斜纹织物表面微滴沉积过程数值模拟及试验研究

发布时间：2022-12-04 11:56

　　智能纺织品是一种将传统纺织品与电子技术相结合的新型纺织品,该纺织品一般由传感器、执行器、数据处理、通信和电源等部分组成,而作为连接电子系统各模块间导电线路的柔性化制备是智能纺织品功能实现的关键。传统的导电线路制备方法有植入式及丝网印刷等,其成形导电线路与织物耦合性低,严重影响织物自身性能。因此如何实现导电线路与织物的柔性化集成,是当前智能纺织品亟待解决的难点。基于此,课题组提出将微滴喷射和化学沉积技术相结合的织物表面导电线路沉积制造的方法。在导电线路沉积过程中,明确微滴在织物表面的碰撞、铺展过程对成形高质量导电线路尤为重要,因此,本文根据斜纹织物的几何结构参数,采用流体体积法（VOF）建立微滴在斜纹织物表面沉积的有限元模型,研究微滴在斜纹织物上的撞击、铺展形态变化过程,从微滴沉积过程形态的压力场、速度场变化以及流体参数等因素对微滴在斜纹织物上的沉积影响进行研究,为后续打印成形导电线路奠定坚实的基础。具体研究内容如下:首先,建立了微滴在斜纹织物上撞击、铺展的有限元模型。分析斜纹织物的几何组织结构,根据斜纹织物组织的几何结构及参数,采用流体体积法建立微滴碰撞沉积的有限元模型。其次,研究了微... 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 智能纺织品及其应用
    1.3 织物表面导电线路的制备方法
        1.3.1 植入式法
        1.3.2 丝网印刷法
        1.3.3 喷墨打印法
    1.4 微滴喷射技术的研究
        1.4.1 微滴喷射技术的原理及分类
        1.4.2 微滴喷射技术的应用
    1.5 微滴撞击基板沉积过程研究
        1.5.1 微滴撞击固体表面沉积过程研究
        1.5.2 微滴撞击多孔介质沉积过程研究
    1.6 本课题的主要研究内容
2 斜纹织物表面微滴沉积过程数值模型建立
    2.1 引言
    2.2 流体控制方程
        2.2.1 连续性方程
        2.2.2 动量守恒方程
        2.2.3 能量守恒方程
    2.3 微滴的无量纲数
    2.4 VOF法的基本原理
        2.4.1 自由表面处理方法
        2.4.2 界面重构技术
        2.4.3 表面张力处理技术
    2.5 织物模型的建立
        2.5.1 斜纹织物组织
        2.5.2 几何模型的建立
        2.5.3 有限元模型的建立
    2.6 本章小结
3 斜纹织物表面微滴沉积过程仿真研究
    3.1 引言
    3.2 织物表面润湿原理
    3.3 模拟条件设定
        3.3.1 织物结构参数
        3.3.2 流体参数
        3.3.3 求解方法
    3.4 微滴撞击斜纹织物沉积过程数值模拟
        3.4.1 微滴撞击纬纱沉积过程研究
        3.4.2 微滴撞击经纱沉积过程研究
    3.5 经纬不同位置沉积过程分析
    3.6 本章小结
4 微滴沉积过程影响因素研究
    4.1 引言
    4.2 铺展沉积特征参数
    4.3 微滴尺寸和速度大小对沉积过程的影响
        4.3.1 微滴半径对沉积过程的影响
        4.3.2 撞击速度对沉积过程的影响
    4.4 不同流体属性及材料对沉积过程的影响
        4.4.1 微滴粘度对沉积过程的影响
        4.4.2 表面张力对沉积过程的影响
        4.4.3 不同流体材料对沉积过程的影响
    4.5 本章小结
5 微滴撞击斜纹织物表面试验研究
    5.1 引言
    5.2 气动式微滴按需喷射系统
        5.2.1 喷射控制模块
        5.2.2 运动控制模块
        5.2.3 图像采集模块
    5.3 微滴撞击斜纹织物实验研究
        5.3.1 微滴的产生
        5.3.2 微滴铺展沉积过程研究
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文及科研情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]可穿戴智能纺织品研究现状及展望[J]. 吴云,刘茜.  棉纺织技术. 2018(06)
[2]微滴喷射3D打印尺寸建模与数值模拟[J]. 陈从平,胡琼,吕添,冉艳华.  三峡大学学报(自然科学版). 2018(03)
[3]智能安全防护用纺织品的研究和应用新进展[J]. 张荫楠.  纺织导报. 2017(S1)
[4]单液滴冲击多孔介质过程的数值模拟与试验[J]. 周攀,李淑娟,杨磊鹏.  机械科学与技术. 2017(06)
[5]智能服装研究进展[J]. 周密,赵国玉,姚伟静,朱谱新.  纺织科技进展. 2017(03)
[6]荷电液滴撞击织物表面铺展特性的试验[J]. 王军锋,吴琦,霍元平,许荣斌.  江苏大学学报(自然科学版). 2016(04)
[7]纬编针织柔性传感器结构及其导电性能[J]. 蔡倩文,王金凤,陈慰来.  纺织学报. 2016(06)
[8]智能纺织品的发展现状及趋势[J]. 郭飞泉,刘茜,翟志刚,倪楷淇,郑金杰.  黑龙江纺织. 2015(03)
[9]织物表面导电线路成形方法的研究进展[J]. 肖渊,蒋龙,陈兰,张丹,刘金玲.  纺织导报. 2015(08)
[10]基于针织导电织物可演奏音乐的智能服装研究[J]. 张乃中,闻婧,王军,洪伟馨.  针织工业. 2015(06)

硕士论文
[1]织物表面喷射打印成形导线工艺条件影响研究[D]. 尹博.西安工程大学 2018
[2]液体粘度及表面润湿性对液滴冲击动力学影响的研究[D]. 林世玑.西南交通大学 2018
[3]织物表面微滴喷射打印成形微细导线基础研究[D]. 吴姗.西安工程大学 2017
[4]微滴撞击织物表面沉积过程数值模拟及试验研究[D]. 申松.西安工程大学 2017
[5]液滴撞击壁面过程的实验研究与数值模拟[D]. 乔磊.大连理工大学 2016
[6]液滴在随机粗糙表面的铺展动力学仿真研究[D]. 张慧.苏州大学 2015
[7]喷墨墨滴在彩色喷墨打印纸上铺展渗透的研究[D]. 朱予川.天津科技大学 2013
[8]喷墨印刷在织物上的应用研究[D]. 刘晓娜.江南大学 2011
[9]机织物图像自动纠偏及组织分析的研究[D]. 胡艳.浙江理工大学 2010
[10]液滴撞击加热固体平壁变形过程的数值模拟[D]. 李燕.大连理工大学 2009



本文编号：3708221