正则多重纬角联锁机织物的快速设计

白 燕

(上海工程技术大学 服装学院，上海 201620)

角联锁织物属于三维机织物中的一员，它是在普通织机上较易织造的平板状立体织物，在国内外已广泛用于平板型增强复合材料。它可通过设计、加工及材料的运用，达到预期的结构稳定性、压缩性、强度和织物厚度，但是在传统的角联锁织物组织设计过程中，一般先手工画出结构图，然后再根据其结构图画出组织图，当织物厚度较厚时，依靠手工绘图往往费工费时，而且容易出错［1］。本文就正则多重纬角联锁结构存在着一定的规律性，研究发现可以利用Excel工作表来参与设计，以取代手绘图形，较好地解决了上述问题。

1 织物特征及组织参数间的数学关系

所谓正则多重纬角联锁织物，是其经纱以一定的倾斜角(当纬纱细度相同时，经纱倾斜角通常是45°)贯穿整个织物厚度且与重叠状的各层纬纱进行角联锁状交织;且角联锁时2根经纱形成的斜交叉口中均织入1根纬纱，因此该结构的层数n与经纱循环数 Rj、纬纱循环数Rw、经纱飞数Sj、组织最大浮长数Fm之间有以下关系［2］：

此外，正则多重纬角联锁织物的纬纱在厚度方向上顺次排列，每隔n纬(即层数)重复1次，形成有规律的斜贯穿角联锁结构;此类织物厚度均匀一致，纬纱层数可根据实际织物所需的厚度要求进行设计。

2 快速绘制结构图及组织图的方法

2.1 正则多重纬角联锁结构图的绘制举例

图1 是传统手工方法绘制的1个10层正则角联锁结构图。因层数较多，绘图工作不仅浪费时间，而且排列不整齐就容易出差错。

图1 传统画法的角联锁结构图Fig.1 Conventional drawn structure diagram of multi-weft angle-interlock fabric

利用Excel来绘制结构图，具体步骤如下：

第1步，首先打开1个 Excel工作空白表，将其设置成方格纸。方法是点击左上角顶格全选工作表，然后拖动某列或某行线，使整个工作表的列宽或行高一致，1张用于设计织物组织的方格纸设计完成［3］。

第2步，计算经纬纱线根数，按正则贯穿角联锁组织参数计算得：

第3步，如图2是在Excel中绘制10层正则角联锁结构图的雏形图，在已设计完成的方格纸上，沿方格的左右对角线画坐标轴(X轴、Y轴)作为参照坐标。图中X轴坐标轴上的阿拉伯数字代表1个经纱循环数(11根经纱)，Y轴坐标轴上的罗马数字代表纬纱层数及投纬顺序(10层纬纱);方格中的数字表示纬纱以及该纬纱的投纬顺序号。投纬顺序号是按照织造工艺的需要把各根纬纱进行编号，这种编号按层依次进行，符合纬纱打紧的要求。直至填完全部纬纱编号，并把含纬纱编号的方格边框加粗。

图2 在Excel中绘制的结构图Fig.2 Structure diagram drawn in Excel

第4步，选择表格中需要保存的图形区域，单击“工具”→“选项”→“视图”以去掉网格线，然后单击“复制”按钮，将该图复制粘贴到画板中，另存为jpg格式图片。

第5步，在Photoshop软件中打开上述保存的图片，选“图像”→“旋转画布”→“任意角度”→“45°”，然后用矩型选框工具选取合适的图形区域拷贝粘贴到文档中，可获得快速画法的结构图。如图3即为在Photoshop中把图片旋转45°后的结构图。

图3 快速画法的角联锁结构图Fig.3 Rapid drawn structure diagram of multi-weft angle-interlock fabric

图4 是n=3、4、5层纬纱的正则角联锁的结构图。与传统画法图相比，用Excel来绘制结构图方便快捷不宜出错，特别在改变设计时该优势更明显。

图4 快速画法的几种角联锁结构图Fig.4 Rapid drawn structure diagram of several multi-weft angle-interlock fabric

2.2 正则多重纬角联锁组织图的设计举例

观察发现，正则多重纬角联锁织物的各根经纱与纬纱的交织规律是一样的，只是起始点不同，问题就归结为找出任意1根经纱的交织规律。根据式(1)～(4)关系，飞数等于层数(Sj=n)，只要知道其中1根经纱的交织规律，利用 Excel的复制、剪切、粘贴等功能即可绘制其他各根经纱的交织规律，快速准确地完成组织图设计。

考虑篇幅问题，以图4(c)中的4层正则角联锁结构图来举例说明快速组织图的绘制，根据式(1)～(4)，计算得：

利用Excel来绘制组织图，具体步骤如下：

第1步，见图5(a)。根据计算得 Rj、Rw值，在事先设计好的方格纸内选取织物组织循环区域，点击边框图标，选取“田”和“□”标识，勾勒出组织图区域;在结构图4(c)中，找出第1根经纱的交织规律，然后根据织物组织的绘制要求，从左下角第1方格开始从下向上依次填绘第1根经纱沉浮交织规律，经组织点执行“插入”→“特殊符号”命令，在其中选择“×”标识，纬组织点不填任何符号，如此直到填完第1根经纱的所有组织点。

第2步，如图5(b)选取复制第1根经纱沉浮交织规律，以左下角第1个经组织点为基准点(涂黑点)，按飞数Sj=n=4找到第2根经纱的起始位置，将第1根经纱沉浮交织规律粘贴到此，以后各根经纱依次类推。

图5 在Excel中绘制的组织图步骤Fig.5 Weave diagram drawn in Excel according to(a)，(b)，(c)，and(d)step

第3步，将第2根经纱超出组织循环区域部分剪切，粘贴到该经纱下端空缺区域，如图5(c)所示，以后各根经纱依次类推，直至完成组织图设计，如图5(d)所示。如需要保存组织图的图形，先单击“工具”→“选项”→“视图”取掉网格线，然后同时按下键“Alt”和“Print Scrn”，即可完成当前活动区域的界面截图。打开“程序”→“附件”→“画图”工具，将所要保存的图粘贴到画板中，另存为 jpg格式。也可用同样的方法绘制出纹板图、穿综图和穿筘图等，以构成1组完整的上机图。

3 结语

欲使织物表层产生不同的纹理效果，可以通过Excel表中的复制、粘贴功能，调整组织图中每根经纱的排列顺序而获得;同时，各层组织也随表层组织的不同而不同，以形成良好的重叠，不同的表层组织并不影响各根经纱的交织规律。利用电子表格来绘制正则多重纬角联锁机织物的结构图、组织图乃至整个上机图，操作简单，准确快捷，特别是在改变产品设计时优势更明显。

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［3］白燕.Excel在《织物结构与设计》教学中的应用［J］.纺织教育，2011，26(3)：219-220.BAI Yan.Excel in the application of teaching woven structure and design［J］.Textile Education，2011，26(3)：219-220.

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［10］聂建斌，卢士艳.Woven Structure and Design［M］.北京：中国纺织出版社，2004.NIE Jianbin，LU Shiyan.Woven Structure and Design［M］.Beijing：China Textile ＆ Apparel Press，2004.