噴射口角聯鎖織物結構設計

許 鶴，唐予遠,，馬 菲，單晶晶，張彩虹

(中原工學院，a.紡織學院；b.河南省功能性紡織材料省級重點實驗室，鄭州 450007)

噴射口角聯鎖織物結構設計

許 鶴a，唐予遠a,b，馬 菲a，單晶晶a，張彩虹b

(中原工學院，a.紡織學院；b.河南省功能性紡織材料省級重點實驗室，鄭州 450007)

文章對角聯鎖織物結構圖進行研究分析，通過改變實口角聯鎖或空口角聯鎖結構圖中的經紗交織規(guī)律，進而可以設計與其相對應的帶有噴射口的實口角聯鎖或空口角聯鎖織物結構圖。根據結構圖利用Excel畫出其上機圖，沿用上述的設計方法，在其結構圖上增加一個或多個組織循環(huán)，通過小樣織機就可以制得噴射口結構大小不同的織物；增加共緯次數可以得到噴射口與噴射口之間距離不一的織物組織。結果表明，該方法借助于CAD繪圖軟件可以使復雜的噴射口角聯鎖結構圖設計變得簡便快速。

角聯鎖；組織循環(huán)；空口結構;噴射口結構

0 引 言

角聯鎖織物是三維織物組織的一種，該組織結構具有一定的規(guī)律性，目前對其幾何結構和力學性能[1-4]的研究頗多，但對其結構設計研究甚少，而對噴射口角聯鎖結構設計研究尤少。丁辛等[5-6]分析研究了三維機織復合材料的幾何模型與結構；白燕[7]、楊彩云等[8]、主要研究了正則角聯鎖結構的設計方法；盧士燕等[9]設計了角度聯鎖織物；聶建斌等[10]運用分式的方法，設計了實口角聯鎖織物組織圖的設計，而空口角聯鎖結構圖的設計并未給出；顧平教授在《織物結構與設計學》一書中，給出了帶噴射口的實口角聯鎖織物結構圖[11]，此書對帶噴射口的空口角聯鎖織物結構圖及其形成過程以及設計方法尚未給出。

本文在兩種相同的角聯鎖織物結構基礎上，通過改變經紗的交織規(guī)律，從而形成一列沿經紗方向與緯紗平行，且形狀大小相同的通道，該結構即為噴射口角聯鎖織物結構。噴射口角聯鎖組織的產生使角聯鎖織物組織的設計變得靈活多樣，繼而可以根據實際所需選擇并設計出相應的組織結構。

1 實口角聯鎖結構圖分析

角聯鎖織物經緯紗細度已定的情況下，織物的厚度與緯紗重疊層數具有直接關系，而緯紗在打緯時易重疊，因此緯角聯鎖組織在實際應用中相對較為廣泛，文中提到的角聯鎖織物如無特殊說明均指多重緯角聯鎖織物。角聯鎖織物經緯紗交織過程中每個經紗交織口有且僅有一根緯紗織入，則形成實口結構。在設計實口角聯鎖織物時，根據角聯鎖經緯紗組織循環(huán)關系[12]，進而確定經緯紗數，并設計出兩個同種結構的兩層角聯鎖組織圖，如圖1所示(文中結構圖的數字均為自行定義的經紗編號)。

圖1 兩個兩層實口角聯鎖織物結構圖

1.1 帶噴射口的實口角聯鎖織物的設計

在實口角聯鎖織物的基礎上，通過任意改變上下兩種相同組織結構的經紗交織規(guī)律，從而形成了一種對稱結構的帶噴射口的實口角聯鎖組織。結合圖1、圖2，若改變圖1組織中的第一根與第六根經紗規(guī)律便形成了一種新的組織結構(如圖2所示)，即為帶噴射口的四層實口角聯鎖組織結構。根據其結構圖利用Excel畫出與其相對應的上機圖(如圖3所示)，有此上機圖即可以在普通織機上生產制造。經大量研究得出，若圖2增加圖1所示的組織循環(huán)可以使其噴射口變大(如圖4所示)；進一步對圖4改變其經紗的交織規(guī)律形成多次共緯，制得的織物組織其噴射口與噴射口之間的距離變大(其結構圖如圖5所示)，因此可以根據實際需要設計出噴射口大小和噴射口與噴射口之間距離不同的織物組織。

圖2 帶有噴射口四層實口角聯鎖織物結構圖

圖3 噴射口四層實口角聯鎖組織上機圖

圖4 四個組織循環(huán)的四層噴射口的實口角聯鎖結構圖

圖5 六次共緯的噴射口角聯鎖結構圖

1.2 帶噴射口的空口角聯鎖織物的設計

角聯鎖織物經緯紗交織過程中形成緯紗空缺經紗交叉口時，即為空口結構，空口結構分為普通空口結構和最大空口結構，以最大空口角聯鎖織物為例設計噴射口空口角聯鎖織物。當緯重數保持不變時，在不允許經紗重疊的情況下，Rjmax=2(N-1)+2=2N(N為層數)為最大空口角聯鎖的最大值[12]，根據新的經緯紗循環(huán)關系確定最大空口經緯紗數目分別為2N與2N2，進而設計出最大空口角聯鎖織物(如圖6所示)。利用上述設計方法，任意改變圖6(a)中的兩層空口角聯鎖織物組織經紗的交織規(guī)律便形成一種帶有噴射口的空口角聯鎖織物結構(如圖7所示)。同理，若圖7增加圖6(a)的組織循環(huán)可以使噴射口增大；改變經紗的交織規(guī)律，可以使得噴射口與噴射口之間的距離變大(如圖8所示)。

圖6 最大空口數目角聯鎖織物結構圖

圖7 帶有噴射口的四層空口角聯鎖結構圖

圖8 噴射口組織循環(huán)增加的四層空口角聯鎖結構圖

2 結 論

本文以兩種實口角聯鎖為例分析，通過改變其經紗交織規(guī)律,形成一種新的組織結構，即為帶噴射口的角聯鎖組織。在實口角聯鎖織物結構的基礎上，設計了空口角聯鎖織物結構，并對其深入研究得到了帶有噴射口的空口角聯鎖織物結構。研究結果表明：增加噴射口角聯鎖織物的組織循環(huán)和共緯次數，可以分別制得噴射口大小不同和噴射口與噴射口之間距離不一的織物組織。利用該方法設計的噴射口角聯鎖結構，在普通織機上就可以織造織物，然后將其加工成復合材料，進而可以對比分析并探討噴射口角聯鎖復合材料的幾何結構及其力學性能，最終根據實際所需來選擇合理有效的組織結構。

[1] 李艷清，祝成炎，田 偉，等.填經紗對三維角聯鎖結構符合材料準靜態(tài)侵徹性能的影響[J].紡織學報，2013，34(7):69-73.

[2] 唐予遠，李 虹，章 偉，等.三維機織多孔復合材料的橫向沖擊力[J].紡織學報，2010，31(2):44-49.

[3] 王春霞，宋孝浜，金利民.三緯角聯鎖機織復合材料三點彎曲破壞的有限元計算[J].紡織學報，2014，35(3):41-45.

[4] 楊 格，潘忠祥.三緯角聯鎖機織復合材料三點彎曲疲勞的細觀結構效應[J].玻璃鋼/復合材料，2014(3):13-17.

[5] 丁 辛，易洪雷.三維機織幾何結構的表征[J].東華大學學報，2003,29(3):15-19.

[6] 丁 辛，易洪雷.三維機織結構的幾何模型[J].復合材料學報，2003,20(5):108-113

[7] 白 燕.正則多重緯角聯鎖機織物的快速設計[J].紡織學報，2013，34(2):61-64.

[8] 楊彩云，李嘉祿.復合材料用3D角聯鎖結構預制件的結構設計及新型制造技術[J].東華大學，2005，31(5)：53-58.

[9] 盧士燕，聶建斌.角度聯鎖三維機織物的設計與生產[J].棉紡織技術，2005,33(2):72-75

[10] 聶建斌，盧士燕.角聯鎖織物的組織設計[J].紡織學報，2006，27(3):90-91.

[11] 顧 平.織物組織與結構學[M].上海:東華大學出版社，2010：152-155.

[12] 顧 平.多重緯角聯鎖三維機織物結構設計[J].上海紡織科技，2002，30(4):24-26.

(責任編輯：許惠兒)

Design of Jet Angle-interlock Fabric Structure

XUHea,TANGYu-yuana,b,MAFeia,SHANJing-jinga,ZHANGCai-hongb

(a.College of Textiles;b.Provincial Key Laboratory of Functional Textile Materials of Henan, Zhongyuan University of Technology, Zhengzhou, 450007, China)

This paper studies and analyzes the structure diagram of angle-interlock fabrics, designs the corresponding solid angle-interlock or empty angle-interlock fabric structure diagram by changing the warp weaving law in the diagram, and draws its looming draft with Excel according to the structure diagram. With the design method above, fabrics with different size of jet structure can be made with sampling loom by adding one or more weaving cycles on the structure diagram. Weave structure with different distance between jets can be obtained by increasing the total number of weft. The result shows that this method can make complicated jet angle-interlock structure diagram design become easy and fast with CAD mapping software.

angle-interlock; weaving cycle; empty structure; jet structure

2014-12-16

許 鶴(1987-)，男，河南商丘人，碩士研究生，主要從事紡織材料與紡織品設計方面的研究。

TS105.11

A

1009-265X(2015)04-0017-03