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大网孔经编间隔织物压缩及通风性能数值模拟
| 论文题名： | 大网孔经编间隔织物压缩及通风性能数值模拟 |
| 关键词： | 汽车座椅;大网孔经编间隔织物;几何结构;压缩性能;通风性能 |
| 摘要： | 大网孔经编间隔织物具有优异的抗压缩性能和通风性能，已应用于制作汽车座椅通风系统。间隔织物的结构影响其压缩性能，而间隔织物压缩后的形态又决定了其通风效果。通过合理的织物结构设计，实现间隔织物的高支撑和高通风，对于优化汽车座椅通风系统舒适性具有重要意义。本文旨在数字化重构典型大网孔经编间隔织物的单丝结构，通过数值模拟与实验相结合的方式研究间隔织物的压缩机理和通风行为，探索织物结构–压缩性能–通风效果的关系，建立优化织物通风效果的方案。 使用X射线断层扫描(μCT)技术扫描了大网孔经编间隔织物，并在纤维尺度上的对间隔织物进行了三维重构。计算并分析单丝的长度、曲率和挠率，发现线圈的曲率曲线呈现轴对称的形状并且中间点曲率最大，间隔单丝中间点曲率最小。线圈的挠率曲线呈现正弦分布，间隔单丝挠率曲线呈非线性变化。基于建立的真实几何模型，导入有限元模拟软件中进行了压缩模拟。在压缩过程中间隔单丝中间点的曲率平均值线性增长，线圈中间点曲率平均值增幅较小，线圈结构相对稳定。由于压缩过程中间隔单丝发生扭转，线圈两端挠率绝对值之和与间隔单丝中点位置的挠率绝对值随着压缩程度增大数值减小。在压缩过程中，间隔单丝平均长度下降，其承受压缩载荷能力上升。通过流体仿真，发现间隔织物横列方向透气率大，厚度方向透气率小。在压缩变形 40%之前，随着压缩程度的增加，单丝密度增大，间隔织物透气率下降。流体的流速越小的地方，压强越大，流体产生的压强差会影响间隔织物的形态。 织物因压缩形态改变会影响织物的通风效果，而流场产生的压强也会影响织物的形态，本文揭示了织物结构–压缩性能–通风效果的关系，为优化汽车座椅通风系统舒适性提供了理论支持。 |
| 作者： | 刘霞 |
| 专业： | 纺织工程 |
| 导师： | 刘燕平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东华大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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