[发明专利]一种基于函数的纱线建模方法

说明书

本发明公开了一种基于函数的纱线建模方法，属于织物建模领域。本发明将纱线在高倍显微镜下放大100倍，直接观察到纱线的微观结构；另外观察得到纱线横截面的基本属性(椭圆形、圆形、凸凹镜像)和纱线横截面的宽度和高度；构建出非常贴近实物的模型。所得模型可以进一步用于纱线、织物的仿真研究。

技术领域

本发明涉及一种基于函数的纱线建模方法，属于织物建模领域。

背景技术

随着生活和生产的发展，人们要求织物除具有一定舒适性外，还要有一定的特殊效用，例如织物具有保暖透湿或者具有三防的效能；或者具有特殊的外观效能；通过对织物进行后整理可以具有一定的效果，但是整理剂对身体有一定的刺激并且不符合绿色生产的概念。所以可以采用花式纱线来达到想要的效果。

此外，当研究织物的透气性和热防护性能时，需要研究气流在织物内部流动特征、以及气流与纱线之间的热对流，需要考虑纱线的外观形态，不同的外观形式会对气流在纱线上的分别产生一定的影响。通过对纱线仿真模拟可以定性和定量的研究透气性和导热量，但是建模是仿真计算过程中重要的部分，一般建模会花费整个仿真过程一半以上的时间。纱线模型的好坏将直接关乎仿真能否成功。

现有的建模方法主要分为人工法和软件法，人工法大多将各种花式纱线直接简化为圆形或者椭圆形横截面，这种方式操作简单，但是横截面形式比较单一；软件方法：可以通过采集纱线横截面的参数，通过软件内部编码的函数进行计算得到纱线的横截面，例如TexGen软件，这种方法可以得到更加复杂和接近实际情况的横截面积，但是如果纱线的横截面是由几个曲线进行组合而成，那么软件就无法满足要求。

发明内容

本发明针对现有的建模方法无法真实反应纱线的真实特征的问题，提供一种基于函数的纱线建模方法。

本发明所述基于函数的纱线建模方法，主要包括以下步骤：

步骤一、根据纱线横截面在纱线经向的分布规律，确定取样方法，例如：如果纱线横截面在经向上保持不变，可以在纱线轴向上随机选取纱线横截面；如果纱线横截面在经向上发生变化(如图6)，在取样时，必须在不同的位置的取样。

二、对得到的复杂横截面进行分割构造，分解成椭圆、类椭圆和凸凹镜像等比较常见和规则的曲线形式(如图7)，如果横截面为规则的椭圆曲线形式，则不需要分割构造。

三、根据步骤二试样横截面的分割构造，分类统计分割构造后的不同类型横截面的相关尺寸，例如：椭圆：长半轴和短半轴；类椭圆：曲线的指数值；凸凹镜像：纱线截面的宽度和长度，偏移量。

四、根据步骤二分割构造的结果和步骤三得到的纱线横截面尺寸，直接套用曲线公式(例如式1～4)或者将不同曲线公式进行组合，利用建模软件的参数化建模，以得到公式相应的曲线，并且利用剪裁的方式将曲线内部的线条剪裁掉，得到纱线横截面曲线模型(如图8)。

椭圆形曲线：

类椭圆形曲线：

凸凹镜像曲线：

五、将步骤四得到的纱线横截面曲线模型进行拉伸或者放样，得到整根纱线的纱线模型。对于纱线横截面在经向上发生变化的，可分别构建横截面模型后，分别拉伸再拼接。