基于有限元流场分析的集聚纺成纱质量及织物性能研究

发布时间：2017-04-15 23:22

  本文关键词：基于有限元流场分析的集聚纺成纱质量及织物性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：网格圈型集聚纺是应用最为广泛的一种紧密纺纱技术,其通过采用网格圈配合相应的负压吸风系统实现须条在加捻前集聚,使成纱毛羽少、强力高。目前对于网格圈型集聚机理的研究的准确性、气流分布与成纱性能的相关性和最终制品性能的分析研究还不够深入与系统,使得网格圈型的优化改进和产品开发在一定程度上受到限制。针对此,本文确立以三罗拉网格圈和四罗拉网格圈为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS对集聚区的三维流场分布进行研究,尤其是给出沿着集聚区的须条运动轨迹的流速分布,继而对集聚区内负压气流之于成纱质量的作用机理进行理论探讨,并对相应的织物性能进行研究。首先利用AUTOCAD软件构建集聚区物理模型,而后借助有限元分析软件ANSYS给出集聚区内三维流场整体分布的数值模拟；在此基础上,以三罗拉和四罗拉网格圈集聚纺中纺制9.72tex、14.58tex和29.15tex纱线为例,采用高速摄影机对须条在集聚区内的运动进行拍摄,根据静帧图片在二维坐标系内描绘须条运动轨迹,采用ANSYS软件给出沿着须条运动轨迹的气流流速分布,并结合细纱附加捻度探讨网格圈集聚机理,结合纱线性能测试分析气流分布对成纱性能的影响；最后,将所纺制的14.58tex和29.15tex纱线织造得到相应的织物,并利用高速摄影机拍摄9种织物试样的拉伸断裂过程,通过织物拉伸曲线、织物径向拉伸变形、局部径向拉伸变形和织物横向收缩探讨织物动态拉伸性能,并结合织物的透气性实验、起毛起球型实验和织物抗褶皱实验,对织物性能进行深入探讨。实验结果表明：(1)在三罗拉和四罗拉网格圈型的纺纱过程中,须条一方面受到横向气流的集聚作用产生横向收缩,另一方面受到垂直方向的高流速气流作用紧贴在网格圈表面;(2)沿着须条运动轨迹的气流分布,气流产生的横向收缩和垂直的控制以及网格圈的摩擦力使得纤维须条在集聚区内产生附加捻度：附加捻度改善条干不匀,减小成纱毛羽尤其是有害毛羽,提高强力；(3)网格圈织物的断裂强力和伸长较环锭纺有不同程度的提高；网格圈织物的局部径向平均拉伸长度小于环锭纺,拉伸变化率也小于环锭纺,环锭纺织物在中心区域的拉伸较网格圈集中；环锭纺的横向收缩较网格圈织物明显,且变化率较大；网格圈集聚纺的织物的透气性、褶皱回复角和抗起毛起球性比环锭纺织物的好。随着纱线细度减小,透气率减小,褶皱回复角大。
【关键词】：ANSYS 高速摄影 集聚机理 织物
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TS104.77
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 引言7-8
• 1.2 网格圈集聚纺技术的研究现状8-9
• 1.3 有限元技术在纺纱中应用现状9-10
• 1.3.1 有限元方法简介及发展9
• 1.3.2 有限元技术在纺纱中应用现状9-10
• 1.4 本课题研究目的意义及内容10-11
• 1.4.1 本课题研究的目的和意义10
• 1.4.2 主要研究内容10-11
• 第二章 基于有限元分析方法的集聚区内三维流场整体分布数值模拟11-17
• 2.1 ANSYS/FLOTRAN介绍11
• 2.2 基于有限元法的集聚区气流的三维数值模拟11-15
• 2.2.1 建立几何模型11-12
• 2.2.2 定义单元类型和网格划分12-13
• 2.2.3 确定流体状态、施加边界条件及求解13-14
• 2.2.4 后处理14-15
• 2.3 小结15-17
• 第三章 沿须条运动轨迹的气流流速分布数值模拟17-33
• 3.1 试验准备17-18
• 3.2 须条运动轨迹18-22
• 3.2.1 坐标系建立18-19
• 3.2.2 帧数提取19
• 3.2.3 须条运动轨迹的提取19-22
• 3.3 基于气流分布的须条集聚机理研究22-29
• 3.3.1 集聚区内沿x轴向气流分布23-26
• 3.3.2 集聚区内沿z轴向气流分布26-28
• 3.3.3 集聚区内气流分布与附加捻度28-29
• 3.4 基于集聚区内气流分布的成纱质量分析29-31
• 3.5 小结31-33
• 第四章 织物的动态拉伸过程研究及织物性能分析33-46
• 4.1 织物动态拉伸试验33-35
• 4.2 织物经向拉伸与横向的收缩分析35-43
• 4.2.1 9.72tex35-37
• 4.2.2 14.58tex37-40
• 4.2.3 29.15tex40-42
• 4.2.4 细纱9.72tex、14.58tex和29.15tex的织物动态拉伸规律42-43
• 4.3 织物透气、抗起毛起球、折皱性对比分析43-45
• 4.3.1 实验设备与条件43
• 4.3.2 实验结果43-44
• 4.3.3 实验结果分析44-45
• 4.4 小结45-46
• 第五章 总结46-48
• 5.1 结论46-47
• 5.2 本论文存在的问题与不足47-48
• 致谢48-49
• 参考文献49-51
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文51

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