“田”字型织物织出圆整外形的巧妙设计

“田”字型织物织出圆整外形的巧妙设计*

刘海文魏赛男

(河北科技大学纺织服装学院，石家庄，050018)

摘要：为了用“田”字型立体织物做增强体复合成内有四孔、外呈圆形的四孔管道，按弧长和半径的比例严格掌握长度比例，通过不同织区穿经循环不同的巧妙设计，使“田”字型织物形成圆整外形。

关键词：“田”字型，立体织物，圆整外形，四孔管道

中图分类号：TS105.3文献标志码：A

基金项目*河北省自然科学(E2013208122)

收稿日期：2014-05-29

作者简介：刘海文，女，1966年生，副教授。主要从事纺织工程专业的教学和研究工作。

参考文献“田”字型立体织物可以按照压扁图进行织造，在[1]中已经有详细描述，该织物的织造也是一项实用新型专利，中国专利号为ZL200420091932.3。申报专利后，我们对该织物的后续使用进行了研究，初步设想是利用该织物的四孔作为四种不同光纤的输送管道，但织出来的织物撑开后呈方形，不符合管道圆形外观的力学性能要求。为了获得圆形外观，我们进行了巧妙设计。

1“田”字型织物的原始形状和织造方法

“田”字型织物的原始形状是上下左右对称的四个口，利用这个独特结构做四孔光纤输送管道，内部结构完全没问题，但方形的外形不能满足圆形管道的力学性能要求，而且织造时的纵向片段用二维平面织机难以得到。为此我们想到通过压扁-还原方法来织造“田”字型立体织物，其压扁图如图1所示。织物撑开后，其内部为方形的四个口，外形为方正的四边形。

图1　“田”字形织物压扁图 [1]

2“田”字型织物的外观圆整方法和织造方法

上述过程只是“田”字形织物的织法，其外观为有棱角的方形，要想得到圆形的织物还需要作如下的圆整处理。将“田”字型织物外观圆整的设想是把中间的“十”字线段作为圆的四段半径[2]，外边的八段线段分别作为圆的某一段圆弧。“田”字型织物的外观圆整方案如图2所示。

图2　“田”字形圆整后的示意图

图中的角度计算过程如下[3]：S3、S7、S6、S10对应的圆心角相同，假设其圆心角为α；S1、S2、S11、S12对应的圆心角相同，假设其圆心为β。如图2所示，令各线段对应的长度分别为L1、L2、…、L12， 实际织造中，L1=L2=L11=L12=L，L3=L7=L6=L10=L4=L5=L8=L9=R。由扇形半径与弧长的关系可知：

则α=360°/(2π)=57.3°

由角度几何关系可知：

则β=90°-57.3°=32.7°

要达到圆形外观的效果，各区循环次数应按上述计算角度成比例配置[4]，即必须满足：(L3+L7)/(L1+L2)=α/β=57.3°/32.7°≈14/8。此比值即为a2、a4区穿综循环与a1、a3区域穿综循环的比值。实物中的具体情况为a1、a2、a3、a4各区的循环数分别为8、14、14、8，计算此比值的前提是穿筘比为1∶2∶2∶1。

3具体织造过程

“田”字形织物圆整的关键就在于a1、a2、a3、a4四区循环数的比例关系配置，其投梭路径和上机图与压扁-还原织造时一样，分别如图3和图4所示。圆整织造的经纱排列和穿综顺序、循环次数[5]如图5所示，织造出的实物如图6所示。

图3　“田”字型织物的投梭路径图

图4　“田”字形织物的上机图

图5　“田”字形织物圆整织造的经纱排列和穿综顺序、循环次数

图6　“田”字形织物圆整后的实物图

4结语

通过上面的圆整织造可以看出，如果能想出办法，同一字型立体织物的不同外形可以通过几何关系任意设计，织造出的立体织物的种类也大大增加，使纺织复合材料增强体的形状得以丰富。

参考文献

[1]刘海文，郭锦坤，刘丹凤.田字型立体机织物研究及织造[J].棉纺织技术,2005，33(5):15-17.

[2]顾平.普通织机织三维机织物的试验研究[J].纺织学报,2002，23(5):24-26.

[3]汪蔚，祝成炎.三维机织物的组织结构与设计[J].浙江工程学院学报，2001，18(4):197-200.

[4]蔡陛霞.织物结构与设计[M].北京：中国纺织出版社，2000.

[5]黄晓梅.几种三维管状预成型件的设计与织造[J].棉纺织技术,2002，30(12):44-46.

Ingenious design of using “田” shape to

weave round shape

LiuHaiwen,WeiSainan

(College of Textile and Garment, Hebei University of Science and Technology)

Abstract:In order to use “田” shape three-dimensional fabric as reinforcement to produce four holes pipeline with four holes inside and round shape outside, according to the ratio of arc length and radius, the pipeline with round shape outside was made by the ingenious design of different weave area with different drawing-in cycle.

Keywords:“田” shape, three-dimensional fabric, round shape, four holes pipeline