[發明專利]一種基于纖維在紗條中排列的羅拉牽伸模擬方法

有效

• 申請號: 201710219490.8
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN106868660B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 孫娜;姜展;張弘強;郁崇文;楊建平
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D01H13/32
• 分類號: D01H13/32
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 宋纓;孫健

本發明涉及一種基于纖維在紗條中排列的羅拉牽伸模擬方法，其中包括以下步驟：以后羅拉鉗口線為紗條頭端生成牽伸前纖維在紗條中的隨機排列并計算牽伸前紗條條干不勻；根據纖維變速點分布隨機生成每根纖維的變速點位置并模擬每根纖維變速前的運動；確定牽伸時間、并模擬每根纖維變速后的運動；生成牽伸后纖維在紗條中的新排列并計算牽伸后紗條條干不勻，通過比較牽伸前后纖維在紗條中的排列變化及紗條不勻的變化來分析牽伸效果，優化牽伸工藝。本發明將纖維排列引入到牽伸模擬中，更直觀地反映出牽伸過程中每根纖維的運動，通過對牽伸前后紗條中纖維排列變化及紗條不勻的變化進行比較分析，可以更直觀地判斷牽伸效果，從而能夠對牽伸工藝進行優化。

技術領域

本發明屬紡紗加工智能化中紡紗過程模擬技術領域，特別是涉及一種基于纖維在紗條中排列的羅拉牽伸模擬方法。

背景技術

紡紗是將具有一定幾何特征(長度與細度)的纖維從雜亂無章的狀態加工變為縱向有序排列纖維集合體的過程。而在紡紗過程中，纖維的在紗條中的排列變化主要依賴于牽伸工藝。若能夠根據喂入紗條中的纖維排列，以及不同牽伸工藝下的變速點分布，模擬纖維在牽伸過程中的運動，就可以掌握其牽伸后纖維在紗條中排列的變化，判斷牽伸工藝的合理程度，優化牽伸工藝設置，這將為實現牽伸加工的智能化提供基礎。

目前，很多學者在理論上研究了牽伸過程并模擬了牽伸區中纖維的運動。《牽伸區浮游纖維動態行為的隨機模擬》中對簡單羅拉牽伸進行了模擬，并得到了紗條牽伸過程中的變細曲線以及前羅拉鉗口處紗條截面纖維根數不勻。《Discrete-event simulationmodel of roll-drafting process》中根據離散事件建立了羅拉牽伸的仿真模型，但其采用距離等效運動時間的方法并不能真正反映羅拉牽伸過程中纖維的運動規律。之后，《Study on the fiber distribution in a drafting zone》中也利用離散事件模擬了紗條的羅拉牽伸過程，并分析了紗條中截面纖維根數不勻的變化以及牽伸過程中紗條的變細曲線。盡管他們的模型能夠反映牽伸過程中紗條整體的變化，但它們不能反映各根纖維的狀態變化，而且他們研究的都是紗條截面纖維根數的變化及其不勻的變化，并沒有考慮牽伸造成的紗條短片段不勻。

另外，關于纖維在紗條中的排列的研究已經建立了很多模型，其中《Simulationon fiber random arrangement in the yarn》給出一種隨機模擬纖維在紗條中排列的方法，并給出了根據纖維排列計算紗條極限不勻的方法，這為我們將纖維在紗條中的排列與牽伸模擬的結合分析奠定了基礎。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于纖維在紗條中排列的羅拉牽伸模擬方法，將牽伸過程中每根纖維在紗條中的運動模擬出，從而得到牽伸后纖維在紗條中的新排列，通過比較牽伸前后纖維在紗條中的排列變化及牽伸引起紗條均勻度的變化來評判牽伸效果，并優化牽伸工藝。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種基于纖維在紗條中排列的羅拉牽伸模擬方法，其中包括以下步驟：

(a)以后羅拉鉗口線為紗條頭端生成牽伸前纖維在紗條中的隨機排列并計算牽伸前紗條條干不勻；

(b)根據纖維變速點分布隨機生成每根纖維的變速點位置并模擬每根纖維變速前的運動；

(c)確定牽伸時間、并模擬每根纖維變速后的運動；

(d)生成牽伸后纖維在紗條中的新排列并計算牽伸后紗條條干不勻，通過比較牽伸前后纖維在紗條中的排列變化及紗條不勻的變化來分析牽伸效果，優化牽伸工藝。

本發明的進一步技術方案是，所述步驟(a)中，所述纖維頭端的生成是通過MonteCarlo方法隨機生成，其中纖維頭端在給定的紗條長度內呈均勻分布，將生成的每個纖維頭端按給定的纖維長度向右延伸，即可得到牽伸前紗條中纖維的隨機排列，且其中給定長度紗條中纖維根數是由公式(8)計算：