New Geometrical Model of Woven Fabric Taking into Account the Change of Its Form, Size and Lateral Bending

• Autorzy: Grechukhin A. P. , Rudovskiy Pavel Hikolayevich

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.6076

Warianty tytułu

PL

Nowy model geometryczny tkaniny uwzględniający zmianę jej formy, rozmiaru i zgięcia bocznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper suggests a technique for the construction of fabric three-dimensional models based on the piecewise continuous representation of the thread surface. The approach allows to exclude such simulation defects as "interpenetration" of threads in the fabric, and takes into account the geometric features of the thread structure, the possibility of their bending in several planes, and changes in the form and sectional area. The geometric models obtained can be used to analyse the forces and deformations occurring in the fabric with the help of the finite-element simulation programs in various specialised software complexes, such as ANSYS, LS-DYNA, ABAQUS, NASTRAN etc. The structure parameters which are difficult to calculate using standard techniques, e.g. the pore volume and contact area between threads can be calculated with the help of describing the fabric three-dimensional structure.

PL

W artykule zaproponowano technikę konstrukcji trójwymiarowych modeli tkanin w oparciu o odcinkowo ciągłą reprezentację powierzchni nici. Podejście to pozwoliło wykluczyć defekty symulacyjne, takie jak „przenikanie się” nici w tkaninie, a także uwzględniło cechy geometryczne struktury nici, możliwość ich zginania w kilku płaszczyznach oraz zmiany kształtu i pola przekroju. Uzyskane modele geometryczne mogą być wykorzystane do analizy sił i odkształceń występujących w tkaninie za pomocą programów do symulacji elementów skończonych w różnych specjalistycznych kompleksach programowych, takich jak ANSYS, LS-DYNA, ABAQUS, NASTRAN itp. Ponadto parametry struktury, które są trudne do obliczenia przy użyciu standardowych technik, np. objętość porów i powierzchnia styku między nitkami mogą być z powodzeniem określone za pomocą zaproponowanej w pracy techniki konstrukcji trójwymiarowych modeli tkanin.

Słowa kluczowe

EN

fabric; 3D simulation; warp; filling; bending; fabric structure

PL

tkanina; symulacja 3D; osnowa; wypełnienie; zginanie; struktura tkaniny

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 29, no. 2 (146)
• Strony: 20--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Grechukhin A. P.

• Kostroma State University, Institute of Design and Technology, Kostroma, Russia

• https://orcid.org/0000-0002-7732-3583

autor

Rudovskiy Pavel Hikolayevich

• Kostroma State University, Institute of Design and Technology, Kostroma, Russia

• https://orcid.org/0000-0002-8675-2910

Bibliografia

• 1. Barbero EJ, Trovillion J, Mayugo JA, Sikkil KK. Finite Element Modeling of Plain Weave Fabrics from Photomicrograph Measurements. Composite Structures 2006; 73: 41-52.
• 2. Hivet G, Boisse P. Consistent 3D Geometrical Model of Fabric Elementary Cell. Application to a Meshing Preprocessor for 3D Finite Element Analysis. Finite Elements in Analysis and Design 2005; 42: 25-42.
• 3. Xu H-Y, Jiang J-H, Chen N-L, Lin F-B, Shao H-Q. Finite Element Modeling for the Uni-Axial Tensile Behaviour of Metallic Warp-Knitted Fabric. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2018; 26, 2(128): 49-54. DOI: 10.5604/01.3001.0011.5738.
• 4. Sherburn M, Long A, Jones A, Crookston J, Brown L. Prediction of Textile Geometry Using an Energy Minimization Approach. Journal of Industrial Textiles 2012; 41, 4: 345-369.
• 5. Zhang A, Li X, Sha S, Jiang G. Warp-Knitted Fabrics Simulation Using Cardinal Spline and Recursive Rotation Frame. Journal of Engineered Fibers and Fabrics 2017; 12, 3: 29-38.
• 6. Barburski M, Masajtis J. Modelling of the Change in Structure of Woven Fabric under Mechanical Loading. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2009; 17, 1(72): 39-44.
• 7. Szablewski P.; Numerical Modelling of Geometrical Parameters of Textile Composites. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2008; 16, 6(71): 49-52.
• 8. Başer G. Modeling of Complex Fabric Structures by Methods of Computer Simulation. Journal of Textiles and Engineer 2015; 2, 22(98).
• 9. Kurbak A, Ekmen O. Basic Studies for Modeling Complex Weft Knitted Fabric Structures Part I: A Geometrical Model for Widthwise Curling of Plain Knitted Fabrics. Textile Research Journal 2008; 78, 3: 198-208.
• 10. Lomov SV, Gusakov A V, Huysmans G, Prodromou A, Verpoest I. Textile Geometry Preprocessor for Meso-Mechanical Models of Woven Composites. Composites Science and Technology 2000; 60: 2083-2095.
• 11. Lomov SV. Hierarchy of Textile Structures and Architecture of Fabrics Geometric Models. Textile Research Journal 2001; 71, 6: 534-543.
• 12. Guo K, Wang X, Wu Z, et al. Modelling and Simulation of Weft Knitted Fabric Based on Ball B-Spline Curves and Hooke’s Law//2015 International Conference on Cyber worlds (CW). IEEE, 2015: 86-89.
• 13. Zhang L-Z, Jiang G-M, Miao X-H, Cong H-L. Three-dimensional Computer Simulation of Warp Knitted Spacer Fabric. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2012; 20, 3(92): 56-60.
• 14. Benetskaya VV, Seliverstov VYu, Kiselev AM, Rudovskiy PN, Kiselev MV. Modelling of Fabrics Structure. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Seriya Teknologiya Tekstil’noi Promyshlennosti 2013; 3: 23-28.
• 15. Peirce FT. The Geometry of Cloth Structure. Journal of the Textile Institute 1937; 28, 3: 45-96.
• 16. Abtew MA, Loghin C, Cristian I, Boussu F Bruniaux P, Chen Y, Wang L. Mouldability and its Recovery Properties of 2D Plain Woven P-aramid Fabric for Soft Body Armour Applications. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2019; 27, 6(138): 54-62. DOI: 10.5604/01.3001.0013.4468.
• 17. Penava Ž, Penava DŠ, Knezić Ž. Determination of the Impact of Weft Density on Fabric Dynamic Thickness under Tensile Forces. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2019; 27, 6(138): 46-53. DOI: 10.5604/01.3001.0013.4467.
• 18. Grechukhin AP, Seliverstov VYu. Mathematical Model of Plain Weave Fabric at Various Stages of Formation. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2014; 22, 5(107): 43-48.
• 19. Grechukhin AP, Seliverstov VYu, Rudovskiy PN. The Method of Determination of Yarn Bending Rigidity and Friction Factor During Interaction of Fibers. The Journal of The Textile Institute 2017; 2067-2072 | Received 15 Jul 2015,Accepted 24 Mar 2017, Published online: 11 Apr 2017, DOI 10.1080/00405000.2017.1312676.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).