Geometric Model for Multi-axial Warp-knitted Fabric Based on NURBS

• Autorzy: Jiang G , Gu L , Cong H L , Miao X H , Zhang A , Gao Z

Warianty tytułu

PL

Model geometryczny wieloosiowej dzianiny osnowowej oparty na krzywych NURBS

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Based on studying the constitution of yarn system and the geometric modality of relevant yarns in the multi-axial warp-knitted structure, 3D solid models of the loop yarns, insertion yarns and chopped strand mat in modern multi-axial warp-knitted fabrics were built to reflect the geometric structures of the three items by using NURBS curves and the principle of curved surfaces. Besides, OpenGL was employed to explore the corresponding 3D computer simulation system under the condition of VC++.NET, which could simulate the geometric model of multi-axial warp-knitted fabric. Meanwhile, through the selection of the unit cell of the fabric, the unit cell model of modern multi-axial warp-knitted fabric with chopped strand mat was developed and the relation between geometric parameters and process variables was deduced. The theoretical fibre volume fraction formula of modern multi-axial warp-knitted fabric with chopped strand mat was obtained as well. Furthermore, by using different specifications of fabric as samples, theoretical and experimental values of the fibre volume fraction were compared. The results revealed that there was good agreement between the theoretical and experimental values, which proved that the model was scientific and practical.

PL

Na podstawie badań struktury systemu przędz i geometrycznej modalności odpowiednich przędz w wieloosiowej dzianej strukturze osnowowej opracowano modele brył 3D przędz pętli, przędz wprowadzanych i struktur z włókien odcinkowych we współczesnych wieloosiowych dzianinach osnowowych w celu zobrazowania ich geometrycznych struktur dzięki zastosowaniu krzywych NURBS i reguł dotyczących zakrzywionych powierzchni. Oprócz tego zastosowano program OpenGL dla zbadania systemu symulacji komputerowej 3D przy warunkach VC++.NET, co pozwala na symulację geometrycznego modelu wieloosiowych dzianin osnowowych. Jednocześnie dzięki selekcji komórki podstawowej dzianiny opracowano model takiej komórki podstawowej dla konfiguracji wcześniej opisanej. Określono również zależności pomiędzy parametrami geometrycznymi a zmiennymi procesowymi. Uzyskano teoretyczną objętość włókien, następnie korzystając ze specyfikacji różnego rodzaju próbek określono zależności pomiędzy teoretycznymi i eksperymentalnymi wartościami objętości poszczególnych frakcji włókien. Wyniki wykazały, że istnieje zgodność pomiędzy teoretycznymi i eksperymentalnymi wartościami, co oznacza, że opracowany model jest naukowo uzasadniony i możliwy do stosowania w praktyce.

Słowa kluczowe

EN

warp knitting; multi-axial; geometric model; 3D simulation; fibre volume fraction

PL

struktura systemu przędz; modelowanie przędz; osnowowe dzianiny wieloosiowe; 3D przędz

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 22, no. 3 (105)
• Strony: 91--97
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Jiang G

• P. R. China, WuXi, JiangNan University, Ministry of Education, Engineering Research Center of Warp Knitting Technology
• [e-mail]

autor

Gu L

• P. R. China, WuXi, JiangNan University, Ministry of Education, Engineering Research Center of Warp Knitting Technology

autor

Cong H L

• P. R. China, WuXi, JiangNan University, Ministry of Education, Engineering Research Center of Warp Knitting Technology

autor

Miao X H

• P. R. China, WuXi, JiangNan University, Ministry of Education, Engineering Research Center of Warp Knitting Technology

autor

Zhang A

• P. R. China, WuXi, JiangNan University, Ministry of Education, Engineering Research Center of Warp Knitting Technology

autor

Gao Z

• P. R. China, WuXi, JiangNan University, Ministry of Education, Engineering Research Center of Warp Knitting Technology

Bibliografia

• 1. Jiang G, Gu L. The status and development of the multi-axial warp-knitted technology. China Textile Leader 2009; 8: 53-56.
• 2. Tao X, Xian X, Gao G, et al. Textile Structure Composites. Beijing: Science Press, 2001, pp. 32-33.
• 3. Zhuo N-J, Leaf GAV, Harlock SC. The Geometry of Weft-inserted warp-knitted Fabrics. Part I Models of the Structure. Journal of Textile Insititue 1991; 82, 3: 361-371.
• 4. Chen N, Ao W. Research on loop geometric model of bi-axial warp-knitted fabrics. Journal of Dong Hua University (Natural Science Edition) 2002; 28, 5: 22-25.
• 5. Gao J, Li W. Geometric model of multiaxial warp-knitting reinforcement materials. Journal of Dong Hua University (Natural Science Edition) 2008; 34, 2: 149-154.
• 6. Guangwu Du, Frank Ko. Analysis of Multiaxial Warp-knit Performs for Composite Reinforce- ment. Composites Science and Technology 1996; 56, 3: 253- 260.
• 7. Adanur S, Liao T. 3D modeling of textile composite performs. Composite Part B 1998; 29B: 787- 793.
• 8. Gu L, JIang G. Knitting process research on multi-axial warp-knitted fabric. Fiber Reinforced Plastics/Composites 2010; 3: 76-80.
• 9. Shi Fazhong. Computer Aided geometric Design & Nonuniform Rational Bspline. Beijing: Higher Education Press, 2011, pp. 306-309.
• 10. Park H, Kim K, Lee S-C. A Method for Approximate NURBS Curve Compatibility Based on Multiple Curve Refitting. Computer-Aided Design 2000; 32: 237- 252.
• 11. Zhang Y, Qiu G, Jiang Y. The geometric structure of multi-layered biaxial weft knitted fabrics. Knitting Industries 2005; 4: 12-13.
• 12. Zhang LZ, Jiang GM, Gao WD. 3D Simulation of Two-bar Warp-Knitted Structures. Journal of Donghua University (Eng. Ed.) 2009 ; 26, 4: 423-428.
• 13. Zhang L. Three-dimensional computer simulation of warp-knitted fabrics. PhD thesis. Wuxi, China: Textile & Clothing College of Jiangnan University, 2010.
• 14. Siddhartha K. Gupta. Mechanical and abrasive wear characterization of bidirectional and chopped E-glass fiber reinforced composite materials. Materials & Design 2012; 35: 467-479. 15. Yang R. Introduction of non-woven fabric. Beijing: China Textile Press, 1990,pp. 217-218.
• 16. Xie X, Jiang Y, Qiu G, et al. Calculation of fiber volume fraction for multi- directional filament wound glass-giber/epoxy tubes. Journal of Textile Research 2008; 29, 9: 62-63.
• 17. Lomov SV, Belov EB, Bischoff T. Carbon composites based on multiaxial multiply stitched performs. Part 1. Geometry of the perform. Composites: Part A 2002; 33: 1173- 1176.