無地網多梳拉舍爾花邊的設計與仿真

叢洪蓮， 雷 惠， 蔣高明

(江南大學 針織工程研究中心， 江蘇 無錫 214122)

無地網多梳拉舍爾花邊的設計與仿真

叢洪蓮， 雷 惠， 蔣高明

(江南大學 針織工程研究中心， 江蘇 無錫 214122)

為實現對無地網多梳拉舍爾花邊織物的快速設計，歸納了無地網多梳拉舍爾花邊織物的賈卡設計原理，研究了無地網多梳拉舍爾花邊的設計方法和無地網多梳拉舍爾花邊織物的墊紗效應與賈卡意匠圖之間的對應關系，開發出專用于無地網多梳拉舍爾花邊設計的CAD系統。同時，分析了織物中影響線圈偏移的因素，研究適合無地網多梳拉舍爾花邊織物的仿真方法，并利用VC++.NET作為編程工具實現了無地網多梳拉舍爾花邊織物的仿真。

花邊； 無地網； 多梳； 拉舍爾； 設計； 仿真

無地網多梳拉舍爾花邊在配備成圈型賈卡裝置的多梳拉舍爾經編機上編織，不使用成圈地梳形成地網，僅用成圈賈卡梳形成基本網孔和花式網孔。織物質地輕薄，晶瑩通透，可在不依賴厚重組織的前提下產生輕微塑身效果，為高檔內衣、晚禮服等提供了高品質面料[1]。

無地網多梳拉舍爾花邊技術是近幾年最新發展的花邊技術，國內2011年才開始引進這類機型，相關研究較少[2]。本文研究了無地網多梳拉舍爾花邊織物的設計方法，在江南大學推出的WKACD4.2系統上延伸開發了新的模塊，專門用于無地網多梳拉舍爾花邊織物的設計，實現了對這類織物賈卡意匠花型的快速設計和高效仿真，提高了對無地網多梳拉舍爾花邊織物的開發能力和設計效率。

1 無地網多梳拉舍爾花邊賈卡設計

無地網多梳拉舍爾花邊織物在墊紗設計時，必須保證每根針在每個橫列都能且只能墊到1根紗，以避免漏針，影響織物的外觀和質量[3]。

1.1 賈卡設計原理

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

賈卡設計采用三針技術，半機號配置的分離賈卡梳滿穿配置反向墊紗[4]。JB2.1作用于奇數縱行，JB2.2作用于偶數縱行。圖1示出當奇數縱行賈卡顏色為白色時，與其右側縱行的所有墊紗組合。JB2.1、JB2.2墊紗運動的所有組合方式有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 賈卡墊紗規律總結

表1中A列奇偶縱行的墊紗軌跡是完全對稱的，符合墊紗要求，歸納為4個基本組合單元，如表2所示。基本單元在橫向上重復排列，縱向上任意組合形成大面積的地網。

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

表2中，單元1為密實效應，單元2、3為小網孔效應，單元4為大網孔效應。單元2、3、4在縱向單獨排列，會形成分離縱行，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出現分離縱行，影響織物整體強力，在實際生產中應當避免。

表1中B列的墊紗不對稱，橫向上重復排列會漏針，只能在區域交界處進行連接。設計時出現C、D 2列的墊紗組合時，需要修改賈卡顏色[5]，將其中1種賈卡顏色進行修改，使其墊紗方式更正為A、B縱行的賈卡組合。

2 無地網賈卡快速設計方法

2.1 賈卡意匠圖與墊紗運動的關系

無地網賈卡的配合原則如圖2所示。A列為奇數縱行兩側的賈卡顏色配合原則，B列為偶數縱行兩側的賈卡顏色配合原則。每個賈卡顏色確定后，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。根據織物上相鄰縱行之間是否有延展線，定義賈卡設計意匠顏色，灰色代表相鄰縱行之間有延展線，白色代表無延展線。以中間一格為當前意匠格，兩色設計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應情況如圖3所示。

圖3 墊紗效應與意匠顏色之間關系Fig.3 Relation between lapping effect and jacquard colour

2.2 意匠圖的自動轉換

計算機可根據其相鄰顏色的配合以及所在奇偶縱行，自動判斷其墊紗運動情況，定義兩色意匠圖中前意匠顏色為N=Colour(x,y)，其左側的意匠格顏色為L=Colour(x-1,y)，右側的意匠格顏色為R=Colour(x+1,y)，L,N,R的取值為0，1。0代表縱行之間無延展線，1代表縱行之間有延展線。定義數組M=(L，N，R)代表四色賈卡意匠圖顏色，M的取值為賈卡效應數[6]，取值范圍為1，2，…，8。1～4代表奇數縱行的綠白紅藍，5～8代表偶數縱行的綠白紅藍，賈卡顏色對應不同的偏移信息，定義T代表偏移，H代表不偏[7]。賈卡效應與墊紗組織間的對應關系如表3所示。

表3 無地賈卡效應與墊紗組織的關系Tab. 3 Relationship between jacquard effect and lapping

圖3中的對應關系用數學方式表達如下。當前意匠格位于奇數縱行。

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)

當前意匠格位于奇數縱行:

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)

計算機通過判斷x為奇數還是偶數將兩色意匠格中的賈卡信息自動轉換為四色意匠格中的賈卡顏色信息，進而控制墊紗運動的生成。設計人員只需要根據織物中縱行之間是否有延展線利用2種顏色設計賈卡意匠圖即可，賈卡設計方法得到簡化，如圖4示出傳統四色賈卡意匠圖設計與兩色意匠圖快速設計的對比。

圖4 賈卡傳統設計與快速設計對比圖Fig.4 Contrast of tradition and rapid jacquard design. (a)Four colour jacquard drafting; (b)Two colour jacquard drafting

3 無地網多梳拉舍爾花邊仿真

3.1 延展線作用下線圈的偏移規律

在初始狀態下，所有線圈都呈直立狀，1個獨立的線圈根部受到2根延展線的牽拉作用，作用的結果使線圈根部向一側偏移[9]。圖5示出線圈的延展線模型。圖中組成線圈的延展線方向有4種類型，定義1、2為進延展線，3、4為出延展線。

圖 5 線圈延展線模型Fig.5 Underlap model

圖 6 線圈偏移Fig.6 Loop migration

圖6示出線圈偏移情況。在初始狀態，線圈根部處于A位置，當受到延展線作用力F后，線圈根部發生位移，偏移到B位置。線圈向右偏移的位移為△b。

△b=K0△a(K1n1+K2n2)

(1)

式中:K0為紗線張力系數；△a為線圈初始距離,△a=10/ρwpc，ρwpc為織物的成品橫密,個/cm；n1、n2分別為進出延展線跨越的針距數，n的取值為0，1，2；K1、K2分別為進出延展線對線圈偏轉角影響系數，當延展線為1、3類型時，K1、K2取負數，為2、4類型時，K1、K2取正數。K1的絕對值大于K2，K1、K2的值可以通過計算機試驗測算獲得。

3.2 關聯組織影響下線圈縱行偏移規律

無地網多梳拉舍爾花邊織物的地網由密實、網孔、稀薄等組織組合，形成不同花型。在仿真過程中，關聯效應導致的受力變形是必須考慮的因素[10]。

3.2.1 左右關聯組織的影響

在網眼組織與密實組織區域交界處，線圈縱行的偏移距離明顯，如圖7所示。由于密實組織的作用力大于網孔區域，線圈縱行向密實區域偏移。

圖7 左右關聯組織的影響Fig.7 Effect of correlation organization

在仿真過程中，通過調節線圈左右密實組織所占的縱行數可調整當前線圈的偏移距離。若某一縱行左右直接與密實組織相鄰，則密實組織對該縱行的影響為直接影響，若縱行兩側不與密實組織直接相鄰，但是相鄰的3個縱行內有密實組織，則密實組織對該縱行的影響為間接關聯組織的影響。

左右關聯組織直接影響下，線圈向右偏移距離△c的計算方法為

(2)

式中：X、Y分別為當前線圈左、右側相鄰的密實組織的個數，△m=Y-X。

左右關聯組織間接影響下，線圈向右偏移距離為

(3)

3.2.2 上下關聯組織的影響

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，圖8(b)為受力模型圖。

圖中，A為編鏈段在受力未發生變形時的狀態，B為編鏈段在延展線作用下發生偏移，達到受力平衡形成的最終狀態。

不僅是編鏈組織，所有線圈組織都會受到其上下相鄰的關聯組織影響，在仿真時，每個線圈都以其上下3個線圈的橫向位置的平均值作為該線圈的橫向最終位置。

3.3 織物的仿真功能的實現

計算機在進行織物仿真時，采用六點線段線圈模型進行仿真，若想得到更加圓滑的線圈效果，也可采用樣條曲線模型模擬線圈。為了保證仿真速度，假設織物縱向位置不變，計算機通過多次判斷線圈偏移數據，修正線圈橫向位置，最終得到仿真效果。

1)根據織物橫度確定線圈初始位置。縱向初始間距為△h=10/ρcpc，橫向初始間距△a。每個線圈的縱向相對位置在確定后保持不變，橫向初始位置為Ai。

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

3)判斷線圈是否受左右關聯組織影響，計算線圈受左右關聯組織的直接影響時向右偏移的距離△ci或左右關聯組織間接影響下向右偏移的距離△di。此時線圈橫向位置為Ci=Bi+△ci或Ci=Bi+△di。

4)計算線圈受上下關聯組織的影響時線圈的最終位置Di。

仿真圖按照織物工藝反面的效應層次進行繪制[11]。圖9示出JL40/1F機型上生產的無地網多梳拉舍爾花邊織物及其仿真圖。該圖顯示仿真效果與實物效果十分接近。

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

4 結 語

1)通過對無地網多梳拉舍爾花邊織物的賈卡墊紗規律研究，總結出無地網賈卡的設計原理，探索出墊紗效應與賈卡顏色組合間的內在規律，使賈卡設計原理更加清晰易懂。

2)在傳統多梳賈卡織物CAD軟件基礎上改進賈卡意匠設計模塊，利用2種顏色設計無地網賈卡意匠圖，賈卡意匠效應與織物實際效應具有直觀聯系，實現了無地網多梳拉舍爾花邊織物的快速設計。

3)研究了織物中線圈形態的影響規律，實現了無地網多梳拉舍爾花邊的仿真功能，仿真真實度高。由于需要多次計算線圈橫向偏移位置，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圈仿真模型，提高織物仿真速度。

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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。主要研究方向為針織產品開發及其在計算機上的應用。E-mail:cong@526.cn。

TS 184.3; TP 391.7

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