基于有限元与实验模拟的纺织梳理设备优化

为提升梳理质量、减少能耗,基于有限元分析与实验模拟,探讨了纺织梳理设备的优化问题,总结了有限元在解决梳理环节中关键机件(如锡林、工作辊、钳板机构和支承结构等机件)变形问题的应用,探讨了通过实验对梳理工艺(如梳理速度、隔距)的改进措施,介绍了针布的优化设计、静电场和气流附加装置对梳理效果的改善以及不同的梳理辊组合结构对纤维转移效果的影响,并从梳理模型、纤维模型与气流场角度探讨了数值建模和仿真在优化梳理环节的应用,最后归纳了优化梳理环节的困难与挑战,并对未来发展趋势进行了展望,旨在推动纺织梳理技术的发展和创新,并为指导生产实践提供有利参考。

基于离散元-有限元联合算法的纤维流场变形行为

纤维在气流中的动态特性对织物的结构和性能有着决定性的影响。为研究柔性纤维在纺织各环节不同流场下的转移变形演化过程,采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法构建了在空间各向位置存在速度差异的特征流场分布,并在此基础上构建了离散元多球链柔性纤维模型,利用欧拉-拉格朗日法耦合求解自由纤维的运动轨迹,并讨论了其在差异流场中的受力情况与转移变形行为。结果表明:纤维初始取向角度会影响弯曲效果,随着纤维主体与气流方向的夹角增加,纤维越容易呈现弯曲形态;不同的纤维喂入位置会影响气流累积作用,纤维端之间所受气流力的差值越大,累积作用时间越长,纤维的弯曲效果越显著;纤维间的交互作用会使纤维簇发生分层现象,不利于多数纤维的混杂与弯曲变形。该研究揭示了单根柔性纤维和纤维簇在流场中的弯曲变形机制,提供了研究纤维在复杂流场中运动和变形的有效方法,可以为改善纺织工艺提供指导。