（纺织材料与纺织品设计专业论文）纱线与织物同机弯曲表征及建模分析[纺织材料与纺织品设计专业优秀论文].pdf

东华大学博士学位论文 纱线与织物同机弯曲表征及建模分析 摘要 纱线与织物的弯曲性能是纱线与织物风格评价中最为重要和经典的特性，因为该性 能直接影响内衣的贴身性、柔软性和悬垂特征；外衣的挺括、抗皱、保形与造型等特征； 睡袋、帐篷等的折叠加工成形，因此，在纱线与织物的使用与加工过程中，必须选择合 适的弯曲性能，以及与此有关的质量、厚度、摩擦性能和拉伸性能等。而选择或改善的 基本依据是认识和测量纱线与织物的性能，尤其是定量化的表征。 目前国内外纱线与织物弯曲测试仪主要采用单测单指标测量，性能单一、技术落后、 实用性差；单测多指标测量，多为实验室技术、且性能亦较为单一、无标准化应用；多 测多指标测量，价格昂贵、自动化程度较低。作为单测单指标测量的延伸技术为单测多 指标方法，是表征技术的前沿和趋势。其本质是原位组合测量技术。采用单测多指标原 理测量纺织品性能与风格不仅可以实现多功能快速化测量，而且是真正“一样”的综合性 测量。 本课题完成的就是采用单测多指标原理，研制具有自主知识产权的、集纱线与织物 弯曲测量于一体的测量仪器和方法，并通过一次变形实现纱线与织物的组合原位测量。 由此，定量地表达纱线和织物的质量、弯曲、摩擦、拉伸和厚度等力学性能及其与弯曲 间的相互关系；准确预测纱线与织物的弯蓝性能，为综合地表征纺织品风格特征奠定基 础。该研究不但可以从根本上降低仪器的成本与价格、快速和多方位地获取纱线与织物 力学和风格特征，进行性能分析与风格判定，而且可以实现纺织品的快速标准化检验， 为纺织品的质量把关、纺织品的开发和加工以及高生产效率、低成本检测仪器提供可行、 有效的先进技术指导。 本课题基于准三点梁弯曲理论建模实现纱线与织物弯曲性能同机同弯曲原理，进行 同试样测量。基于单测多指标测量理念为实现一次组合原位测量获取质量、弯曲性能、 摩擦性能、拉伸性能和厚度等指标开发了具有自主知识产权的纱线与织物性能组合原 位测量装置( 即c 胍s i f y 系统) 。依据c h e s f y 系统测量所得抽拔力一位移曲线， 进行特征模式识别可得到典型曲线上对应于质量、弯曲、摩擦，拉伸和厚度等特征的五 个阶段，通过特征分析可提取纱线与织物的各力学性能对应的指标，即质量阶段可获取 纱线线密度和织物的平方米质量；弯曲阶段可提取抗弯斜率、弯曲功和最大弯曲力等特 i 摘要 东华大学博士学位论文 征指标，并可获取弯曲刚度；摩擦阶段可获取摩擦系数；拉伸阶段可提取拉伸斜率、拉 伸功、单位拉伸负荷下的伸长率和拉伸曲线线性度等特征指标，并可获取拉伸弹性常数； 厚度阶段可获取纱线的直径和织物的厚度。 通过本文的研究，得出以下结论： ( 1 ) c h e s f y 系统抽拔力一位移曲线称重阶段基于平缓区的质量特征值测得的试 样质量与电子天平测量结果的线性回归一次系数和相关系数分别为1 3 6 和o 9 5 ，说明两 者存在差异，且理论值比实测值大，但其高相关性表明用c h e s f y 系统测量和表征试 样的质量是有效的。 ( 2 ) 基于弹性理论和纱线与织物的弯曲行为分析，建立了动点弯曲模型和定点弯曲模 型，通过c 脏s f y 系统实测所得的弯曲阶段抽拔力一位移曲线和所建弯曲模型的研 究表明，弯曲刚度一蓝率呈现非线性关系，以曲率位于1 5 2 5 c m - 1 时试样的弯曲刚度 均值作为被测试样的弯曲刚度；通过两种弯曲模型弯曲刚度与其弯曲特征值及与 k e s f b 2 和f a s t - 2 的弯曲刚度测量结果相关性分析表明，用动点弯曲模型表征试样的 弯曲性能比定点弯监模型更好。 通过c h e s - f y 实测纱线与织物弯曲刚度，及k e s f b 2 和f a s t - 2 测量织物的弯曲 刚度和基于a b b o t t 面接触模型、a b b o t t 点接触模型、l e a f 模型和w c i 模型等四个模型 探讨了纱线与织物弯曲刚度闯关系。测量结果表明织物弯曲刚度经四个模型转换得到的 纱线理论弯曲刚度与实测结果的相关性较好，能够量化不同弯曲性能的试样。其中， a b b o t t 点接触模型是在面接触模型的基础上进行改进，其改进模型得到的理论结果与实 测结果的相关系数均比其他模型的相关系数高，其理论值与c h e s - f y 系统实际测量的 纱线弯曲刚度结果最接近，且与实测结果的误差最小( 0 1 6 ) ，与实测结果最接近，故上述 四种模型中选用a b b o t t 点接触模型作为基于织物弯曲刚度和结构预测纱线弯曲刚度是最 佳的。 通过c 髓s f y 系统摩擦阶段和拉伸阶段获得的摩擦系数和拉伸弹性常数对弯曲阶 段的动点弯曲模型进行修正，修正后弯曲刚度结果均比修正前的弯曲刚度值有所降低， 相对误差不超过l o ；修正前、后弯曲刚度相关系数和线性回归一次系数分别为o 9 9 7 和1 0 9 5 ，表明修正前、后弯曲刚度均可用于量化试样弯曲刚度和表征试样的弯曲性能， 以及两者可以相互转换，即可通过修正前弯曲刚度计算修正后弯曲刚度。 ( 3 ) c h e s f y 系统基于欧拉方程计算试样的紧边张力和松边张力，获得试样的摩擦 系数l 与k e s f b 4 摩擦仪测量结果胁相关系数达0 8 4 8 ，存在较好的相关性；两者线性 摘要 东华大学博士学位论文 回归一次系数为1 1 5 4 略大于l ，表明两者结果差异不大，但朋比肫略大，说明两者测量 结果在量化试样摩擦系数大小上是一致的，可用于表征试样的摩擦性能。其相关性分析 进一步表明用c h e s - f y 系统摩擦阶段平缓区测量和表征试样的摩擦系数是可行的、有 效的。 ( 4 ) c h e s f y 系统拉伸阶段未考虑摩擦力和考虑摩擦力两者求得的试样拉伸弹性常 数 i 历) 的相关系数高达0 9 9 4 ，说明两者在表征试样拉伸性能方面存在一致性，蜀和 场分别与k e s - f b i 测量获得的拉伸弹性常数局的相关系数为o 8 5 7 和o 8 7 0 ，表明蜀 和历在表征试样的拉伸性能具有与历同等的效力；而试样拉伸弹性常数e l 、易和历 越大，克服试样拉伸的拉伸功越小( 其相关系数分别为0 7 5 2 、o 8 0 4 和0 8 1 7 ) ，并且试 样的伸长率也越小( 其相关系数分别为0 9 6 5 、0 9 8 2 和0 8 7 0 ) ，以及伸长率越大相应克 服试样伸长需要的拉伸功亦大，相关系数高达o 8 8 1 。根据拉伸各特征参数相关系数和试 样拉伸弹性常数曲线分析可以得出该系统拉伸阶段可用于测量和表征试样的拉伸性能，。 定量给出试样的拉伸弹性常数等特征指标。 ( 5 ) c h e s f y 系统测量试样的厚度乃均比f a s t - 1 实测结果死小，但相对误差e 均 不超过1 6 ，表明乃与乃结果存在较好的一致性；其次，乃与死线性回归一次系数为 1 0 6 6 略大于1 ，亦可知c h e s - f y 系统测量结果小于实测值，另外两者的相关系数高达 0 9 7 ，进一步表明用c h e s f y 系统测厚阶段厚度测量值表征试样的厚度是准确的、有效 的。对所拟合的直线进行精度校验，取置信度为o 9 5 ，则预测值与实际测量值的的误差 不超过0 0 2 2 n u n 。 综上所述，基于单测多指标测量原理开发的具有自主知识产权的组合原位测量系统 ( c h e s - f y 系统) 可实现纱线与织物同机同试样测量其质量、弯曲、摩擦、拉伸和厚度等 力学性能指标及表征其力学性能。 关键词：织物、风格、纱线、单测多指标、质量、弯曲刚度、摩擦、拉伸、厚度 东华大学博士学位论文 c h a r a c t e r i z a t i o na n dm o d e l i n gf o rb e n d i n gb e h a v i o u ro f y a r i l l sa n df a b r i c si n s i t u a b s t r a c t 1 1 尬b e n d i n gb e h a v i o u ro fy a m sa n df a b r i c sp l a y s a ni m p o r t a n tr o l eo np r o c e s s i n g ， f o r m a b i l i t ya n dw e a r a b i l i t y , w h i c hn o to n l ya f f e c tt h es m o o t h , s o f t n e s sa n dd r a p a b i l i t yo f u n d e r w e a r , b u ta l s od e t e r m i n es t i f f n e s sa n ds h a l ，ec h a r a c t e r i s t i c so fo u t w e a r , a sw e l l 嚣 c o m f o r t a b i l i t yo f a p p a r e l t h u s , i ti sn e c e s s a r yt oc h o o s et h ep r o p e ra n do p t i m u mm e c h a n i c a l p r o p e r t i e s ，w h i c hi n c l u d eb e n d i n g ，w e i g h t , f r i c t i o n , t e n s i l ea n dt h i c k n e s sp r o p e r t i e s f o r e n d - u s et e x t i l ep r o d u c t si nt h ea p p l i c a t i o no f y a m sa n df a b r i c s t h eb a s i cp r i n c i p l ef o rd e s i g n i n gt e x t i l ep r o d u c t si st om e a s u r et h ep r o p e r t i e so fy a r n sa n d f a b r i c , e s p e c i a l l yt ob eq u a n t i t a t i v e l yc h a r a c t e r i z e d s of a r , t h eb e n d i n gm e t e r si np r i n c i p l ef o r y a r n sa n df a b r i c sa r em a i n l yd i v i d e di n t ot h r e ec a t e g o r i e s o n ei ss i n g l ep r o p e r t yt h r o u g h s i n g l et e s t ( b r i e f l yc a l l e ds p s t ) ，w h i c hj u s tg e t ss i n g l ep r o p e r t ya n di sb e h i n dt h et i m e sa n d b a dp r a c t i c a b i l i t y a n o t h e ri sm u l t i p l ep r o p e r t i e st h r o u g hs i n g l et e s t ( m p s d ，w h i c hi s u p - t o d a t e ，h o w e v e r , l i m i t e dt ol a b o r a t o r yi n v e s t i g a t i o na n dh a v en os t a n d a r da p p l i c a t i o n t h e l a s ti sm u l t i p l ep r o p e r t i e st h r o u g hm u l t i p l et e s t s ( m p m t ) , w h o s ea p p a r a t u si se x p e n s i v ea n d l o wa u t o m a t i z a t i o n t h ee x t e n d i n gt e c h n o l o g yo fs p s ti sm p s t , w h i c hr e p r e s e n t st h el e a d i n ga n dt r e n do f m e a s u r e m e n ta n dl a b o r a t o r y t h en a t u r eo fm p s ti sa s s e m b l e d l ym e a s u r i n gt e c h n o l o g y i n - s i t u t h em p s tt om e a s u r et h ep r o p e a i e sa n dh a n d l eo f y a r n sa n df a b r i c si sa d o p t e di nt h i s d i s s e r t a t i o nt or e a l i z em u l t i p l ef u n c t i o n sa n df a s tm e a s u r e m e n t sa sw e l l 鹪t h e o n es a m p l e c o m p r e h e n s i v et e s t i n g t h ep u r p o s ew a st od e v e l o pa na p p a r a t u s , m e t h o da n ds t a n d a r dw i t h s e l f - i n t e l l i g e n t p r o p e r t yf o rm e a s u r i n gb e n d i n gb e h a v i o u ro fy a m sa n df a b r i c sb a s e do nm p s tp r i n c i p l e t h e m e t h o dc 锄a l s om e a s u r ew e i g h t ，f i i c t i o n , t e n s i l ea n dt h i c k n e s sp r o p e r t i e s ，a n dc h a r a c t e r i z et h e r e l a t i o n s h i p o fb e n d i n gb c l m v i o u rb e t w e e n y a r n sa n df a b r i ct h r o u g ho n ep u l l i n g - o u t d e f o r m a t i o n , i no r d e rt ob u i l das o l i df o u n d a t i o nf o rc o m p r e h e n s i v e l yc h a r a c t e r i z i n gf a b r i c i v a b s t r a c t 东华大学博士学位论文 h a n d l e t h ed e v e l o p e da p p a r a t u si sn o to n l yb a s i c a l l yl o wc o s ta n dp r i c e ，a l s oc a l lm e a s u r e m e c h a n i c a lp r o p e r t i e sa n dh a n d l eo f y a r n sa n df a b r i c ss m a r t l y t h ea p p a r a t u sb a s e do nm p s t p r i n c i p l ei sg r e a t l yh e l p f u la n dh i g h l ye f f i c i e n ti na n a l y z i n gm e c h a n i c a lp r o p e r t y , d e t e r m i n i n g f a b r i ch a n d l e ，r e a l i z i n gq u i c kt e x t i l ep r o d u c t sc h e c k i n ga n dq u a l i t yc o n t r o l ，a n dp r o v i d i n g e f f e c t i v ea n da c c u r a t i v eu p - t o - d a t et e c h n o l o g y i nt h i sp r e s e n tt h e s i s ，t h eb e n d i n gb e h a v i o u ro f y a r n sa n df a b r i c sw i t ht h es a m eb e n d i n gi n p r i n c i p l eb a s e do nq u a s it h r e e - p o i n tb e n d i n gt h e o r yh a sb e e nm e a s u r e d , a n dt h ew e i g h t , f r i c t i o n , t e n s i l ea n dt h i c k n e s sp r o p e r t i e sh a v ea l s ob e e nt e s t e di nt h e 懿l n l et i m e t h e c o r r e s p o n d i n gc o m p r e h e n s i v eh a n d l ee v a l u a t i o ns y s t e mf o ry a m sa n df a b r i c s ( a b b r e v i a t e da s c h e s f y ) w a sd e v e l o p e dt om e a s u r ea n dc h a r a c t e r i z ew e i g h t , b e n d i n g ，f r i c t i o n , t e n s i l ea n d t h i c k n e s sp r o p e r t i e s b a s e do nt h ep u l l i n g - o u tf o r c ea n dd s t a n c ee l r y eo fc h e s - f y s y s t e m , t h ec o r r e s p o n d i n g l yi n d e xa n dc h a r a c t e r i s t i c so ft h ef i v es t e p s ，i e ，w e i g h t , b e n d i n g ，f r i c t i o n , t e n s i l ea n dt h i c k n e s sw 粥s e p a r a t e da n do b t a i n e d i nw e i g h ts t e p 。i tc o u l do b t a i ny a r nl i n e a r d e n s i t ya n df a b r i cw e i g h ts q u a r em e t e r ；i nb e n d i n gs t e p ，i tc o u l do b t a i nb e n d i n gs l o p e ，b e n d i n g w o r ka n dm a x i m u mb e n d i n gf o r c ea sw e l la sb e n d i n gr i g i d i t y ；i nf r i c t i o ns t e p ，i tc o u l do b t a i n f r i c t i o nc o e f f i c i e n t ；i nt e n s i l es t e p ，i tc o u l do b t a i nt e n s i l es l o p e 。t e n s i l ew o r k , t e n s i l ee x t e n s i o n a n dt e n s i l ec u r v el i n e a rd e g r e ea sw e l la st e n s i l ee l a s t i cc o n s t a n t ；a n di nt h i c k n e s ss t e p ，i tc o u l d o b t a i ny a md i a m e t e ra n df a b r i ct h i c k n e s s t h ec o n c l u s i o n sh a v eb e e nd r a w no u tt h r o u g ht h ee x p e r i m e n t a la n dt h e o r e t i c a ls t u d i e sa s f o l l o w s ： ( 1 ) t h el i n e a rr e g r e s s i o ns l o p ec o e f f i c i e n ta n dc o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n to fw e i g h tb e t w e e n t h e o r e t i c a la n de x p e r i m e n t a lr e s u l t sw e r c1 3 6a n d0 9 5 ，w h i c hs h o w st h e r ea r cd i f f e r e n c ea n d t h et h e o r e t i c a lr e s u l t sa r el a r g e rt h a ne x p e r i m e n t a lr e s u l t s ，b u ta l s ot h ec h e s - f y s y s t e mc a r l e f f e c t i v e l ym e a s u r ea n dc h a r a c t e r i z ew e i g h to f y a ma n df a b r i c ( 2 ) b a s e do ne l a s t i ct h e o r e ma n dm e c h a n i c a la n a l y s i so fb e n d i n gb e h a v i o u ro fy a ma n d f a b r i c ，s h i f t i n g - p o i n ta n df i x e d - p o i n tb e n d i n gm o d e l sw e r ed e v e l o p e d t h ep u l l i n g o u tf o r c e a n dd i s t a n c ec u r v ew 弱o b m i n e db a s e do nt h et w ob e n d i n gm o d e l s i ti n d i c a t e st h a tt h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nb e n d i n gr i g i d i t ya n dc u r v a t u r ei sn o n l i n e a r , a n dt h eb e n d i n gr i g i d i t i e si n c u r v a t u r er a n g i n gf r o m l 5t o2 5c m - 1a r ca v e r a g e da st h eb e n d i n gr i g i d t yo f y a ma n df a b r i c t h es h i f t i n g - p o i n tb e n d i n gm o d e li sc h o s e na st h eo p t i m u m - b e n d i n gm o d e l b a s e do na b b o t t e ta 1 sr e c t a n g u l a rm o d e l ，a b b o re ta 1 sp o i n tm o d e l ，l e a f e ta l sm o d e la n dw e ie ta l sm o d e l ， a b s w a c t东华大学博士学位论文 t h ed i s c u s s i o no ft h er e l a t i o n s h i pb e t w o e ny a m sa n df a b r i c sb e n d i n gr i g i d i t yi n d i c a t e st h a tt h e a b b o t tc ta 1 sm o d e li sc l o s e s tt ot h ea c t u a lp r e d i c t i o nr e s u l t s a n dt h er e l a t i v ee r r o rb e t w e e n t h e o r e t i c a la n de x p e r i m e n t a lr e s u l t sw a so 1 6 t h ea b b o t te ta 1 ，sp o i n tm o d e li ss e l e c t e da st h e o p t i m u mm o d e lf o rt h ep r e d i c t i o no f f a b r i ct oy a r nb e n d i n gr i g i d i t y t h eb e n d i n gm o d e lw a sm o d i f i e dt h r o u g hf r i c t i o nc o e f f i c i e n ta n dt e n s i l em o d u l u so b t a i n e d f r o mf r i c t i o na n dt e n s i l es t e p so f t h ec h e s f y s y s t e m a n dt h er e l a t i v ee r r o r , l i n e a rr e g r e s s i o n s l o p ec o e f f i c i e n ta n dc o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n to fb e n d i n gr i g i d i t yb e t w e e np r e - m o d i f i e da n d m o d i f i e dr e s u l t sw e r en o tl a r g e rt h a nl o ，1 0 9 5a n do 9 9 7 ，r e s p e c t i v e l y i te x h i b i t st h a tt h e b e n d i n gr i g i d i t yb e t w e e np r e - m o d i f i e da n dm o d i f i e dr e s u l t sc a nb o t i lb eu s e dt om e a $ 1 l r ea n d c h a r a c t e r i z eb e n d i n gr i g i d i t yo f y a r na n df a b r i c ，a n dc a l c u l a t e df r o me a c ho t h e r ( 3 ) c h e s f yw a sb a s e do nc a p s t a ne q u a t i o nt oc a l c u l a t et h ef r i c t i o nc o e f f i c i e n la n dt h e l i n e a rr e g r e s s i o ns l o p ec o e f f i c i e n ta n dc o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n tb e t w e e nt h e o r e t i c a la n d e x p e r i m e n t a lr e s u l t sw e r e1 1 5 4a n d0 8 4 8 ，r e s p e c t i v e l y , w h i c hi n d i c a t e st h a tt h e r ee x i s t sh i 曲 c o r r e l a t i o na n dc a nb o t hb eu s e dt om e a s l i f ea n dc h a r a c t e r i z ef r i c t i o nc o e f f i c i e n t ( 4 ) c h e s - f ys y s t e mc a no b t a i nt e n s i l ee l a s t i cc o n s t a n t ( e la n de 2 ) b e f o r ea n da f t e rf r i c t i o n f o r c ei n v o l v e da n dt h e i rc o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n tw a sa sh i g l la s0 9 9 4 m o r e o v e r , e la n d 局h a d a l s oh i 【g hc o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n t sw i t he x p e r i m e n t a lt e n s i l ee l a s t i cc o n s t a n t 慨) m e a s u r e db y k e s f b lw e r e0 8 5 7a n d0 8 7 0 ，w h i c hs h o w st h a te la n d 易c a nb o t hb eu s e dt om e a s u g e t e n s i l ee l a s t i cc o n s t a n to f y a r n sa n df a b r i c s 零 ( 5 ) c h e s f ys y s t e mc a nm e a s u r et h ed i a m e t e ro fy a m sa n dt h i c k n e s so ff a b r i c s ( t o n 垃r e l a t i v ee r r o ro f t h i c k n e s sr e s u l t sb e t w e e n 乃a n d 乃m e a s u r e db yf a s t - li sn o tm o r et h a n 1 6 ，w h i c hs h o w sg o o da c c o r d a n c e m o r e o v e r , o n eo r d e rc o e f f i c i e n to fl i n e a re q u a t i o na n d c o r r e l e a t i o nc o e f f i c i e n ta r e1 0 6 6a n do 9 7 ，r e s p e c t i v e l y ；i na d d i t i o n , t h ec o n f i d e n c e ( 0 9 5 ) p r e d i c t i o nv a l u e i sn o tm o r et h a n0 0 2 2 ，w h i c he x h i b i t st h e r ea r eh i g l tc o r r e l a t i o no ft h i c k n e s s b e t w e e nt h et h e o r e t i c a la n de x p e r i m e n t a lr e s u l t sa n dc a l lb eu t i l i z e dt o a c c u r a t e l y a n d e f f e c t i v e l ym e a s u r et h et h i c k n e s sa n dt oc h a r a c t e r i z et h et h i c k n e s sp r o p e r t i e s i n g e n e r a l t h ec h e s - f ys y s t e m i se f f e c t i v ea n da c c u r a t ei n m e a s u r i n g a n d c h a r a c t e r i z i n gw e i g h t , b e n d i n g , f r i c t i o n ，t e n s i l ea n dt h i c k n e s sp r o p e r t i e so fy a r n sa n df a b r i c s b a s e do nm p s t p r i n c i p l e k e y w o r d s ：f a b r i c ，h a n d l e ，y a m , m u l t i p l ep r o p e r t i e st h r o u g hs i n g l et e s t ，w e i g h t ，b e n d i n g r i g i d i t y , f r i c t i o n , t e n s i l e ，t h i c k n e s s 符号简表 东华大学博士学位论文 符号简表 织物结构参数符号 p l 、见单位循环经纱和纬纱在织物中性层平面的投影距离，单位为m m ，i单位循环经纱长度，单位为m 1 n d经纬纱线直径之和，单位为l n m r织物厚度，单位为咖 w 试样单位长度质量，单位为g m m g 试样质量，单位为g m 2 ，、r 试样半厚度分别与双u 形针半径和托针半径之和，单位为啪 仪器参数符号 c v 离散度，单位为 西 最大偏差 历。最大相对误差，单位为 五k相对误差平均值，单位为 口理论结果与实测结果相对误差 厂仪器的采样频率，单位为h z v 双u 形针的下降速度，单位为m m s d o 2 、j i o 双u 形针曲率中心与夹头的水平距离和竖直距离，单位为蛳 d d 2 、如双u 形针和托针曲率中心间的水平距离和竖直距离，单位为衄 重量特征参数符号 g i c h e $ 一f y 系统测量质量，单位为g m 2 g 2 电子天平测量质量，单位为g m 2 符号简表东华大学博士学位论文 弯曲特征参数符号 m弯矩，单位为c n c m 丑 弯曲刚度，单位为c n c m r 弯曲曲率，单位为c i n 1 肘【的、烈幻 曲率觑十应的弯矩和弯曲刚度，单位均为c n c m m o矫顽力矩，单位为c n r c m b x抗弯斜率，单位为c n c m 曰矿弯曲功，单位为c n c m 毋最大弯曲力，单位为c n 丑i 、蜀动点弯曲模型修正前、后弯曲刚度，单位为c n c m 岛定点弯曲模型弯曲刚度，单位为c n c m b 3k e s f b 2 所测弯曲刚度，单位为c n c m 风f a s l - 2 所测弯曲刚度，单位为c n c m b y纱线弯曲刚度，单位为c n c m 2 位置x 处试样的抗弯斜率，单位为c n c m x纱线端点的挠度，单位为c n l ，m托针位置x 处托力，单位为i n 摩擦特征参数符号 试样摩擦系数 朋c h e s - f y 系统测量试样摩擦系数 9 2k e s f b 4 摩擦仪测量试样摩擦系数 m m d摩擦系数平均差不匀率 s m d 表面粗糙度，单位为 a n 拉伸特征参数符号 e试样的拉伸弹性常数，单位为c n e l 、易摩擦力考虑前、后试样的拉伸弹性常数，单位为c n e 3k e s f b i 拉伸仪测量试样拉伸弹性常数，单位为c n v i i i 符号简表 东华大学博士学位论文 嘶 瓦 珏 死 局、尼 m 、乃 岛 岛 晓 岛 国 拉伸功，单位为c n 最大伸长率，单位为 最大拉力，定为2 0 9 i t e m 珏相对应试样拉伸曲线线性度，单位为 试样轴向张力，单位为c n 点i 水平方向力和竖直方向力( f = b 、c 、d 、q ) ，单位为c n 试样与双u 形针间的包覆角，单位为弧度 试样与双u 形针间接触最内侧点与水平方向夹角，单位为弧度 试样与双u 形针间的包覆角，单位为弧度 点d 法线方向与竖直方向夹角，单位为弧度 点b 法线方向与竖直方向夹角，单位为弧度 厚度特征参数符号 乃c h e s f y 织物厚度测量结果，单位为i n n l r 2织物厚度实测结果，单位为n 1 i i l t o测厚时间段，单位为3 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文， 是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己明确注 明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的 作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意 识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：才c ，痿蟛浮 日期：卯占年1 月z 9 e l 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被 查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本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和汇编 本学位论文。 本学位论文属于 保密口，在年解密后适用本版权书。 不保密哦 学位论文作者签名：棚 拊撕戤5 弘 日期：2 确年f 月知日i e i 菇j ：芦为年1 月少e l 第1 章绪论 东华大学博士学位论文 1 1 概述 第1 章绪论 1 1 1 国内外现状、水平与发展趋势 纱线与织物的弯曲性能是纱线与织物风格评价中最为重要和经典的特性【l , 2 , 3 , 4 1 ，因为 该性能直接影响内衣的贴身性、柔软性和悬垂特征1 5 , 6 ；外衣的挺括、抗皱、保形与造型 等特，征【7 ，8 9 j ，以及睡袋、帐篷的折叠等。 因此，要满足纱线与织物多用途的需求，必须选择相应风格的纱线与织物( 包括质 量、弯曲性能、摩擦性能、拉伸性能和厚度等力学性能) 来生产加工最终纺织品。而选 择或改善纱线与织物的基本依据是认识和测量其性能与风格，尤其是定量化的表征。目 前国内外纱线与织物弯曲及风格的测量有两个基本特点：一是纱线的测量与织物的测量 分离：一是与风格或综合性能有关的各测量基本分离。前者造成两个相互关系对象的表 征脱离，只能进行多种假设的理论估算；后者形成的测量方式与理念是单测单指标，或 多测多指标，所谓单测多指标亦限于少数几个指标，而单测单指标测量，性能单一、技 术落后、实用性差；单测多指标测量，多为实验室技术、且性能亦较为单一、无标准化 应用；多测多指标测量，价格昂贵、自动化程度较低、偏重于力学特征。 单一性能测量虽常用和简单，如悬臂梁【】、频闪摄影法【1 2 1 及振动法等，但这些测 量方法有自由端，因此纱线易退捻不能真实测得弯曲刚度；如心形法【1 4 】和圈重法1 1 5 1 ，纱 线易在自重作用下发生扭转，导致测量结果受试样长度影响。 多测多指标测量有k e s - f b l l 6 1 、f a s t l l 刀和y g 8 2 1 【1 s 等风格仪，是多机或单机多次 测量方法，虽在织物力学性能和风格评价方面起着重要的作用，但均不能原位( 同一试 样) 次测量，铡量理念尚未突破，并存在明显不足。如k e s - f b 2 是基于织物纯弯曲模 型，对纱线弯曲不适用；f a s t - 2 是基于悬臂梁模型，当测量纱线弯曲性能时，由于纱线 在自由端退捻也不能真实测得纱线弯曲刚度；y g 8 2 1 在测试时需要不断更换附属配件， 亦无法测量纱线力学特征等。 目前国产的风格测量装置多已不用，国际上通用的织物风格仪是日本的k e s - f 系列 和澳大利亚的f a s t 系列，虽价格昂贵，但测量客观，又无其他更好的方法，故在学术 l 第l 章绪论东华大学博士学位论文 界和研究领域中广泛应用，并在纺织企业和商检中有相关少量的应用。两种装置的致命 弱点是不能实现纱线与织物对应力学性能的同机测量；进行的是多机多指标的非原位测 量，系统误差大；多测多指标本质上是单测单指标，需要置换试样、测量单元或装置， 甚至仪器。因此这种测量理念将增加仪器成本和占地、实验试样数量和时间，并导致重 复性、再现性降低，系统误差大，甚至表征对象的改变。 作为单