叢洪蓮， 雷 惠， 蔣高明

(江南大學(xué) 針織工程研究中心， 江蘇 無(wú)錫 214122)

無(wú)地網(wǎng)多梳拉舍爾花邊的設(shè)計(jì)與仿真

叢洪蓮， 雷 惠， 蔣高明

(江南大學(xué) 針織工程研究中心， 江蘇 無(wú)錫 214122)

為實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)地網(wǎng)多梳拉舍爾花邊織物的快速設(shè)計(jì)，歸納了無(wú)地網(wǎng)多梳拉舍爾花邊織物的賈卡設(shè)計(jì)原理，研究了無(wú)地網(wǎng)多梳拉舍爾花邊的設(shè)計(jì)方法和無(wú)地網(wǎng)多梳拉舍爾花邊織物的墊紗效應(yīng)與賈卡意匠圖之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，開(kāi)發(fā)出專(zhuān)用于無(wú)地網(wǎng)多梳拉舍爾花邊設(shè)計(jì)的CAD系統(tǒng)。同時(shí)，分析了織物中影響線(xiàn)圈偏移的因素，研究適合無(wú)地網(wǎng)多梳拉舍爾花邊織物的仿真方法，并利用VC++.NET作為編程工具實(shí)現(xiàn)了無(wú)地網(wǎng)多梳拉舍爾花邊織物的仿真。

花邊； 無(wú)地網(wǎng)； 多梳； 拉舍爾； 設(shè)計(jì)； 仿真

無(wú)地網(wǎng)多梳拉舍爾花邊在配備成圈型賈卡裝置的多梳拉舍爾經(jīng)編機(jī)上編織，不使用成圈地梳形成地網(wǎng)，僅用成圈賈卡梳形成基本網(wǎng)孔和花式網(wǎng)孔?？椢镔|(zhì)地輕薄，晶瑩通透，可在不依賴(lài)厚重組織的前提下產(chǎn)生輕微塑身效果，為高檔內(nèi)衣、晚禮服等提供了高品質(zhì)面料[1]。

無(wú)地網(wǎng)多梳拉舍爾花邊技術(shù)是近幾年最新發(fā)展的花邊技術(shù)，國(guó)內(nèi)2011年才開(kāi)始引進(jìn)這類(lèi)機(jī)型，相關(guān)研究較少[2]。本文研究了無(wú)地網(wǎng)多梳拉舍爾花邊織物的設(shè)計(jì)方法，在江南大學(xué)推出的WKACD4.2系統(tǒng)上延伸開(kāi)發(fā)了新的模塊，專(zhuān)門(mén)用于無(wú)地網(wǎng)多梳拉舍爾花邊織物的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)這類(lèi)織物賈卡意匠花型的快速設(shè)計(jì)和高效仿真，提高了對(duì)無(wú)地網(wǎng)多梳拉舍爾花邊織物的開(kāi)發(fā)能力和設(shè)計(jì)效率。

1 無(wú)地網(wǎng)多梳拉舍爾花邊賈卡設(shè)計(jì)

無(wú)地網(wǎng)多梳拉舍爾花邊織物在墊紗設(shè)計(jì)時(shí)，必須保證每根針在每個(gè)橫列都能且只能墊到1根紗，以避免漏針，影響織物的外觀(guān)和質(zhì)量[3]。

1.1 賈卡設(shè)計(jì)原理

圖1 墊紗的組合情況Fig. 1 Combination of lapping diagram

賈卡設(shè)計(jì)采用三針技術(shù)，半機(jī)號(hào)配置的分離賈卡梳滿(mǎn)穿配置反向墊紗[4]。JB2.1作用于奇數(shù)縱行，JB2.2作用于偶數(shù)縱行。圖1示出當(dāng)奇數(shù)縱行賈卡顏色為白色時(shí)，與其右側(cè)縱行的所有墊紗組合。JB2.1、JB2.2墊紗運(yùn)動(dòng)的所有組合方式有32種，如表1所示。

表1 奇偶縱行墊紗的組合情況Tab. 1 Combination of lapping diagram

1.2 賈卡墊紗規(guī)律總結(jié)

表1中A列奇偶縱行的墊紗軌跡是完全對(duì)稱(chēng)的，符合墊紗要求，歸納為4個(gè)基本組合單元，如表2所示?；締卧跈M向上重復(fù)排列，縱向上任意組合形成大面積的地網(wǎng)。

表2 基本組合單元Tab. 2 Basic combination units

表2中，單元1為密實(shí)效應(yīng)，單元2、3為小網(wǎng)孔效應(yīng)，單元4為大網(wǎng)孔效應(yīng)。單元2、3、4在縱向單獨(dú)排列，會(huì)形成分離縱行，單元2與單元4或者單元3與單元4在縱向任意組合也會(huì)出現(xiàn)分離縱行，影響織物整體強(qiáng)力，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)當(dāng)避免。

表1中B列的墊紗不對(duì)稱(chēng)，橫向上重復(fù)排列會(huì)漏針，只能在區(qū)域交界處進(jìn)行連接。設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)C、D 2列的墊紗組合時(shí)，需要修改賈卡顏色[5]，將其中1種賈卡顏色進(jìn)行修改，使其墊紗方式更正為A、B縱行的賈卡組合。

2 無(wú)地網(wǎng)賈卡快速設(shè)計(jì)方法

2.1 賈卡意匠圖與墊紗運(yùn)動(dòng)的關(guān)系

無(wú)地網(wǎng)賈卡的配合原則如圖2所示。A列為奇數(shù)縱行兩側(cè)的賈卡顏色配合原則，B列為偶數(shù)縱行兩側(cè)的賈卡顏色配合原則。每個(gè)賈卡顏色確定后，其左右相鄰的意匠格都有2種顏色選擇，若某意匠格兩側(cè)的顏色確定后，該意匠格的顏色便唯一確定。

圖2 賈卡顏色配合原則Fig.2 Principal of match of jacquard colour

織物上的墊紗組合方式共有8種。根據(jù)織物上相鄰縱行之間是否有延展線(xiàn)，定義賈卡設(shè)計(jì)意匠顏色，灰色代表相鄰縱行之間有延展線(xiàn)，白色代表無(wú)延展線(xiàn)。以中間一格為當(dāng)前意匠格，兩色設(shè)計(jì)意匠圖中賈卡顏色組合情況與四色賈卡意匠圖中賈卡顏色的對(duì)應(yīng)情況如圖3所示。

圖3 墊紗效應(yīng)與意匠顏色之間關(guān)系Fig.3 Relation between lapping effect and jacquard colour

2.2 意匠圖的自動(dòng)轉(zhuǎn)換

計(jì)算機(jī)可根據(jù)其相鄰顏色的配合以及所在奇偶縱行，自動(dòng)判斷其墊紗運(yùn)動(dòng)情況，定義兩色意匠圖中前意匠顏色為N=Colour(x,y)，其左側(cè)的意匠格顏色為L(zhǎng)=Colour(x-1,y)，右側(cè)的意匠格顏色為R=Colour(x+1,y)，L,N,R的取值為0，1。0代表縱行之間無(wú)延展線(xiàn)，1代表縱行之間有延展線(xiàn)。定義數(shù)組M=(L，N，R)代表四色賈卡意匠圖顏色，M的取值為賈卡效應(yīng)數(shù)[6]，取值范圍為1，2，…，8。1～4代表奇數(shù)縱行的綠白紅藍(lán)，5～8代表偶數(shù)縱行的綠白紅藍(lán)，賈卡顏色對(duì)應(yīng)不同的偏移信息，定義T代表偏移，H代表不偏[7]。賈卡效應(yīng)與墊紗組織間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表3所示。

表3 無(wú)地賈卡效應(yīng)與墊紗組織的關(guān)系Tab. 3 Relationship between jacquard effect and lapping

圖3中的對(duì)應(yīng)關(guān)系用數(shù)學(xué)方式表達(dá)如下。當(dāng)前意匠格位于奇數(shù)縱行。

M1=(0,1,0)，(0,1,1)

M2=(1,0,1)，(1,0,0)

M3=(1,1,1)，(1,1,0)

M4=(0,0,0)，(0,0,1)

當(dāng)前意匠格位于奇數(shù)縱行:

M5=(0,1,0)，(0,1,1)

M6=(1,0,1)，(1,0,0)

M7=(0,0,0)，(0,0,1)

M8=(1,1,1)，(1,1,0)

計(jì)算機(jī)通過(guò)判斷x為奇數(shù)還是偶數(shù)將兩色意匠格中的賈卡信息自動(dòng)轉(zhuǎn)換為四色意匠格中的賈卡顏色信息，進(jìn)而控制墊紗運(yùn)動(dòng)的生成。設(shè)計(jì)人員只需要根據(jù)織物中縱行之間是否有延展線(xiàn)利用2種顏色設(shè)計(jì)賈卡意匠圖即可，賈卡設(shè)計(jì)方法得到簡(jiǎn)化，如圖4示出傳統(tǒng)四色賈卡意匠圖設(shè)計(jì)與兩色意匠圖快速設(shè)計(jì)的對(duì)比。

圖4 賈卡傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與快速設(shè)計(jì)對(duì)比圖Fig.4 Contrast of tradition and rapid jacquard design. (a)Four colour jacquard drafting; (b)Two colour jacquard drafting

3 無(wú)地網(wǎng)多梳拉舍爾花邊仿真

3.1 延展線(xiàn)作用下線(xiàn)圈的偏移規(guī)律

在初始狀態(tài)下，所有線(xiàn)圈都呈直立狀，1個(gè)獨(dú)立的線(xiàn)圈根部受到2根延展線(xiàn)的牽拉作用，作用的結(jié)果使線(xiàn)圈根部向一側(cè)偏移[9]。圖5示出線(xiàn)圈的延展線(xiàn)模型。圖中組成線(xiàn)圈的延展線(xiàn)方向有4種類(lèi)型，定義1、2為進(jìn)延展線(xiàn)，3、4為出延展線(xiàn)。

圖 5 線(xiàn)圈延展線(xiàn)模型Fig.5 Underlap model

圖 6 線(xiàn)圈偏移Fig.6 Loop migration

圖6示出線(xiàn)圈偏移情況。在初始狀態(tài)，線(xiàn)圈根部處于A(yíng)位置，當(dāng)受到延展線(xiàn)作用力F后，線(xiàn)圈根部發(fā)生位移，偏移到B位置。線(xiàn)圈向右偏移的位移為△b。

△b=K0△a(K1n1+K2n2)

(1)

式中:K0為紗線(xiàn)張力系數(shù)；△a為線(xiàn)圈初始距離,△a=10/ρwpc，ρwpc為織物的成品橫密,個(gè)/cm；n1、n2分別為進(jìn)出延展線(xiàn)跨越的針距數(shù)，n的取值為0，1，2；K1、K2分別為進(jìn)出延展線(xiàn)對(duì)線(xiàn)圈偏轉(zhuǎn)角影響系數(shù)，當(dāng)延展線(xiàn)為1、3類(lèi)型時(shí)，K1、K2取負(fù)數(shù)，為2、4類(lèi)型時(shí)，K1、K2取正數(shù)。K1的絕對(duì)值大于K2，K1、K2的值可以通過(guò)計(jì)算機(jī)試驗(yàn)測(cè)算獲得。

3.2 關(guān)聯(lián)組織影響下線(xiàn)圈縱行偏移規(guī)律

無(wú)地網(wǎng)多梳拉舍爾花邊織物的地網(wǎng)由密實(shí)、網(wǎng)孔、稀薄等組織組合，形成不同花型。在仿真過(guò)程中，關(guān)聯(lián)效應(yīng)導(dǎo)致的受力變形是必須考慮的因素[10]。

3.2.1 左右關(guān)聯(lián)組織的影響

在網(wǎng)眼組織與密實(shí)組織區(qū)域交界處，線(xiàn)圈縱行的偏移距離明顯，如圖7所示。由于密實(shí)組織的作用力大于網(wǎng)孔區(qū)域，線(xiàn)圈縱行向密實(shí)區(qū)域偏移。

圖7 左右關(guān)聯(lián)組織的影響Fig.7 Effect of correlation organization

在仿真過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)線(xiàn)圈左右密實(shí)組織所占的縱行數(shù)可調(diào)整當(dāng)前線(xiàn)圈的偏移距離。若某一縱行左右直接與密實(shí)組織相鄰，則密實(shí)組織對(duì)該縱行的影響為直接影響，若縱行兩側(cè)不與密實(shí)組織直接相鄰，但是相鄰的3個(gè)縱行內(nèi)有密實(shí)組織，則密實(shí)組織對(duì)該縱行的影響為間接關(guān)聯(lián)組織的影響。

左右關(guān)聯(lián)組織直接影響下，線(xiàn)圈向右偏移距離△c的計(jì)算方法為

(2)

式中：X、Y分別為當(dāng)前線(xiàn)圈左、右側(cè)相鄰的密實(shí)組織的個(gè)數(shù)，△m=Y-X。

左右關(guān)聯(lián)組織間接影響下，線(xiàn)圈向右偏移距離為

(3)

3.2.2 上下關(guān)聯(lián)組織的影響

圖8 受力圖Fig.8 Force diagram. (a) Pillar stitch photo; (b) Force model diagram

如圖8(a)示出自由編鏈在織物中所處的狀態(tài)，圖8(b)為受力模型圖。

圖中，A為編鏈段在受力未發(fā)生變形時(shí)的狀態(tài)，B為編鏈段在延展線(xiàn)作用下發(fā)生偏移，達(dá)到受力平衡形成的最終狀態(tài)。

不僅是編鏈組織，所有線(xiàn)圈組織都會(huì)受到其上下相鄰的關(guān)聯(lián)組織影響，在仿真時(shí)，每個(gè)線(xiàn)圈都以其上下3個(gè)線(xiàn)圈的橫向位置的平均值作為該線(xiàn)圈的橫向最終位置。

3.3 織物的仿真功能的實(shí)現(xiàn)

計(jì)算機(jī)在進(jìn)行織物仿真時(shí)，采用六點(diǎn)線(xiàn)段線(xiàn)圈模型進(jìn)行仿真，若想得到更加圓滑的線(xiàn)圈效果，也可采用樣條曲線(xiàn)模型模擬線(xiàn)圈。為了保證仿真速度，假設(shè)織物縱向位置不變，計(jì)算機(jī)通過(guò)多次判斷線(xiàn)圈偏移數(shù)據(jù)，修正線(xiàn)圈橫向位置，最終得到仿真效果。

1)根據(jù)織物橫度確定線(xiàn)圈初始位置?？v向初始間距為△h=10/ρcpc，橫向初始間距△a。每個(gè)線(xiàn)圈的縱向相對(duì)位置在確定后保持不變，橫向初始位置為Ai。

2)判斷延展線(xiàn)影響時(shí)線(xiàn)圈向右偏移的位移△bi。此時(shí)線(xiàn)圈的橫向位置為Bi=Ai+△bi。

3)判斷線(xiàn)圈是否受左右關(guān)聯(lián)組織影響，計(jì)算線(xiàn)圈受左右關(guān)聯(lián)組織的直接影響時(shí)向右偏移的距離△ci或左右關(guān)聯(lián)組織間接影響下向右偏移的距離△di。此時(shí)線(xiàn)圈橫向位置為Ci=Bi+△ci或Ci=Bi+△di。

4)計(jì)算線(xiàn)圈受上下關(guān)聯(lián)組織的影響時(shí)線(xiàn)圈的最終位置Di。

仿真圖按照織物工藝反面的效應(yīng)層次進(jìn)行繪制[11]。圖9示出JL40/1F機(jī)型上生產(chǎn)的無(wú)地網(wǎng)多梳拉舍爾花邊織物及其仿真圖。該圖顯示仿真效果與實(shí)物效果十分接近。

圖 9 仿真效果Fig.9 Simulation result. (a) Fabric simulation; (b) Fabric photo

4 結(jié) 語(yǔ)

1)通過(guò)對(duì)無(wú)地網(wǎng)多梳拉舍爾花邊織物的賈卡墊紗規(guī)律研究，總結(jié)出無(wú)地網(wǎng)賈卡的設(shè)計(jì)原理，探索出墊紗效應(yīng)與賈卡顏色組合間的內(nèi)在規(guī)律，使賈卡設(shè)計(jì)原理更加清晰易懂。

2)在傳統(tǒng)多梳賈卡織物CAD軟件基礎(chǔ)上改進(jìn)賈卡意匠設(shè)計(jì)模塊，利用2種顏色設(shè)計(jì)無(wú)地網(wǎng)賈卡意匠圖，賈卡意匠效應(yīng)與織物實(shí)際效應(yīng)具有直觀(guān)聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)了無(wú)地網(wǎng)多梳拉舍爾花邊織物的快速設(shè)計(jì)。

3)研究了織物中線(xiàn)圈形態(tài)的影響規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了無(wú)地網(wǎng)多梳拉舍爾花邊的仿真功能，仿真真實(shí)度高。由于需要多次計(jì)算線(xiàn)圈橫向偏移位置，因而織物仿真速度不夠理想，在今后的研究中需要選擇更加理想的線(xiàn)圈仿真模型，提高織物仿真速度。

FZXB

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Design and simulation of ground net-free multibar Raschel lace

CONG Honglian, LEI Hui, JIANG Gaoming

(EngineeringResearchCenterofKnittingTechnology，JiangnanUniversity，Wuxi，Jiangsu214122,China)

In order to realize the rapid design of the thinnest ground net-free multibar Raschel lace, the paper studies its design principle and design approach, as well as the corresponding relationship between its lapping effect and jacquard pattern grid. A CAD system is developed, specifically for designing the ground net-free multibar Raschel lace. The factors affecting the loop shifting in the fabric are analyzed. The simulation method suitable for the thinnest multibar Raschel lace is found out, and using VC++.net as programming tools the simulation of the thinnest ground net-free multibar Raschel lace is achieved .

lace; ground net-free; multibar； Raschel； design； simulation

0253- 9721(2013)09- 0062- 06

2012-07-26

2013-01-07

叢洪蓮(1976—)，女，副教授。主要研究方向?yàn)獒樋棶a(chǎn)品開(kāi)發(fā)及其在計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用。E-mail:cong@526.cn。

TS 184.3; TP 391.7

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