[发明专利]用于在纱线级模拟编织织物的行为的计算机实现的方法、系统和计算机程序产品

权利要求书

1.一种用于在纱线级模拟编织织物的行为的计算机实现的方法，所述方法包括：

取得编织织物的结构信息，所述结构信息至少包括所述编织织物的经纱纱线(1)、纬纱纱线(2)和纱线交叉节点(3)的布局；

在多个时间步长处应用边界条件；

其特征在于，所述方法还包括：

通过3D位置坐标(x)和两个滑动坐标来描述所述编织织物的每个纱线交叉节点(3)，其中，经纱滑动坐标(u)和纬纱滑动坐标(v)分别表示所述经纱纱线(1)的滑动和所述纬纱纱线(2)的滑动；

基于力模型测量每个纱线交叉节点(3)上的力，所述力是在纱线交叉节点(3)的所述3D位置坐标(x)和所述滑动坐标(u，v)上测量的；

利用使用拉格朗日-欧拉方程导出的运动方程，在多个时间步长处计算每个纱线交叉节点(3)的运动，以及进行随着时间的数值积分，其中，所述运动方程考虑了沿纱线均匀分布的质量密度，以及测量的力和边界条件。

2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，所述编织织物的所述结构信息还至少包括以下中的任一个：

所述编织织物的2D图案，包括面板和接缝位置；

针对每个面板的经纱(1)纱线、纬纱(2)纱线和纱线交叉节点(3)的所述布局；

针对每个面板的所述编织织物的编织图案；

所述编织织物中使用的所有不同纱线类型的纱线密度和宽度；

在所述编织织物中使用的所有不同纱线类型的力学参数，所述力学参数至少包括以下中的任一个：

弹性模量(Y)，

弯曲模量(B)，

切变接触模量(S)，

滑动摩擦系数，

阻尼与质量比，

阻尼与弹性比。

3.根据前述权利要求中的任何一项所述的计算机实现的方法，其中，所述编织织物的取得的结构信息包括所述纱线的滑动摩擦系数(μ)，并且其中，所述力模型包括通过使用所述滑动摩擦系数(μ)和所述滑动坐标(u，v)的滑动摩擦力。

4.根据前述权利要求中的任何一项所述的计算机实现的方法，其中，所述编织织物的所述取得的结构信息包括所述纱线的刚度(k_c)，并且其中，所述力模型包括通过使用从所述纱线的布局获得的所述纱线的所述滑动坐标(u，v)、所述纱线的刚度(k_c)和纱线间距离(L)的相邻平行纱线之间的接触。

5.根据前述权利要求中的任何一项所述的计算机实现的方法，其中，所述编织织物的所述取得的结构信息包括所述纱线的弹性模量(Y)，并且其中，所述力模型包括拉伸力。

6.根据前述权利要求中的任何一项所述的计算机实现的方法，其中，所述编织织物的所述取得的结构信息包括所述纱线的弯曲模量(B)，并且其中，所述力模型包括弯曲力。

7.根据权利要求5和6所述的计算机实现的方法，其中，所述力模型在使用拉伸力和弯曲力的法向分量的纱线交叉处使用纱线间法向压缩。

8.根据前述权利要求中的任何一项所述的计算机实现的方法，其中，所述编织织物的所述取得的结构信息包括所述纱线的切变接触模量(S)，并且其中，所述力模型包括切变力。

9.用于在纱线级模拟编织织物的行为的系统，所述系统包括：

用于存储编织织物的结构信息的数据存储单元，所述结构信息至少包括所述编织织物的经纱纱线(1)、纬纱纱线(2)和纱线交叉节点(3)的布局；以及

被配置为用于取得所述结构信息并且在多个时间步长处应用边界条件的数据处理单元；

其特征在于，所述数据处理单元进一步被配置为用于：

通过3D位置坐标(x)和两个滑动坐标来描述所述编织织物的每个纱线交叉节点(3)，其中，经纱滑动坐标(u)和纬纱滑动坐标(v)分别表示所述经纱纱线(1)和所述纬纱纱线(2)的滑动；

基于力模型测量每个纱线交叉节点(3)上的力，所述力是在纱线交叉节点(3)的所述3D位置坐标(x)和所述滑动坐标(u，v)上测量的；

利用使用拉格朗日-欧拉方程导出的运动方程，在多个时间步长处计算每个纱线交叉节点(3)的运动，以及进行随时间的数值积分，其中，所述运动方程考虑沿纱线均匀分布的质量密度(ρ)，以及测量的力和边界条件。