织物缩水机理及其数学模型的研究与应用.pdf
《织物缩水机理及其数学模型的研究与应用.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《织物缩水机理及其数学模型的研究与应用.pdf(5页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第2 7 卷第4 期 2 0 0 6 年4 月 纺织学报 J o u m a lo fT e x f i l eR e s e a r c h V 0 1 2 7N o 4 A p t 2 0 0 6 文章编号:0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 6 ) 0 4 0 0 3 1 0 5 织物缩水机理及其数学模型的研究与应用 傅菊莽1 ,白伦2 ( 1 苏州大学应用技术学院,江苏苏州2 1 5 0 0 6 ;2 苏州大学材料工程学院,江苏苏州2 1 5 0 2 1 ) 摘要通过解析织物缩水率与织物结构参数、织造条件、原料特性之间的关系,基于生产实践中人们对织物缩水 现象的认识,从平纹
2、织物着手,建立了织物的缩水模型,给出了根据织造工艺技术条件估计缩水率的方法及计算公 式。通过实验测试棉织物、牯胶织物的缩水率,并与理论计算结果进行了比较分析,验证了理论结果的可靠性。还 利用此模型分析讨论了纱线直径、经纱屈曲渡高、织物纬密、纱线溶胀率对织物经向缩水率的影响。 关键词平纹织物;结构参数;缩水机理;数学模型 中围分类号:T S I O I9 2 3文献标识码:A R e s e a r c ha n da p p l i c a t i o no ft h ef a b r i cs h r i n k a g em e c h a n i s ma n d i t sm a t
3、h e m a t i c a lm o d e l F UJ u f e n l ,B A IL u n 2 ( 1 S c h o o lo f p l i e dT e c h n o l o g y ,S o o c h o wU r d r s 竹S u z h o u ,J i a n g s u2 1 5 0 0 6 ,C h n a ; 2S c h o o lo f M a t e r i a lE n g i n e e r i r t g S o o c h o wU n i v e r s i t y ,S u z h o u ,肠n g s u 2 1 5 0 2 1
4、 ,C h n a ) A b s t r a c t H a v i n ga n a l y z e dt h er e l a t i o n s h i p sb e t w e e ns h r i n k a g e ,w e a v i n gt e c h n i q u e ,p a r a m e t e r sa n dm a t e r i a l p r o p e r t i e so fw o v e nf a b r i c s ,r e s e a r c h e r ss e tu pas h r i n k a g em o d e lo ft h ep
5、l a i nf a b r i c ,a n dp r o p o s e dam a t h f o r m u l af o r c a l c u l a t i n gt h es h r i n k a g e b a s e do nw e a v i n gt e a b n i q u ea n dp a r a m e t e r so ff a b r i c s S h r i n k a g e e x p e r i m e n t so fc o t t o na n dv i s c o s ef a b r i c sw e r ep e r f o r m
6、e d T h er e s u l t sw e f ec o m p a r e dw i t ht h o s eo ft h e o r e t i e a l c o m p u t a t i o n s a n di th a sp r o v e nt I l a tt h et h e o r e t i c a lm e t h o di sr e l i a b l e T h i sf 0 1 3 3 1 1 1 1 l aw a su s e dt oa n a l y z et h e e f f e c t so fy a r nd i a m e t e r ,
7、w e f td e n s i t y ,w a r pc r i m pr a t i oa n ds w e l l a b i l i t yo nw a r ps h r i n k a g eo ft h ef a b r i c K e yW O l M S p l a i nf a b r i c ;f a b r i cp a r a m e t e r ;s h r i n k a g em e c h a n i s m ;m a t h e m a t i c a lm o d e l 织物的缩水直接影响了服装尺寸的稳定性,也 在一定程度上增加了服装加工的难度。织物的缩
8、水 问题,长期困扰着纺织服装技术人员,同时也受到了 研究人员的重视,并从各种不同的角度对其进行了 诸多研究,包括织物缩水的原因分析”1 、织物的洗涤 缩水规律”“1 及缩水过程中的收缩应力”o 等。但关 于织物结构相与织物缩水率之间的定量关系至今仍 缺乏系统的研究。因此,织物的缩水率依然无法根 据纺织材料的物理性能、织物结构参数、织造条件等 进行预测。除了依靠以往积累的经验数据外,一直 是以实测为主。事实上,织物的缩水率与织物的结 构参数存在着密切的关系,即使是原料、组织结构均 相同的织物,在经过不同的后整理后,织物的缩水率 也不同。本文在研究影响缩水率各种因素的基础 上,从平纹织物着手,首先
9、建立平纹织物的缩水模 型,通过对模型的分析,给出了一种根据织物的工艺 技术条件预测织物缩水率的方法,并通过实验验证 理论的可靠性。该模型的获得及应用,为正确认识 织物的洗涤收缩性能,提高服装尺寸的稳定性提供 了有价值的理论依据。 1 织物缩水模型及其解析 已有的织物缩水理论认为,织物缩水率中,由于 纤维内应力松弛而引起的收缩部分,通常不超过 1 2 ;至于纱线缩短的程度,则与纱的捻度有 收稿日期:2 0 0 5 0 7 1 5修回日期:2 0 0 5 1 2 1 4 作者筒介:傅菊芬( 1 9 6 6 一) ,士汉族,副越授,硕士。主要从事服装材料性能和服装生产工艺的研究。 万方数据 PDF
10、Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark f 3 2 】纺织学报第2 7 卷 关,捻系数为3 7 的棉纱溶胀后直径将增大1 4 ,而 长度的缩短一般不超过2 ,中等捻系数的棉纱在 水中的收缩一般都比较小,最大为3 ,一般在1 2 左右”。因此,织物缩水率受纤维和纱线捻缩 的影响很小,而主要与织物的结构有关。基于这样 的认识,本文建立了一种新的缩水机理模型。 1 1 织物缩水机理 为使问题简化,实验中忽略润湿后织物中纤维 和纱线收缩对织物缩水率的影响,而主要考虑织物 润湿后纱线
11、直径溶胀及织物结构参数对织物缩水率 的影响。由于沿纱线轴向的收缩( 如捻缩) 影响较小 且比较简单,必要时可以与本文所建模型中获得的 结果叠加。至于纱线内应力及刚度对织物缩水率的 影响将另文研究。在此简单地假设纱的截面为圆 形,织物中纱线的内应力为零,不考虑纱的抗弯性。 织物缩水模型见图1 。 图1 织物缩水模型 图1 ( a ) 中粗实线为缩水前织物的经向截面形 态。图1 中D 为经纬纱直径之和;h 为经纱届曲波 高;a 为相邻纬纱间距;f 为该间距内经纱的屈曲长 度。设织物在水中润湿后,经纬纱直径增大A D ,实 验不考虑纱线的弯曲刚度并忽略收缩应力引起的织 物厚度方向上的纬纱位移( 此问
12、题将另作进一步研 究) 。假设2 根相邻纬纱中心在织物厚度方向的相 对位置不变,如果纬纱仍要保持润湿前的间距,则经 纱必须要发生一定的伸长f 才能满足要求,如 图1 ( a ) 中细实线所示。但实际上经纱不可能在润 湿后发生自然伸长,并且由于织物中的纱是互相挤 压着的,经纱也不可能通过退捻而增加其长度,因而 经纬纱直径变大的结果只能是纬纱间的距离减小郎 纬密增大,以保持2 根纬纱之间的经纱长度不变,结 果如图1 ( h ) 所示,这时经纱的屈曲波高增加了 , 这将导致织物经纱长度方向上的缩短,将纬纱间距 的变化量记为n 。纬向缩水的情况也一样。 1 2 织物缩水率的理论解析 以织物的经向缩水率
13、为例进行讨论。在图l 所 示的模型中,设经纱轴线与织物厚度中心线之间的 夹角为0 ,织物纬密为P ,一般以沿经纱方向1 0c m 内的纬纱根数表示,则2 根纬纱间的中心距n 可以 表示为o = 1 0 0 P 。根据图1 所示的几何关系可知 在织物润湿前,有 z = 【号一+ ( 詈一孚器) c o s 一】z = 掰+ a c o s 0 ( D h ) s i n 0 当织物在水中润湿后,经纬纱的直径变大,设经 纬纱直径增量之和为d D ,经纱伸长量为d z 。根据 上述织物的假设,在经纱不发生伸长的条件下,可以 得到关于纬纱间距变化率d a d D 的关系式。即由 嵩2 0 可得 面d
14、l = 口+ D 嚣+ c 。s 8 面d a n s i n 目差一s 础一 D c o s 口丽d O + c 。s 口面d O = 0 由此解出 d n d D 一 因 ( 口e i n 8 + D 日一 c 。s 8 一D ) 面d O + s i n 口一日 C O S 0 s i n 0 + D c o s 0 一h c o s 0 一D = 0 ,故得 一d a d D = ! 等0 ( 1 ) 一COS 式( I ) 表明,当织物在水中润湿经纬纱发生溶胀 后,织物长度的缩短只与织造角有关,而与其它因素 无关。由图1 可知: o = ( 1 一D O ) c o s 0 + D
15、s i n 0 h = ( Z D O ) s i n 0 + D ( 1 一c o s 0 ) 由此可推导出 a D s i n 0c o s 0 r 二_ 面丁= 丽2 ;丽 即n s i n 0 + ( D h ) e e l s 0 = D 将s i n 0 = l c o s 2 目代入上式并整理,可得 ( D h ) 2 + n 2 C O S 2 口一2 D ( D h ) c o s 0 + D 2 一n 2 = 0 因为在织物中0 。0 0 ,由上式可解得: 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWate
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 织物 缩水 机理 及其 数学模型 研究 应用
链接地址:https://www.31doc.com/p-3724035.html