基于ABAQUS的织物热传递性能分析

发布时间：2021-06-07 16:45

　　随着生活水平的提高,人们对服装的要求不仅局限于耐磨耐穿,而是更加注重服装的舒适性及环保性。织物的传热性能是评价其舒适性的重要指标,织物相关参数的改变都会影响热量的传递情况,进而影响其传热性能。传统的探究方法主要是采用实验探究法,即改变不同参数通过大量实验进行优选,以此来判断是否满足产品预期设置,这一过程不仅周期长,工序复杂,且存在未知性。近年来,应用有限元方法分析研究织物性能,成了当今纺织学界的一个研究热点,本课题基于有限元方法,提出了一种可以有效预测分析织物传热性能的理论方法,该方法可以省略复杂工序,依靠材料特性及物理模型进行分析,达到节约资源,降低生产成本,缩短探究周期的目的。首先,本文通过显微观察法获取织物的几何结构参数及特征点,基于插值公式拟合纱线中心线方程进而建立织物物理模型,由纤维热学性能的各向异性及纱线中空气的含量计算纱线的有效导热系数,确定材料取向。然后,在ABAQUS有限元软件中创建织物传热环境,分析织物的传热性能,同时通过织物保温性测试及织物外表面温度测试验证建模方法和数值模拟结果的有效性及可行性。最后,基于上述验证,建立不同模型探究织物组织、织物紧度、织物厚度、纤... 

【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

织物横截面示意图

第二章织物传热模型的构建72.1.2纱线弯曲路径的确定纱线的弯曲路径是通过确定纱线中心线来定义纱线的三维空间位置，是纱线轴向的相关函数。织物内纱线的中心线弯曲状态复杂，与织物组织及织造过程中所受的力等都有关系，以往研究中大多采用多段折线段或正弦、余弦曲线来表示纱线中心线，但在织物中纱线交织点处及浮长线位置效果不理想[28]。本文在Peirce圆形截面纱线理论的基础上，在织物截面图中选取多个特征点，如图2-1所示。图2-1织物横截面示意图Fig.2-1Crosssectiondiagramoffabric利用Newton插值公式进行拟合，最后得到纱线的中心线曲线方程。平纹织物纱线中心线方程的建立过程如下。假设经纱的短轴、长轴分别为a1、b1，纬纱的短轴、长轴分别为a2、b2，纱线间的间距为lj、lw，屈曲波高分别为j、w。如图2-2所示，在图中建立直角坐标系，X表示经纱方向，Y表示纬纱方向，Z表示织物厚度方向。在直角坐标系中建立纱线中心线方程Z=f(y)，y∈[-lj,lj]。图2-2织物横截面坐标系Fig.2-2Fabriccross-sectionalcoordinatesystem因图像具有对称性，f(y)是偶函数，因此只需求y∈[0,lj]。根据A、B、C、D、E五点的坐标，结合Newton插值公式K阶均差公式，如式2-3所示，可得到各特征点的均差值，如表2-1所示。01112010[,,,][,,,][,,,]kkRkfyyyfyyyfyyyyy(2-3)

江南大学硕士学位论文8表2-1各特征点的均差表Tab.2-1Averagedifferencetableforeachfeaturepointiy()ify一阶均差二阶均差三阶均差四阶均差jl2a————2jl12a12(2)jaal———012a2a12(2)jaal0——2jl12a12(2)jaal122(24)jaal123(48)3jaal—jl2a12(2)jaal0123(48)3jaal124(48)3jaal则根据四次Newton插值多项式可得纱线曲线方程为12412242124(2)7(2)()33jjaaaaZfyyyaall(2-4)斜纹组织和缎纹组织织物同平纹织物的结构不同，纱线的浮长线有所增加，纱线间的交织点的数目也有所改变。斜纹和缎纹织物的径向截面示意图如图2-3、图2-4所示。同样可采用牛顿插值公式的方法得到斜纹和缎纹的纱线曲线方程。以2/1斜纹和五枚三飞缎纹为例。图2-3斜纹织物截面示意图Fig.2-3Crosssectiondiagramoftwillfabric

【参考文献】：
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硕士论文
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[4]结构参数对玻纤织物隔热性能影响的数值模拟研究[D]. 王红梅.天津工业大学 2017
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本文编号：3216939