賽絡(luò)紡復(fù)合成紗機(jī)理、紗線結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性能研究.pdf

1、本研究課題緊密結(jié)合賽絡(luò)紡紗工藝，對賽絡(luò)紡成紗機(jī)理進(jìn)行了理論分析和合理推導(dǎo)，得到了賽絡(luò)紡成紗的一般規(guī)律，然后利用實(shí)測的結(jié)果進(jìn)行分析驗(yàn)證，得到關(guān)于賽絡(luò)紡成紗規(guī)律、結(jié)構(gòu)和性能的定量結(jié)果。在此基礎(chǔ)上側(cè)重于對賽絡(luò)紡復(fù)合成紗技術(shù)的應(yīng)用性研究。
　　 本研究的主要目的是通過對賽絡(luò)紡復(fù)合成紗機(jī)理、紗線結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性能的研究，揭示出組分纖維性能、紡紗工藝參數(shù)、成紗結(jié)構(gòu)參數(shù)以及紗線力學(xué)性能參數(shù)之間的相應(yīng)關(guān)系和內(nèi)在規(guī)律，從而實(shí)現(xiàn)對賽絡(luò)紡紗生產(chǎn)工藝的優(yōu)

2、化控制，為實(shí)際生產(chǎn)中工藝參數(shù)的選擇，最終獲得性能優(yōu)良的紗線質(zhì)量提供理論和實(shí)際依據(jù)。
　　 本課題的研究方法采用理論推導(dǎo)結(jié)合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，以及利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析、擬合理論模型的基本方法。由于賽絡(luò)紡復(fù)合紗線中組分纖維構(gòu)成和成形方式的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致了紗線結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和多樣性，因此本研究在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中采用模擬紡紗結(jié)合圖像分析的方法；由于賽絡(luò)紡成紗中匯聚點(diǎn)的穩(wěn)定狀態(tài)將對成紗和結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生重要影響，對于賽絡(luò)紡動態(tài)成紗機(jī)理和規(guī)律，本研究采用不同染色

3、的粗紗須條進(jìn)行實(shí)際紡紗，同時(shí)利用快速攝像機(jī)對動態(tài)過程進(jìn)行間隔拍攝記錄，然后對匯聚點(diǎn)的動態(tài)規(guī)律進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析；對于復(fù)合紗線的結(jié)構(gòu)特征，則采用圖像分析的方法對其中主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化進(jìn)行分析，利用顯微投影儀對紗線外觀形態(tài)和纖維排列拍攝成圖像，然后觀察并提取能夠代表和反映紗線結(jié)構(gòu)的參數(shù)，最終獲得紡紗規(guī)律和成紗結(jié)構(gòu)特征。
　　 本課題對賽絡(luò)紡復(fù)合成紗機(jī)理、紗線結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究；討論了從纖維性能、成紗工藝、紗線結(jié)構(gòu)到紗線性能

4、的一系列問題及其相互之間的關(guān)系和影響；從賽絡(luò)紡紗最不易控制，同時(shí)也是最有研究意義的匯聚點(diǎn)動態(tài)規(guī)律著手，推導(dǎo)并驗(yàn)證了匯聚三角區(qū)的動態(tài)力學(xué)模型和匯聚點(diǎn)的運(yùn)動規(guī)律；分析解決了鋼絲圈重量、紗線捻度、紡紗張力等工藝參數(shù)對賽絡(luò)紡匯聚點(diǎn)運(yùn)動的控制問題；從賽絡(luò)紡動態(tài)成紗機(jī)理和紗線結(jié)構(gòu)出發(fā)，分析了影響賽絡(luò)紗線結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素，討論了非對稱組分纖維賽絡(luò)紡紗匯聚三角區(qū)的力學(xué)平衡問題，推導(dǎo)出了紡紗參數(shù)與成紗幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系；研究探討了不同組分復(fù)合比例下賽

5、絡(luò)紡紗線的拉伸力學(xué)性能，特別是通過改變組分的復(fù)合比例來獲得不同強(qiáng)力和伸長性能的紗線；最后從纖維性能入手，建立了對稱與非對稱賽絡(luò)紡復(fù)合紗線的拉伸性能理論方程，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和對比分析，進(jìn)一步揭示了賽絡(luò)紡復(fù)合成紗工藝、紗線結(jié)構(gòu)和性能之間的內(nèi)在聯(lián)系。
　　 論文根據(jù)研究的具體內(nèi)容共分為八章。首先第一章是研究的背景，著重介紹了賽絡(luò)紡的研究現(xiàn)狀、實(shí)驗(yàn)結(jié)論與理論取得的成果，以及賽絡(luò)紡紗尚未解決的問題；接下來的第二、三章分別就對稱與非對稱賽

6、絡(luò)紡紗機(jī)理、匯聚點(diǎn)運(yùn)動規(guī)律及成紗結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。首先對賽絡(luò)紡紗匯聚點(diǎn)動態(tài)模型進(jìn)行了分析，結(jié)合紡紗工藝提出了較為切合實(shí)際的動態(tài)模型，可以用來預(yù)測匯聚點(diǎn)的振動規(guī)律和運(yùn)動軌跡。并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證明了匯聚點(diǎn)運(yùn)動是可控的，匯聚點(diǎn)振動形式由賽絡(luò)紡紗參數(shù)所決定；其次，通過分析研究非對稱賽絡(luò)紡復(fù)合成紗力、力矩、扭矩與紡紗參數(shù)間的關(guān)系和匯聚點(diǎn)的運(yùn)動規(guī)律，提出了相應(yīng)措施，可以有效改善由于單紗組分性質(zhì)的差異性而產(chǎn)生的匯聚點(diǎn)不穩(wěn)定性問題，提高成紗性能。

7、>　　 接著第四、五、六章中主要討論了改變賽絡(luò)紡復(fù)合紗工藝參數(shù)對成紗過程、成紗結(jié)構(gòu)參數(shù)以及成紗性能的影響，對捻度的傳遞機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，糾正了一直關(guān)于賽絡(luò)紗線捻度分布的爭議，對影響捻度傳遞機(jī)理以及成紗性能的導(dǎo)紗鉤工藝參數(shù)進(jìn)行了細(xì)致討論和驗(yàn)證；對紡紗張力的另一個影響因素：鋼絲圈工藝參數(shù)進(jìn)行了研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，獲得了一些結(jié)論。最后通過實(shí)驗(yàn)對比，驗(yàn)證了兩種不同材料在不同的紡紗系統(tǒng)下，采用不同的紡紗工藝參數(shù)加工的賽絡(luò)紡紗的狀況。結(jié)果表明：通

8、過采用不同的鋼絲圈重量，可以獲得不同的紡紗張力和不同的匯聚點(diǎn)振動形式，最終獲得不同的紗線結(jié)構(gòu)與性能；第五章則從成紗過程中幾何、力學(xué)機(jī)理的角度，理論上推導(dǎo)了賽絡(luò)紡復(fù)合成紗過程中，喂入間距的變化與匯聚三角區(qū)的匯聚夾角、須條張力的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上分別進(jìn)行了對稱和非對稱賽絡(luò)紡復(fù)合成紗結(jié)構(gòu)參數(shù)的圖像分析，研究了間距同主要成紗結(jié)構(gòu)參數(shù)：如成紗直徑、加捻角、捻度節(jié)距長度之間的關(guān)系，推導(dǎo)了不同組分纖維性能對成紗結(jié)構(gòu)與性能參數(shù)的影響，計(jì)算得到了成紗強(qiáng)力計(jì)

9、算中需要的參數(shù)，為下一步的理論計(jì)算打下了基礎(chǔ)。第六章借鑒了以前文獻(xiàn)中對混紡紗的混紡比例和性能關(guān)系的研究方法，對賽絡(luò)紡復(fù)合紗中的組分纖維比例和成紗性能的關(guān)系進(jìn)行了研究和討論，建立了不同組分比例條件下復(fù)合紗線的拉伸強(qiáng)力和伸長的理論表達(dá)式，并經(jīng)過了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，能夠較好地反映復(fù)合比例與成紗拉伸性能的關(guān)系。
　　 在前面討論的基礎(chǔ)上，第七章主要對賽絡(luò)紡復(fù)合成紗機(jī)理、紗線結(jié)構(gòu)及其性能預(yù)測進(jìn)行了理論研究。結(jié)合復(fù)合紗線成紗工藝、組分特點(diǎn)、紗線結(jié)構(gòu)

10、、斷裂機(jī)理，從纖維力學(xué)性能著手，以理論推導(dǎo)與實(shí)驗(yàn)確定參數(shù)的方法，分別對兩種不同組分結(jié)構(gòu)的對稱與非對稱復(fù)合紗的力學(xué)性能進(jìn)行了理論擬合，并作了實(shí)驗(yàn)對比驗(yàn)證；第八章則對本課題所研究的結(jié)論做了歸納與總結(jié)，并對今后的研究工作提出看法與展望。
　　 本論文從纖維性能、紡紗工藝、紗線結(jié)構(gòu)來預(yù)測最終復(fù)合紗性能的研究方法，可以對一些經(jīng)典紡紗理論問題的研究進(jìn)行借鑒和改進(jìn)，豐富了紡織理論，對于更深入地了解賽絡(luò)紡系統(tǒng)，掌握賽絡(luò)紗線結(jié)構(gòu)和性能，完善賽絡(luò)紡