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机织物产品设计及其交织形态三维仿真

作　者: 罗敏
导　师: 邓中民
学　校: 武汉纺织大学
专　业: 纺织材料与纺织品设计
关键词: OpenGL图形库三维模拟纱线屈曲织物外观产品设计
分类号: TS105.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 71次
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内容摘要

随着三维技术的发展,其在纺织行业的运用也越来越广泛,三维模拟机织物的交织结构是当前织物CAD研究的热点。已有数据显示,机织物中纱线常常会产生各种形变及偏移。本文主旨在研究织物组织及纱线线密度不同时对交织外观的影响,并对其模拟绘制。现国内外对织物的三维交织模拟多采用B样条线来表达纱线的屈曲形态,本文以Peirce模型为基础,用三角函数及线段的组合来拟合纱线实际屈曲形态,使计算方便快捷提高了系统效率。还针对不同受力情况下的纱线分别采用圆形或椭圆形来模拟截面形状。本文首先对交织纱线的几何形态建模,分析平纹交织及浮长线的表示、线密度、屈曲波高及纱线偏移等,以便计算屈曲曲线的点坐标。为了方便程序移植,本文在VC6.0开发环境下,借助OpenGL图形库实现织物的三维模拟,利用图形变换对模型进行旋转、移动、缩放操作,多方位显示织物交织过程,并为场景增加光照环境及在模型表面增加纹理效果,更加真实的还原织物外观效果。最后通过现有织物CAD系统对机织物进行产品设计,用数学模型表达纱线的几何形态,在OpenGL中实现产品三维外观效果。展现了不同线号经纬纱的平纹交织效果、带浮长线的透孔织物的孔洞效应,并利用真实纱线的外观,对产品表面纹理进行修饰。通过对织物外观的三维模拟,表明利用三角函数与线段的组合能够合理展现织物中纱线的屈曲型态及不同参数对产品外观带来的影响,证实此方法的合理性。虽然此模型还存在片面性,如未考虑上机张力对织物外观的影响、纱线材质对屈曲度的影响等,但随着研究的深入将会改善。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 选题的背景  8-9
  1.2 机织物CAD 系统的运用  9-11
    1.2.1 国外织物CAD 系统的运用  10-11
    1.2.2 国内织物CAD 系统的运用  11
  1.3 国内外机织物仿真模拟的研究现状  11-13
  1.4 本文研究内容及采用方法  13
  1.5 本章小结  13-14
2 机织物的结构模型研究  14-27
  2.1 典型的织物几何模型  14-18
    2.1.1 经典Peirce 模型理论  14-17
    2.1.2 其他理论模型  17-18
  2.2 经、纬纱屈曲曲线探讨  18-20
    2.2.1 Peirce 简化模型  18
    2.2.2 数学计算模型  18-20
  2.3 平纹织物模拟方案及模型建立  20-23
  2.4 非平纹织物模拟方案及模型建立  23-26
  2.5 本单小结  26-27
3 OpenGL 语言介绍  27-36
  3.1 OpenGL 简介  27-28
  3.2 OpenGL 的操作步骤  28
  3.3 OpenGL 绘制三维图形  28-31
    3.3.1 绘制几何图形  29
    3.3.2 OpenGL 视图构造  29-31
  3.4 颜色设置  31
  3.5 消隐  31-32
  3.6 光照  32-34
    3.6.1 法线向量计算  32-33
    3.6.2 创建光源  33-34
    3.6.3 材料属性  34
  3.7 纹理贴图  34-35
  3.8 本章小结  35-36
4 平纹织物的设计与效果  36-46
  4.1 模拟图生成步骤  36-37
  4.2 平纹的上机参数设计  37-38
  4.3 三维仿真效果图  38-42
  4.4 几何结构相对织物屈曲的影响  42-44
  4.5 紧密织物  44-45
  4.6 本章小结  45-46
5 非平纹织物的产品设计与仿真效果  46-50
  5.1 透孔组织设计步骤及参数确定  46-47
  5.2 三维图效果显示  47-49
  5.3 本章小结  49-50
6 结论与展望  50-51
  6.1 论文总结  50
  6.2 本文存在的问题及展望  50-51
致谢  51-52
参考文献  52-54
附录  54

机织物产品设计及其交织形态三维仿真

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