数筋视织物的c a d c a m 系统都没有实质性地涉及这一种类的织物。嗣前，当需鬻一种多屡织物时，都是通过乎工设计的， 这种设诗惫括组织熊缝合窝缠接方法筋谎甥。峦于多瑟织耱臻实是一穗豁对象，嚣此要求设诗者具 有高度的注意力和丰富的想象力。韵一个复杂结构被选中时，对于需要产擞组织图的工程人员来说 可能是一个更糟糕的噩梦舳。因此，基于现今多层织物在高科技织物领域中的广泛应用，并且域代 织枫都装嚣了计算祝竣鍪，懿巍在解决在平面绞撬主织裁多嚣缳物势达舞一定零麦要求，襞其替代 缝编工艺用于撼高复合材料的层间粘接强度的同时，建立一套可以应用在c a d c a m 系统中的自幼生 成和显示多层织携组织结构鳇c a d 系统，就不仅可以减少趣王成本，提裹生产效率，箍显霹瑷教善 材料的力学爱麓。纺织行娩为舅动密集羹产她，在我莺仍占有耦强重要钓地纯，也已有一定静萋础。 复台材料作为种新兴的产业，其发展是不埘限量的。如果能在传统平面织机上大娥模生产某数多 屡极织犍，荠选择或秀发合适楚驻玲店攥系统，题予皇产霹营我传统糕崧翔造鼹鲎上器翦广泛餐用 的玻璃纤维环氧层合板) 的多层视织物，那么其市场前撩是非常广阔的。 1 1 3 课题的目的及意义 餍传统蕊缀橇或黎舾虢改遴生产各释多屡魂缓耪复合材藉颈耧尊是祷绫绣戮技术的拓麓，它 江煮大学硕士学位论文 使复合材料与纺织工业密切相关，为纺织行业开辟了新加工领域，也为生产低成本、离质量、多晶 替复合材料提供了一条有效鲶途径”。发达灏家豢菲常重视这一方蕊豁发震，其秀发和应耀现状标 志着一个国家的科技水平和军事实力。在我国也不例外。多层机织物及其复合材料的c a d 技术研究 己成为众多纺织及材料领域的学者普遍关注的课题之一。 以纺织材料为增强体的树耱萋复合材料在结构设计中主要应解决蘸难题是，如何按受力大，】、和 方向以及整体结构形态谯空间合理地分布、排列或组台纤维体，其合理的设计应能使每根纤维发 挥出最大增强或受力的作用。要傲到这一点，裁必须满足：a 纤维轴囱与最终豹纛品的受力方囱摆 一致；b 纤维多少与受力大小成眈例( 不在不受力的部位浪费材料，包括纤维和树脂) 。据此可得 多层、空芯间隔、梯度、变多层结构等复杂机织物的设计本质：合理排布纤维( 方向、数量、种类) ， 因两，其绎壤排布戆设计及c a d 豹研究成鸯必要。 服然国内浙江理工大学对变多层c a d n 引的有一些研究，但它研发的c a d 软件是针对正交结构和 焦连锁结构：组织表示采用的是剖面图，有重叠现象：c a d 软l 牛只能保存图片，著没有建立数据痒， 萁链参数并没有保存；献数学建模角度，未冤将割瑟爨数字纯酌报导，麸割面图到主视图的数学关 系也没有阐述；其采取的只是顺序投纬模式。研究变多层机织物组织数学模型并研发种较为实用 敲交多层枧织物c a d 系统就应该是一季孛登然要求稚趋势。 在孙晓鲷多层机织物组织的开口图表示及上杌阉c a d 课磁中研发韵c a d 是针对等多层机织物 组织，用开口图和剖面图表达组织，而等多层机织物组织的表示有待进一步完善。 随羞现代科学按本的发展，计算视鲍应用几乎进入到一甥领域。从生产设计妥生产过程控制都 应用了计算机。c a d 是利i j 计算机的计算及判断功能进行各种工程或产品的设计、制造，是工程技 术人员和计算机协同工作，彼此发挥各自长处的专f r 】技术。现在c a d 技本已经成为生产、生活中不 可分割的一部分。在瘸络迅速发震豹时代，攀机舨或局域网舨c a d 已经不能满足客户需求，c a d 系 统基于i n t e r n e t 是必然趋势，它便于系统更新，而且降低了时间和空间的限制。因此研究基于 i n t e r n e t 熬交多层毫逶织物组织c a d 系统对于极织复杂结构及其复合材料的进震其有重大的现实意 义。 1 2 国内外发展现状与趋势 重。2 1 国内发展现状葳趋势 u f ) 多层以宦特有的风格和性能也不断向各个领域扩张，具有相当好的发展前景。然而多层机织 貔在设计上及从设计裂生产都存在一定难度，如果采耀传统枫织物缀织表达方式，图形繁琐，符号 较多。对于双层，至少必须使用四种符号，缺乏直观性，对于五层甚至更多，例如军品上会采用多至 2 0 层以上的机织物，此时，传统的缀织意匠图方法就无法表示清楚了，而对手变多层机织物组织， 簧统的组织意嚣图方法就根本无法表示。霹使采崩缀囱剖露鹫来辅助表示多层织魏中豹纱线之润的 交错关系，对设计者会造成错觉及判断失误，结果必然影响多层机织物的工艺设计及开发。况且， 从多层桃织物的组织图到纹板图的转换也复杂得难戬实现。变多层枧织物以其所特有的结擒，其有 较大豹发震空闻，但在变多层税织物生产中遇到的首要问题是织物缀织的表示和纹板翻的设计，所 以对摊多层及变多层机织物组织的表示和相应c a d 系统的研发是很有意义的。 目前在国内开发研究的一些纺织c a d 系统有：孛国纺织科学院开发斡“织物谤囊c a d 系统”，纺 织工业部纺织科学研究院的c a d 系统，浙江丝绸工学院z i s 素织物c a d 系统，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，天津纺织研究所的c a d 系统，北京和鹾安的两家色织厂自己开 发的织物缍织c a d 系统等等。簌我国磅发豹c a d 系统可以看基，我国纺织c a d 的研究与应臻主要在 这几个方面：( 1 ) 纱线的计算机仿真；( 2 ) 机织物组织的设计；( 3 ) 针织物组织殿花型设计；( 4 ) 纺织 品印花圈案设计；( 5 ) 服装计算枫辅助设计；几乎每魏纺织c a d 都包含了织物上枧鎏豹设计，但在多 层织物方瑟研究很少，所见仅限于双层孛的重经重纬上视图翡设计和研究。 2 第一章绪论 在我国，浙江理工大学通过对多层机织物的正交结构和焦连锁结构进行分橱雅引，研发了相应酶 c a d 软件。它采用立体机织结构和组织设计原理，可以形成以征交、准正交和角连锁结构为基础的 纵向变截面的立体结构：正交、猴正交为基础的横向变截面立体结构：正交、准正交和角连锁结构混 合形残瓣组合式立傣结构：横向交截瑟立体税织结构与纵向变截面立体杌织结构穗溜合，构残缀、横 ( 即经、纬向) 双向变截面立体机织结构。利用计算机设计平面状和纵向变截面的3 d 立体机织物的组 织与结构，大大减少设计量。但存在一些闽题如：只是针对正交结构和角连锁结构；组织表示采用 酶楚剖葱圈，有重叠现象等。僵是从孛我 | 、】可以看出变多层机织物c a d 的研发是一种研发趋势。 开发基于i n t e r n e t 的c a d 系统，可以有利于系统更新，大大降低时间和空间的限制，然而现在 国内研发的c a d 软件一般都是单机版或者是局域网版，并没有实现真正意义上的基予i n t e r n e t ，将 c a d 系统基于i n t e r n e t 是c a d 发展趋势 1 2 2 国外发展现状及趋势 随着特释纤维生产技术的遴步和纺织加z 技术的进一步拓展，三维织物复合材料日益显示出萁 巨大的应用潜力，其整体化的纤维增强构件赋予材料极佳的层间剪切强度、极好的抗冲击损伤性、 适宜的韧性和较高的比强度和比模量。而多层机织物的纱线屈曲程度一般较小甚至无属曲，可望使 最终箴品的潮溲较高，并且机织的方法生产效率高，可机械化连续生产，适合织制结构规律变化的 三维织物。目前多层机织物复合材料占有一定的比重。正由于多层机织物具有较大的应用价值，国 外对多层机织物进行了大量的研究，如多层槐织物的拉律性能、抗疲劳性能“引、强度n 懿等性能，并 对多层机织物进行有限死分析等。从文献 1 6 2 4 可以看出，豳外对多层机织物比较关注，而变多 层以其特殊的结构，毕竟是复合材料的发展趋势。 匿豁针辩织物组织c 如技术懿研究，最零开始予1 9 7 0 年代，到1 9 8 0 年代初逐步殍始投入应用。 国外已有许多软件包如c d i 公司的、l e c t r a 公司的软件包，以及其它许多较成熟纺织c a d 软件包等 等。软件系统有：s c o t w e a v e 、d e s i g n e rs o f t w a r e 、a v ll o o m s ( a v l c o l o r a d ot e x t i l ed e s i g ns o f t w a r e a n da v l b o n a sa r i z o n ac o l o rl a cj a c q u a r dd e s i g ns o f t w a r e ) 、i n f o d e s i g n 、j a c q c a dm a s t e r 、 a p s oc a dv a n t a g ed e s i g ns y s t e m 、i n f o m a x 系统、l e c t r a s y s t e m s 、g 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 ta 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 a c a d 、s c o t w e a v e 系统、 s k i m a s e i k i 公司的c a d 系统、1 a m 、s o p h i s 、c i s g r a p h i c 的c y r u s d c s i g n3 、e a t 、n e d g r a p h i c s 、 h i g h t e x 、e a s y e x 、p r i m a v i s i o n 、n a t a s s y a 、c d i 、p o i n t c a r r e 、f o r e s i g h t 、d e s i g nl n c 的 f o r e s i g h tv 2 6 、k a r a t s y s t e m s ( k a r a t c a dd e s i g n e r 4 国、m o n a r c hd e s i g ns y s t e m s 、矗￥袁滋d c a m 、c a d f o r c a d 、s o p h i s 、v i a b l e s y s t e m s v i a c a d7 0 0 0 等等。但这些c a d 系统大多数是针对单层 机织物开发的，最多只是到双层机织物组织。 现在，桃织物组织静表示和设计是根据织物表面的经纬纱走向及褶互阉的覆盖关系( 通常袭现 为组织意匠图) 就来判断具体的组织结构，这对单层织物是肯定的，但面对等多层及变多层机织组 织。仅据此就对夹层的纱线的浮沉关系以及纱线在各层之间的联系及走向，即三维的续构关系做出 翔断，在组织的表示和工艺设计时就显得较为困难。采用新方式来表达多层机织组织是必须的，国 外与国内相同，采用的是剖面图的方法表示。但这种方法表示会有经纱重盛，对经纱的走向表达不 清。 由于计算机具有运算速度快、信息储存最大、记忆能力强、计算可靠性高、能快速反应与显示 图形、图像等诸多特点，利用人机交互的手段进行设计，可充分发挥人和计算机两方画的优点，使 设计蕨量和效率大大提赢。多层织物c a d 系统研发是钒织c a d 系统发展一种趋势，菡外已有研发机 构在向多层机织物c a d 系统进军，英国工程复合材料研究中心已研发针对三维织物的x s 设计系统璐1 ， 但从皇界面( 图l 一3 ) 可以看出，它仅是从纵岛剖面图进行织物的结构设诗，不但会淑现经纱的重 叠，没有实现针对生产过程的设计工作的简化，实用性不够。至今，未见国外对变多层机织物组织 3 江南人学硕士学位论文 及c a d 系统进行研拄，然而变多层机生 物以其特有的结构，具有较好的应用前景，机织c a d 系统向 变多层机织物进军是必然趋势。 图l 一3x s 系统主界面 f i g i - 3m a l nf o r mo f x ss y s t e m b l j 从国内外对多层机织物的研究看，我们可以看出变多层已是机织物的一个研发方向。研发变 多层机织物c a d 系统是必要的，作为c a d 系统的灵魂一组织数学模型，研究它是必不可少的，将其 基于i n t e r n e t 符合数字化发展趋势，有利于系统更新，加强使用灵活性。 l _ 3 课题研究内容 本课题主要研究内容为： ( 1 ) 等多层机织物组织表示的完善化。本课题为孙晓明多层机织物组织的开口图表示及上机 图c a d 课题的延伸。在孙晓明的课题中用开口图和剖面图表示等多层机织物组织，然而仅此两幅 图不能将等多层机织物组织表示得非常好，在本课题中用表组织图、经纱配置图、剖面图的纽台来 表逃等多层机织物组织结构，完善等多层机织物组织表示。 ( 2 ) 变多层机织物组织结构的表示方式及数学模型。由于传统的机织物组织表达方法不适合应 用于变多层机织物组织，而采用剖面图x 会产生经纱重叠现象，所以本课题要找到一种能较好表示 变多层机织物组织结构的方法经纱配置图，并将经纱配置幽数字化，建立数学模型。 ( 3 ) 变多层机织物组织工艺表示及数学模型。为满足变多层机织物实际生产需要变多层机织 物组织r 艺图是必不可少的，即穿综图和纹板图。本课题给出经纱配置图、穿综图、纹板图三者关 系，井建立数学模型， ( 4 ) 开发基于i n t e r m e t 的变多层机织物组织c a d 系统。选择开发网络系统的编程语言及开发 工具：构思变多层机织物组织c a d 系统结构：完成可视数据库、单层组织设计模块、多层机织物组 织设计等模块的编程；系统调试。 第二章等多层机织物组织表示及数学模型 第二章等多层机织物组织表示及数学模型 等多层机织物组织是复杂织物组织中较典型的一类组织。具有整体性、立体性、良好的机械性 能等优点，因此得到广泛应用，如输送带汹1 、宇航服2 7 1 、毛毯基布陋8 1 及呢织物乜钔口叫等。从机织组织 表示上看，现有的机织组织表示源于单层组织结构并沿用多年，但在织物用途越来越广，组织结构 以及织造机器越来越复杂的今天，用早期的“设计语言”工具一一意匠图表达等多层机织物组织结 构就存在着不适应性。 当设计等多层机织物组织时，织物组织表示的清晰性、直观性及易理解性和可操作性将对产品 尤其是复杂组织产品的开发设计、设计正确与否的简易校验以及设计人员与上机操作工人之间的沟 通产生重要影响。 本章详细论述较完善的等多层机织物组织表示方法一经纱配置图，和由经纱配置图得到的工 艺图、表组织图，并对它们的数学模型进行阐述。 2 1 等多层机织物组织及工艺的图式表示 2 1 1 经纱配置图 2 1 1 1 概念 多层机织物组织是复杂组织中的一种，它是利用若干的经纱和若干系统的纬纱所构成的，可以 制成两层或两层以上的织物，这种组织结构能增强织物的厚度而表面密致，或改善织物的透气性而 结构稳定，或提高织物的耐磨性而质地柔软，或能得到一些简单织物无法得到的性能等。 等多层机织物组织是多层机织物组织中的一种，该织物组织在一个组织循环中，每一个横截面 上的纬纱数是相等的。为了便于探讨，我们定义在同一个横截面上的所有纬纱的集合称为一个纬纱 层。由此等多层是在每一个纬纱层上的纬纱数相等。 经纱配置图是指在一个组织循环中，由所有经纱从左至右逐根的经向截面图组成的组织表示图； 在单个经向截面图中，点表示纬纱，最左边的点表示织物的表层，最右边的点表示织物的里层，曲 线代表经纱的走向，若经纱浮在某层纬纱点上，则画在该纬纱点的左边。经纱配置图这种组织表达 方式主要是针对多层机织物组织提出，它可以清楚表达经纱与纬纱的走向及相互间的覆盖关系，还 可以将层与层之间的连接情况清晰直观的展现。 2 1 1 2 举例 以蜂巢组织为例，它是完全经纱数为1 2 ，完全纬纱数为2 4 的三层机织物组织。图2 1 为该组 织采用传统组织表示方法的组织图。从图中我们可以看出，传统的组织表示方法缺乏直观性，很难 表达出层与层之间的纱线关系，不易进行设计。 5 江南大学硕士学位论文 圈2 - 1 蜂巢组织的传统组织图 f i 醇- lt r a d i t o n a ld 斌o f h o n e y c o m bw e a v e 翔栗我 3 采藤经纱配嚣图来表示， 一a 我们同时用矩阵来表示工艺图，为了更好的说明三图之间的数学关系，这里添加一个矩阵一纹 板图中间矩阵，纹板图中间矩阵为n 3 x n i ，我们用四个矩阵来阐述工艺图之间的数学关系。我们规 定穿综图矩阵用a 表示，经纱数码矩阵用b 表示，纹板中间矩阵用c 表示，纹板图矩阵用d 表示。 c 似兰一似_ 如果e ， = e 。 则矗“：丑糟 1 0 第二章等多层机织物组织表示及数学模型 用上机编程程序语言加以描述为： i n t c z z j = n e wi n t n 2 ：穿综中间矩阵 i n tk = 0 ： f o r ( i n ti = o ；i n 2 ：i + + ) c z z j i = 0 ： i n tm = o ，n = o ： f o r ( i n ti = 0 ：i n 2 ：i + + ) i f ( i = = 0 ) c z z j i = k ：) e l s e f o r ( n = o ：n i ：n + + ) f o r ( m = 0 ：m n 4 ：1 1 1 + + ) i f ( z z a m ，i ! = z z a m ，n ) b r e a k ：) ) i f ( m = = n 4 ) c z z j i = c z z j n ： b r e a k ： ) j i f ( n = = i m n 4 ) k = k + 1 ： c z z j i = k ：) cza=newi n t k + l ，n 2 ：穿综矩阵附值 f o r ( i n ti = 0 ：i k ：i + + ) f o r ( i n tj = 0 ：j = = = x ) x 图3 - 1 角连锁组织剖面图 f i 豁一ll o n g i t u d i n a lc u t a w a yv i e wo f i n t e r l o c kw e a v e 绘裁经纱配置嚣辩惫馘纛熬辫式蜃窭i 个纬纱瑟及每个纬纱层串静备根纬纱，因为每个纬纱层 中的纬纱数并不是都相等，该例是4 、3 、4 、3 、4 、3 、4 、3 ，所以在画时要注意缚层的纬纱以 孛心线费准均匀对称分布。然基在透邀经纱与终纱懿覆盖关系，款下往主蠢，铡舞繁一根经纱，在 第一个纬纱瑟串是覆盖袭层纬纱的，所以画线最左端，在第二个纬纱层还怒位于表层纬纱的上方， 故也域在其左端，依此类推。 鬻3 - 2 煮连锁缓爹 缀纱配董霾 f i 9 3 - 2w a r pa r r a n g e m e n tp l a no fi n t e r l o c kw e a v e ( 2 ) 孤援状织物 在产监溪象织晶孛，帮有魏熬织物是经鬻被使蘑翡。翔霞3 - 3 新示，它怒常用静一种孔叛状槐织 物。它的一例的剖面图为阑3 4 组织狡示为图3 - 5 。 1 6 第三章变多层机织物组织结构表示及数学模型 图3 - 3 孔板状织物实物图 图3 4 孔板状织物剖面图 f i 够- 3p l a t ew i t hh o l es h a p ec o m p o s i t ef i 9 3 - 4l o n g i t u d i n a lc u t a w a yv i e wo fp l a t ew i t hh o l es h a p e 该组织的经纱数为8 ，纬纱数为7 9 ，共有2 4 个纬纱层，从下到上依此为4 、3 、4 、3 、4 、3 、 4 、3 、4 、3 、4 、3 、4 、3 、4 、2 、4 、2 、4 、2 、4 、2 、4 、2 。 图3 - 5 孔板状织物组织经纱配置图 f i9 3 5w a r pa r r a n g e m e n tp l a no fp l a t ew it hh o l es h a p e ( 3 ) 蜂窝状织物 图3 6 为一例蜂窝状织物的效果图，图3 - 7 为剖面图。该织物在一个组织循环中，纬纱数为4 7 ， 经纱为8 ，共有1 4 个纬纱层。剖面图用经纱配置图表示为图3 8 。 1 7 茳煮大学矮圭学熊论文 第三章变多层机织物组织结构表示及数学模型 的数目朋，列数等于一个组织循环内的经纱数仫唯一不同的是由于纬纱层中的纬纱数是变化的， 所以在标注时要注意，读数码时要仔细、认真。 3 2 2 实例 为了能够充分理解将经纱配置图数字化的过程，这里同样以角连锁机织组织、孔板状织物、蜂 窝状织物为例进行详细阐述。 ( 1 )角连锁机织组织 图3 9 角连锁组织经纱配置图 f i 9 3 9w a r pa r r a n g e m e n tp l a no fi n t e r l o c kw e a v e 图3 9 为角连锁组织例的经纱配置图，从图中可知，纬纱层从上而下纬纱数分别为3 、4 、3 、4 、 3 、4 、3 、4 、3 、4 、3 、4 、3 、4 、3 、4 ，故层数矩阵，我们规定层数矩阵为g ， g = i3434343434343434i 。经纱数码矩阵需要观察经纱的位置得到，先看第一根经纱， 在最上面的纬纱层中有三根纬纱，从最右端纬纱的右端开始编号0 、1 、2 、3 ，即3 。2 i 。0 ，因为经 - 纱位于3 的位置，所以在经纱数码矩阵的第一行第一例为3 ，从上面数第二个纬纱层中有四根纬纱， 从最右端纬纱的右端开始编号o 、1 、2 、3 、4 ，即43 2 10 ，因为经纱位于3 的位置，所以在经 纱数码矩阵的第二行第一例为3 ，从上面数第三个纬纱层中有三根纬纱，即3 2 i 。0 ，因为经纱位于 - 2 的位置，所以在经纱数码矩阵的第三行第一例为2 ，依此类推，得出经纱数码矩阵。将角连锁组织 数码表示为： 3 4 3 4 3 4 3 4 3 4 3 4 3 4 3 4 层数矩阵 ( 2 ) 孔板状织物 1 9 o l 2 2 3 3 4 3 3 2 2 1 l o o 障 o o o l 2 2 3 3 4 3 3 2 2 l 矩 l 2 2 3 3 4 3 3 2 2 l o 0 o l甘f l o o o l 2 2 3 3 4 3 3 2 2 h如们如n=叭”心地尉 2 2 l o o o 1 1 2 2 3 3 4 3 3 位 3 4 3 3 2 2 l o o o l 2 2 3 少 3 3 2 2 l o o o l 2 2 3 3 4 望一绍 江南大学硕士学位论文 图3 - 1 0 孔板状织物组织经纱配置图 f i 9 3 - 10w a r pa r r a n g e m e n tp l a no f p l a t ew i t hh o l es h a p e 图3 一1 0 为孔板状织物组织经纱配置图，从图中可知，纬纱层从上而下纬纱数分别为4 、3 、4 、 3 、4 、3 、4 、3 、4 、3 、4 、3 、4 、3 、4 、2 、4 、2 、4 、2 、4 、2 、4 、2 。故层数矩阵，我们规定层 数矩阵为g ，g 。f434343434343434242 42 42421 经纱数码矩阵需要观察经纱的位置得到，以最后一根经纱为例，在最上面的纬纱层中有两根纬 纱，从最右端纬纱的右端开始编号0 、1 、2 ，即2i 。0 ，因为经纱位于o 的位置，所以在经纱数码 矩阵的第一行第八例为o ，从上面数第二个纬纱层中有四根纬纱，从最右端纬纱的右端开始编号0 、 l 、2 、3 、4 ，即43 21 0 ，因为经纱位于1 的位置，所以在经纱数码矩阵的第二行第八例为1 ， 从上面数第三个纬纱层中有两根纬纱，即2 。10 ，因为经纱位于1 的位置，所以在经纱数码矩阵的 第三行第八例为l ，从上面数第十一行的纬纱层中含有3 根纬纱，从最右端纬纱的右端开始编号0 、 - l 、2 、3 ，即3 2 i o ，因为经纱位于l 的位置，所以在经纱数码矩阵的第十一行第八例为l ，依 此类推，得出经纱数码矩阵。将孔板状织物组织数码表示为： ( 3 ) 蜂窝状织物 2 2l1ll0 0 34 23l2 ol l2l2 olol 233 4 0l l2 1122 o ol 1 32 43l0 2l 2l2l lolo 4 3 3 2 2l1o 2 2l11l0 o 34 2312 o1 2 3130 2o1 2 314 0312 12o 3 o312 l2 o 3l4 2 3 olo 2l32 3 ol l2 233 4 o ol12 2 33 1o 2l324 3 lo 2 o 3l32 2l3 0 4l3 2 2l3 o3o2l 3 2 4l3 02l 3 23l2 0lo 4 3 3 2 2ll0 层数矩阵经纱位置码矩阵 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 3 4 3 4 3 4 3 4 3 4 3 4 3 4 第三章变多层机织物组织结构表示及数学模型 图3 1 l 蜂窝状织物经纱配置图 f i 9 3 一l1w a r pa r r a n g e m e n tp l a no fh o n e y c o m bs h a p e 图3 1 1 中有8 个经纱的截面图，故经纱数码矩阵中共有8 列，在每一个经纱截面图中，有1 4 个纬纱层，故行数为1 4 ，经纱数码矩阵为1 4 x 8 。同样以第一根经纱为例，看第一个经纱截面图， 从上而下看，前三行都为3 根纬纱，从最右端纬纱的右端开始编号0 、1 、2 、3 ，经纱的位置依次为 2 、3 、2 ，再往下四行都为4 根纬纱，从最右端纬纱的右端开始编号0 、1 、2 、3 、4 ，经纱的位置依 次为4 、3 、4 、3 ，继续往下三行都为2 根纬纱，从最右端纬纱的右端开始编号o 、1 、2 ，经纱的位 置依次为1 、2 、1 ，最后四行都为4 根纬纱，从最右端纬纱的右端开始编号o 、1 、2 、3 、4 ，经纱的 位置依次为3 、4 、3 、4 ，故经纱数码矩阵的第一列为2 、3 、2 、4 、3 、4 、3 、1 、2 、1 、3 、4 、3 、4 。 其他根经纱类似。 1 4 个纬纱层中的纬纱数分别为：3 、3 、3 、4 、4 、4 、4 、2 、2 、2 、4 、4 、4 、4 。所以层数矩阵 为： g ： 3 334 4442224444 将蜂窝状织物组织数码表示为： 3 3 3 4 4 4 4 2 2 2 4 4 4 4 层数矩阵 2 3112 210 3 2 2 2ll0l 2 3ll2 2lo 4 3 2 3 2l0l 3 4 3 212lo 4 3 2 3 2l0l 3 4 3 21210 ll2 2 o o11 2 2ll l lo o ll2 2 0 0l1 342 3l2 ol 4 3 3 2 2il0 3 4 2 3l2 0l 4 3 3 2 2ll0 经纱位置码矩阵 3 2 3 计算机实现方法 在设计人员设计变多层织物时，设计者只需要输入经纱数、纬纱数、及层数矩阵，计算机会自 动生成经纱配置图中的纬纱分布图，设计者只要在纬纱分布图中按照经纱顺序一个一个输入，在纬 纱间相应位置点击鼠标既可，计算机就会自动生成经纱位