棉織物懸垂系數(shù)與懸垂外觀形貌外張及均勻程度的關(guān)系

莫振恩,佐同林,吳 薇,王子鶴

(內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051)

棉織物懸垂系數(shù)與懸垂外觀形貌外張及均勻程度的關(guān)系

莫振恩,佐同林,吳 薇,王子鶴

(內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051)

文章對棉織物懸垂系數(shù)F、波峰半徑離散系數(shù)CVRc、波谷半徑離散系數(shù)CVRt、波峰分布角離散系數(shù)CVα等指標(biāo)進行了測試，采用數(shù)據(jù)擬合的方法得到了關(guān)系方程。

棉織物；懸垂系數(shù)；波峰；波谷

目前，關(guān)于織物懸垂的研究主要集中在以下方面：其一，測試織物的組織結(jié)構(gòu)參數(shù)，分析其與懸垂性之間的關(guān)系，導(dǎo)出回歸方程，從而進行懸垂預(yù)測[1-4]；其二，使用KES-FB或FAST系統(tǒng)測試織物的物理機械性能，分析其與織物懸垂性能(主要是懸垂系數(shù))的關(guān)系[5-11]；其三，研究懸垂的新型測試技術(shù)及儀器開發(fā)[12-14]；其四，基于組織結(jié)構(gòu)參數(shù)或物理機械性能，采用一定的數(shù)學(xué)模型對靜態(tài)懸垂和動態(tài)懸垂的模擬和仿真[15-21]。關(guān)于織物懸垂系數(shù)與其外觀形貌之間關(guān)系的研究還不多見。本文選用棉織物，測試其懸垂系數(shù)，以及反映懸垂外觀形貌的波峰波谷外張、波峰分布均勻情況的相關(guān)指標(biāo)，分析二者之間的關(guān)系，并進行科學(xué)論證。

1 實驗

1.1 實驗材料

選用29種棉織物，規(guī)格如表1所示，按國標(biāo)要求裁剪制樣。

1.2 實驗方法

將織物平展在圖1所示織物展開平臺上，支撐圓盤以500 mm/min的速度慢慢升起到織物完全脫離織物展開平臺為止，懸垂形成。

數(shù)碼相機垂直采集懸垂圖像，將懸垂圖像導(dǎo)入Matlab環(huán)境，對其進行圖像處理和計算，從而得到懸垂系數(shù)F、波峰半徑離散系數(shù)CVRc、波谷半徑離散系數(shù)CVRt、波峰分布角離散系數(shù)CVα。依照下文所述方法，進行統(tǒng)計分析。

表1 選用織物的基本參數(shù)情況

圖1 織物展開平臺

2 結(jié)果與討論

2.1 波峰半徑離散系數(shù)CVRc波谷半徑離散系數(shù)CVRt

大量實驗證明，對于懸垂系數(shù)小的織物，波峰半徑均勻情況的感官沖擊明顯強于波谷半徑，波谷半徑分布往往不能引起注意，如圖2所示。但是對于懸垂系數(shù)較大或各向異性較突出的織物則相反，波峰的外張程度基本很相近，波谷半徑均勻情況的感官沖擊明顯增強，要優(yōu)于波峰半徑，這個時候，我們更關(guān)心波谷半徑的情況，如圖3所示。

圖2 不同CVRc的織物懸垂效果圖

圖3 不同CVRt的織物懸垂效果圖

對懸垂系數(shù)F和波峰半徑離散系數(shù)CVRc、波谷半徑離散系數(shù)CVRt在置信度95%下，分別按照式1、式2擬合，擬合曲線如圖4、圖5所示。擬合數(shù)據(jù)如表2、表3所示。

CVRc=A+B1×F+B2×F2

(1)

CVRt=A+B1×F+B2×F2+B3×F3

(2)

波峰半徑離散系數(shù)CVRc、波谷半徑離散系數(shù)CVRt和懸垂系數(shù)F的擬合曲線分別為f(F,CVRc)和f(F,CVRt)，二者的變化趨勢明顯不同；f(F,CVRc)整體趨勢為遞減，表明隨著懸垂系數(shù)的增大織物越來越硬挺，導(dǎo)致各波峰張角變化趨于一致，則波峰半徑的離散越來越小；f(F,CVRt)先遞增后又緩慢遞減，在F∈(10%,30%)時，CVRt單調(diào)遞增明顯，說明波谷的外張能力有所變化且逐漸加強，在F∈(30%,100%)時，CVRt緩慢遞減，波谷張角變化趨于一致。

圖4 CVRc和F的擬合曲線圖

圖5 CVRt和F的擬合曲線圖

系數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)誤差決定系數(shù)(COD)標(biāo)準(zhǔn)差樣本數(shù)PA4.7510.6470.3460.717290.004B1-0.0790.037B26.422E-44.638E-4

表3 CVRt和F擬合相關(guān)數(shù)據(jù)表

曲線f(F,CVRc)的決定系數(shù)為0.346，擬合效果一般，但曲線整體呈先遞減后一致的趨勢變化較為明顯。曲線f(F,CVRt)的決定系數(shù)為0.619，擬合效果一般，但曲線整體呈先遞增后一致的趨勢變化較為明顯。

2.2 波峰分布角離散系數(shù)CVα

大量的試驗證明，波峰分布角是否均勻，即離散較小，對于懸垂外觀的影響非常顯著，其對人眼的感官沖擊要強于波峰半徑和波谷半徑是否均勻所造成的視覺效果，如圖6所示。

圖6 不同波峰分布角離散系數(shù)的織物懸垂效果圖

對懸垂系數(shù)F和波峰分布角離散系數(shù)CVα在置信度95%下，按照式3擬合，擬合曲線如圖7所示。擬合數(shù)據(jù)如表4所示。

CVα=A+B1×F+B2×F2+B3×F3

(3)

圖7 CVα和F的擬合曲線圖

系數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)誤差決定系數(shù)(COD)標(biāo)準(zhǔn)差樣本數(shù)PA48.0341.6510.8680.78729<0.0001B10.5350.154B2-0.0090.004B34.911E-53.382E-5

波峰分布角離散系數(shù)CVα和懸垂系數(shù)F的擬合曲線為f(F,CVα)。f(F,CVα)單調(diào)遞增，且先快后慢。隨著懸垂系數(shù)F的增大，織物懸垂波峰分布越來越不均勻，在F∈(10%,35%)區(qū)間這種不勻變化較為明顯，在F∈(35%,80%)區(qū)間，這種不勻變化較緩慢。

曲線f(F,CVα)的決定系數(shù)為0.868，擬合效果較好，曲線變化趨勢明顯。P值小于0.0001，說明式3非常顯著。

3 結(jié)論

3.1 懸垂系數(shù)F小的織物，其波峰半徑均勻情況對懸垂外觀的影響明顯強于波谷半徑，波谷半徑分布一般不能引起注意。對于懸垂系數(shù)F較大或各向異性較突出的織物，波峰外張程度基本相近，波谷半徑均勻情況對懸垂外觀的影響增強，且優(yōu)于波峰半徑。

3.2 波峰分布角對于懸垂外觀的影響非常顯著，其對織物懸垂外觀的影響程度明顯大于波峰半徑和波谷半徑。CVα和F的擬合曲線f(F,CVα)單調(diào)遞增。在F∈(10%,35%)區(qū)間，CVα不勻變化較為明顯；在F∈(35%,80%)區(qū)間，CVα不勻變化較緩慢。

3.3 CVRc、CVRt和F的擬合曲線f(F,CVRc)和f(F,CVRt)的變化趨勢明顯不同；f(F,CVRc)整體趨勢為遞減，隨著F的增大織物越來越硬挺，導(dǎo)致各波峰張角變化趨于一致，波峰半徑的離散越來越小。f(F,CVRt)先遞增后又緩慢遞減，在F∈(10%,30%)時，CVRt單調(diào)遞增明顯，說明波谷的外張能力有所變化且逐漸加強，在F∈(30%,100%)時，CVRt緩慢遞減，波谷張角變化趨于一致。

[1] 許蘭杰,李紹佳.織物的懸垂性能與其結(jié)構(gòu)參數(shù)關(guān)系的探討[J].遼寧絲綢,2013,(3):20—21.

[2] 荊妙蕾.輕薄型精紡毛織物的結(jié)構(gòu)參數(shù)對其服用性能的影響[J].毛紡科技,2006,(5):48—51.

[3] 姜為青.薄型精紡毛織物懸垂性與結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系[J].紡織科技進展,2006,(4):69—70.

[4] 周華,邵琰芳,王春燕,溫泉,周玲玲.滌綸織物性能指標(biāo)與懸垂形態(tài)關(guān)系[J].紡織學(xué)報,2011,32(6):39—44.

[5] 任霞.毛精紡西服面料風(fēng)格研究[D].鄭州: 中原工學(xué)院,2011.

[6] 王建平.精紡毛織物風(fēng)格綜合評價與設(shè)計應(yīng)用[D].蘇州: 蘇州大學(xué),2006.

[7] 王春燕.精紡毛織物懸垂性研究[J].毛紡科技,2012,(3):58—91.

[8] 孫艷,楊建忠,郭娟琛.超細(xì)羊毛精紡毛織物動態(tài)懸垂性的研究[J].上海毛麻科技,2008,36(3):12—15.

[9] 張輝,朱華,張建春.織物彎曲、折皺和懸垂性能的比較研究[J].毛紡科技,2003,(3):58—61.

[10] 張輝,范立紅,朱華.織物靜態(tài)懸垂性能的分析[J].現(xiàn)代紡織技術(shù),2003,11(1):3—7.

[11] 周玲玲.織物力學(xué)性能指標(biāo)與懸垂形態(tài)關(guān)系研究[D].杭州: 浙江理工大學(xué),2011.

[12] 匡才遠(yuǎn),秦芳.織物懸垂性測試及模擬研究[J].廣西輕工業(yè),2010,(11):89—91.

[13] 齊紅衢.織物懸垂測試及三維預(yù)測系統(tǒng)開發(fā)[D].杭州: 浙江理工大學(xué),2011.

[14] 劉成霞,陳金芳.支撐臺及試樣形狀對毛織物懸垂性的影響[J].毛紡科技,2012,(10):59—64.

[15] 師瑯,孫潤軍.織物動態(tài)懸垂性的模擬研究[J].紡織科技進展,2012,(4):63—64.

[16] 沈毅,齊紅衢.織物懸垂形態(tài)的模擬仿真[J].紡織學(xué)報,2010,31(10):34—39.

[17] 李翠玉,張義同,徐家福.機織物懸垂屈曲的數(shù)值模擬[J].天津大學(xué)學(xué)報,2007,40(1):46—50.

[18] 李翠玉,張義同,張小濤.基于MSC．Marc接口的機織物懸垂屈曲數(shù)值模擬[J].機械工程學(xué)報,2008,44(4):165—170.

[19] 徐軍.織物懸垂性的數(shù)字化研究技術(shù)[J].青島大學(xué)學(xué)報(工程技術(shù)版),2002,17(2):31—34.

[20] 王會嶺.基于紗線及面料性能的織物動靜態(tài)懸垂模擬[D].上海: 東華大學(xué),2013.

[21] 譚凱協(xié).織物懸垂性的計算機仿真研究[D].蘇州: 蘇州大學(xué),2006.

[22] 佐同林.織物懸垂性能分析及評價體系的建立[D].上海:東華大學(xué),2004.

Relationship between Drape Coefficient and Spread &Uniform in Drape Appearance of Cotton Fabric

MoZhenen,ZuoTonglin,WuWei,WangZihe

(Inner Mongolia University of Technology,Hohhot 010051, China)

Drape coefficient F, crest radius dispersion coefficient CVRc, trough radius dispersion coefficient CVRt,crest distribution angle dispersion coefficient CVαwere tested and analyzed. Relationship equation was obtained through data fitting method.

cotton fabric; drape coefficient; wave crests;wave troughs

2014-07-18

內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)研究項目(項目編號：NJZC13127)

莫振恩(1986—)，男，廣西南寧人，碩士研究生。

TS116

A

1009-3028(2014)06-0011-04