无地网多梳拉舍尔花边的设计与仿真

丛洪莲， 雷 惠， 蒋高明

(江南大学 针织工程研究中心， 江苏 无锡 214122)

无地网多梳拉舍尔花边的设计与仿真

丛洪莲， 雷 惠， 蒋高明

(江南大学 针织工程研究中心， 江苏 无锡 214122)

为实现对无地网多梳拉舍尔花边织物的快速设计，归纳了无地网多梳拉舍尔花边织物的贾卡设计原理，研究了无地网多梳拉舍尔花边的设计方法和无地网多梳拉舍尔花边织物的垫纱效应与贾卡意匠图之间的对应关系，开发出专用于无地网多梳拉舍尔花边设计的CAD系统。同时，分析了织物中影响线圈偏移的因素，研究适合无地网多梳拉舍尔花边织物的仿真方法，并利用VC++.NET作为编程工具实现了无地网多梳拉舍尔花边织物的仿真。

花边； 无地网； 多梳； 拉舍尔； 设计； 仿真

无地网多梳拉舍尔花边在配备成圈型贾卡装置的多梳拉舍尔经编机上编织，不使用成圈地梳形成地网，仅用成圈贾卡梳形成基本网孔和花式网孔。织物质地轻薄，晶莹通透，可在不依赖厚重组织的前提下产生轻微塑身效果，为高档内衣、晚礼服等提供了高品质面料[1]。

无地网多梳拉舍尔花边技术是近几年最新发展的花边技术，国内2011年才开始引进这类机型，相关研究较少[2]。本文研究了无地网多梳拉舍尔花边织物的设计方法，在江南大学推出的WKACD4.2系统上延伸开发了新的模块，专门用于无地网多梳拉舍尔花边织物的设计，实现了对这类织物贾卡意匠花型的快速设计和高效仿真，提高了对无地网多梳拉舍尔花边织物的开发能力和设计效率。

1 无地网多梳拉舍尔花边贾卡设计

无地网多梳拉舍尔花边织物在垫纱设计时，必须保证每根针在每个横列都能且只能垫到1根纱，以避免漏针，影响织物的外观和质量[3]。

1.1 贾卡设计原理

图1 垫纱的组合情况Fig. 1 Combination of lapping diagram

贾卡设计采用三针技术，半机号配置的分离贾卡梳满穿配置反向垫纱[4]。JB2.1作用于奇数纵行，JB2.2作用于偶数纵行。图1示出当奇数纵行贾卡颜色为白色时，与其右侧纵行的所有垫纱组合。JB2.1、JB2.2垫纱运动的所有组合方式有32种，如表1所示。

表1 奇偶纵行垫纱的组合情况Tab. 1 Combination of lapping diagram

1.2 贾卡垫纱规律总结

表1中A列奇偶纵行的垫纱轨迹是完全对称的，符合垫纱要求，归纳为4个基本组合单元，如表2所示。基本单元在横向上重复排列，纵向上任意组合形成大面积的地网。

表2 基本组合单元Tab. 2 Basic combination units

表2中，单元1为密实效应，单元2、3为小网孔效应，单元4为大网孔效应。单元2、3、4在纵向单独排列，会形成分离纵行，单元2与单元4或者单元3与单元4在纵向任意组合也会出现分离纵行，影响织物整体强力，在实际生产中应当避免。

表1中B列的垫纱不对称，横向上重复排列会漏针，只能在区域交界处进行连接。设计时出现C、D 2列的垫纱组合时，需要修改贾卡颜色[5]，将其中1种贾卡颜色进行修改，使其垫纱方式更正为A、B纵行的贾卡组合。

2 无地网贾卡快速设计方法

2.1 贾卡意匠图与垫纱运动的关系

无地网贾卡的配合原则如图2所示。A列为奇数纵行两侧的贾卡颜色配合原则，B列为偶数纵行两侧的贾卡颜色配合原则。每个贾卡颜色确定后，其左右相邻的意匠格都有2种颜色选择，若某意匠格两侧的颜色确定后，该意匠格的颜色便唯一确定。

图2 贾卡颜色配合原则Fig.2 Principal of match of jacquard colour

织物上的垫纱组合方式共有8种。根据织物上相邻纵行之间是否有延展线，定义贾卡设计意匠颜色，灰色代表相邻纵行之间有延展线，白色代表无延展线。以中间一格为当前意匠格，两色设计意匠图中贾卡颜色组合情况与四色贾卡意匠图中贾卡颜色的对应情况如图3所示。

图3 垫纱效应与意匠颜色之间关系Fig.3 Relation between lapping effect and jacquard colour

2.2 意匠图的自动转换

计算机可根据其相邻颜色的配合以及所在奇偶纵行，自动判断其垫纱运动情况，定义两色意匠图中前意匠颜色为N=Colour(x,y)，其左侧的意匠格颜色为L=Colour(x-1,y)，右侧的意匠格颜色为R=Colour(x+1,y)，L,N,R的取值为0，1。0代表纵行之间无延展线，1代表纵行之间有延展线。定义数组M=(L，N，R)代表四色贾卡意匠图颜色，M的取值为贾卡效应数[6]，取值范围为1，2，…，8。1～4代表奇数纵行的绿白红蓝，5～8代表偶数纵行的绿白红蓝，贾卡颜色对应不同的偏移信息，定义T代表偏移，H代表不偏[7]。贾卡效应与垫纱组织间的对应关系如表3所示。

表3 无地贾卡效应与垫纱组织的关系Tab. 3 Relationship between jacquard effect and lapping

图3中的对应关系用数学方式表达如下。当前意匠格位于奇数纵行。

M1=(0,1,0)，(0,1,1)

M2=(1,0,1)，(1,0,0)

M3=(1,1,1)，(1,1,0)

M4=(0,0,0)，(0,0,1)

当前意匠格位于奇数纵行:

M5=(0,1,0)，(0,1,1)

M6=(1,0,1)，(1,0,0)

M7=(0,0,0)，(0,0,1)

M8=(1,1,1)，(1,1,0)

计算机通过判断x为奇数还是偶数将两色意匠格中的贾卡信息自动转换为四色意匠格中的贾卡颜色信息，进而控制垫纱运动的生成。设计人员只需要根据织物中纵行之间是否有延展线利用2种颜色设计贾卡意匠图即可，贾卡设计方法得到简化，如图4示出传统四色贾卡意匠图设计与两色意匠图快速设计的对比。

图4 贾卡传统设计与快速设计对比图Fig.4 Contrast of tradition and rapid jacquard design. (a)Four colour jacquard drafting; (b)Two colour jacquard drafting

3 无地网多梳拉舍尔花边仿真

3.1 延展线作用下线圈的偏移规律

在初始状态下，所有线圈都呈直立状，1个独立的线圈根部受到2根延展线的牵拉作用，作用的结果使线圈根部向一侧偏移[9]。图5示出线圈的延展线模型。图中组成线圈的延展线方向有4种类型，定义1、2为进延展线，3、4为出延展线。

图 5 线圈延展线模型Fig.5 Underlap model

图 6 线圈偏移Fig.6 Loop migration

图6示出线圈偏移情况。在初始状态，线圈根部处于A位置，当受到延展线作用力F后，线圈根部发生位移，偏移到B位置。线圈向右偏移的位移为△b。

△b=K0△a(K1n1+K2n2)

(1)

式中:K0为纱线张力系数；△a为线圈初始距离,△a=10/ρwpc，ρwpc为织物的成品横密,个/cm；n1、n2分别为进出延展线跨越的针距数，n的取值为0，1，2；K1、K2分别为进出延展线对线圈偏转角影响系数，当延展线为1、3类型时，K1、K2取负数，为2、4类型时，K1、K2取正数。K1的绝对值大于K2，K1、K2的值可以通过计算机试验测算获得。

3.2 关联组织影响下线圈纵行偏移规律

无地网多梳拉舍尔花边织物的地网由密实、网孔、稀薄等组织组合，形成不同花型。在仿真过程中，关联效应导致的受力变形是必须考虑的因素[10]。

3.2.1 左右关联组织的影响

在网眼组织与密实组织区域交界处，线圈纵行的偏移距离明显，如图7所示。由于密实组织的作用力大于网孔区域，线圈纵行向密实区域偏移。

图7 左右关联组织的影响Fig.7 Effect of correlation organization

在仿真过程中，通过调节线圈左右密实组织所占的纵行数可调整当前线圈的偏移距离。若某一纵行左右直接与密实组织相邻，则密实组织对该纵行的影响为直接影响，若纵行两侧不与密实组织直接相邻，但是相邻的3个纵行内有密实组织，则密实组织对该纵行的影响为间接关联组织的影响。

左右关联组织直接影响下，线圈向右偏移距离△c的计算方法为

(2)

式中：X、Y分别为当前线圈左、右侧相邻的密实组织的个数，△m=Y-X。

左右关联组织间接影响下，线圈向右偏移距离为

(3)

3.2.2 上下关联组织的影响

图8 受力图Fig.8 Force diagram. (a) Pillar stitch photo; (b) Force model diagram

如图8(a)示出自由编链在织物中所处的状态，图8(b)为受力模型图。

图中，A为编链段在受力未发生变形时的状态，B为编链段在延展线作用下发生偏移，达到受力平衡形成的最终状态。

不仅是编链组织，所有线圈组织都会受到其上下相邻的关联组织影响，在仿真时，每个线圈都以其上下3个线圈的横向位置的平均值作为该线圈的横向最终位置。

3.3 织物的仿真功能的实现

计算机在进行织物仿真时，采用六点线段线圈模型进行仿真，若想得到更加圆滑的线圈效果，也可采用样条曲线模型模拟线圈。为了保证仿真速度，假设织物纵向位置不变，计算机通过多次判断线圈偏移数据，修正线圈横向位置，最终得到仿真效果。

1)根据织物横度确定线圈初始位置。纵向初始间距为△h=10/ρcpc，横向初始间距△a。每个线圈的纵向相对位置在确定后保持不变，横向初始位置为Ai。

2)判断延展线影响时线圈向右偏移的位移△bi。此时线圈的横向位置为Bi=Ai+△bi。

3)判断线圈是否受左右关联组织影响，计算线圈受左右关联组织的直接影响时向右偏移的距离△ci或左右关联组织间接影响下向右偏移的距离△di。此时线圈横向位置为Ci=Bi+△ci或Ci=Bi+△di。

4)计算线圈受上下关联组织的影响时线圈的最终位置Di。

仿真图按照织物工艺反面的效应层次进行绘制[11]。图9示出JL40/1F机型上生产的无地网多梳拉舍尔花边织物及其仿真图。该图显示仿真效果与实物效果十分接近。

图 9 仿真效果Fig.9 Simulation result. (a) Fabric simulation; (b) Fabric photo

4 结 语

1)通过对无地网多梳拉舍尔花边织物的贾卡垫纱规律研究，总结出无地网贾卡的设计原理，探索出垫纱效应与贾卡颜色组合间的内在规律，使贾卡设计原理更加清晰易懂。

2)在传统多梳贾卡织物CAD软件基础上改进贾卡意匠设计模块，利用2种颜色设计无地网贾卡意匠图，贾卡意匠效应与织物实际效应具有直观联系，实现了无地网多梳拉舍尔花边织物的快速设计。

3)研究了织物中线圈形态的影响规律，实现了无地网多梳拉舍尔花边的仿真功能，仿真真实度高。由于需要多次计算线圈横向偏移位置，因而织物仿真速度不够理想，在今后的研究中需要选择更加理想的线圈仿真模型，提高织物仿真速度。

FZXB

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Design and simulation of ground net-free multibar Raschel lace

CONG Honglian, LEI Hui, JIANG Gaoming

(EngineeringResearchCenterofKnittingTechnology，JiangnanUniversity，Wuxi，Jiangsu214122,China)

In order to realize the rapid design of the thinnest ground net-free multibar Raschel lace, the paper studies its design principle and design approach, as well as the corresponding relationship between its lapping effect and jacquard pattern grid. A CAD system is developed, specifically for designing the ground net-free multibar Raschel lace. The factors affecting the loop shifting in the fabric are analyzed. The simulation method suitable for the thinnest multibar Raschel lace is found out, and using VC++.net as programming tools the simulation of the thinnest ground net-free multibar Raschel lace is achieved .

lace; ground net-free; multibar； Raschel； design； simulation

0253- 9721(2013)09- 0062- 06

2012-07-26

2013-01-07

丛洪莲(1976—)，女，副教授。主要研究方向为针织产品开发及其在计算机上的应用。E-mail:cong@526.cn。

TS 184.3; TP 391.7

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