CN110031332B - 一种织物硬挺度的测试方法 - Google Patents

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Abstract

一种织物硬挺度的测试方法，采用以下步骤，步骤1：进行实验前准备，设置有实验台(1)、三维感知传感器和处理***；步骤2：将实验台(1)水平设置，三维感知传感器与实验台(1)顶部位于统一水平面，对处理***进行校准；步骤3：将样品(2)平铺在实验台(1)上，设样品(2)的表面为S(x，y)，样品(2)网格化后，对样品(2)上任一个网格区域表示为Si(xi，yi)，i(0，1，2，3...n...m)，每个网格区域的面密度表示为
Figure DDA0002045077150000011
通过三维坐标的建立来将织物数据化，透过数据，通过力学计算公式来获取悬垂部分织物的重心，由重心与原织物垂直面的夹角来计算其抗弯刚度，抗弯刚度就可以很明显的表征出织物的硬度或柔软性。

Description

一种织物硬挺度的测试方法
技术领域
本发明涉及纺织服装性能测试领域，具体涉及一种织物硬挺度的测试方法。
背景技术
织物抵抗其弯曲方向形状变化的能力称为抗弯刚度即硬挺度，常用来评价织物的柔软程度，同时也决定着织物的悬重性和手感。一般衣着用织物内衣服装材料需要良好的柔软性，以满足人体贴身与适体，外衣用材料在服用时应保持必要的外形和具有一定的造型能力。另外，经常折叠的户外运动纺织品，硬挺度直接影响其耐用性和实用性。随着人们对纺织面料的要求从实用型转向舒适型，硬挺度已成为纺织面料生产者和服装消费者的重要考核标准之一。因此，硬挺度是织物服用的性能的一个重要指标，如何来更好地测试织物的硬挺度也是人们研究的热点。
现有的织物硬挺度测试方法有斜面法，心形法和织物风格仪测试法。且现有织物硬挺度测试仪一般要求织物外观平整，有一定的形状要求，而对于不规则不平整的织物则没有具体可行测试方法。通常情况下，织物的外貌形态是不平整或略带褶皱，形状多不规则的，因此对织物硬挺度的测试范围就有一定的局限。为了更好扩大硬挺度测试的适用范围以满足织物多样性的情况，本文提出一种可以测试不规则织物硬挺度的方法。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种织物硬挺度的测试方法，具体技术方案如下：
一种织物硬挺度的测试方法，其特征在于：
采用以下步骤，
步骤1：进行实验前准备，设置有实验台(1)、三维感知传感器和处理***；
步骤2：将实验台(1)水平设置，三维感知传感器与实验台(1)顶部位于统一水平面，对处理***进行校准；
步骤3：将样品(2)平铺在实验台(1)上，设样品(2)的表面为S(x,y)，样品(2)网格化后，对样品(2)上任一个网格区域表示为Si(xi，yi)，i(0，1，2，3...n...m)，每个网格区域的面密度表示为
Figure GDA0004066633150000021
步骤4：推拉装置将样品(2)从实验台(1)向实验台(1)任意一侧的边沿(3)推，沿该边沿(3)长度方向设置有X轴，所述X轴与边沿(3)重合；
使得样品(2)的一侧在重力作用下沿实验台(1)边沿(3)下垂形成悬垂部,位于实验台(1)表面上的样品(2)为水平部；
在所述水平部和所述悬垂部之间形成折角；
步骤5：三维感知传感器采集样品(2)悬垂部的三维图像，将该三维图像上传到处理***中；
步骤6：测定样品(2)沿X轴方向的长度为L，设悬垂部分的面积记为
Figure GDA0004066633150000022
/>
步骤7：确定等效长度L＝SX/LAB；
步骤8：根据公式确定悬垂部的网格模块的密度关为:
Figure GDA0004066633150000023
Figure GDA0004066633150000024
该网格模块的密度的推导为，网格模块的密度样品(2)网格化后密度表示为
Figure GDA0004066633150000025
经过推出过程发生形变后，悬垂部分密度表示为/>
Figure GDA0004066633150000026
因为/>
Figure GDA0004066633150000031
中，质量不发生变化所以，/>
Figure GDA0004066633150000032
Si＝xiyi，S′i＝x′iy′i，由此得到
Figure GDA0004066633150000033
步骤9：确定悬垂部的质量为:
Figure GDA0004066633150000034
步骤10：确定悬垂部分的重心，具体为，悬垂部分的重心为G(x0，y0，z0):
Figure GDA0004066633150000035
Figure GDA0004066633150000036
Figure GDA0004066633150000037
步骤11：设置有夹角为θ，重心G(x0，y0，z0)垂直于边沿(3)作第一连线(4)，沿边沿(3)作铅垂线(5)，θ为第一连线(4)和铅垂线(5)形成的夹角；
设重心G(x0，y0，z0)到边沿(3)的距离为b；
则
Figure GDA0004066633150000038
步骤12：根据样品(2)重心G位置,建立样品(2)受力模型，确定样品(2)的抗弯刚度EI。
进一步地：所述试验台为有机玻璃制成，该试验台包括正方形底座，在所述正方形底座中心位置设置有凸台，该凸台的上端面的面积为为25*25cm；
所述三维感知传感器为XBOX Kinect。
本发明的有益效果为：第一，通过三维坐标的建立来将织物数据化，透过数据，通过力学计算公式来获取悬垂部分织物的重心，由重心与原织物垂直面的夹角来计算其抗弯刚度，抗弯刚度就可以很明显的表征出织物的硬度或柔软性。
第二，本发明方法避免了测试计算其弯曲长度、弯曲刚度和抗弯模量时产生的误差，利用三维模型，可以更加精准快速的获取织物的硬度或柔软性。
第三，在测试范围上，这种方法不仅适用于棉、毛、丝、麻、化纤等各类机织物、针织物和一般性非织造物、涂层织物、纸张、皮革、薄膜等材料，还适用于具有刚度和柔性的各类复合材料。
附图说明
图1为实验装置结构示意图；
图2为样品重心第一力学模型示意图；
图3为样品重心第二力学模型示意图；
图4为样品重心第三力学模型示意图；
图5为样品重心第四力学模型示意图；
图6为样品重心第五力学模型示意图；
图7为样品重心第六力学模型示意图；
图8为样品重心第六力学模型示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1所示：一种织物硬挺度的测试方法，
采用以下步骤，
步骤1：进行实验前准备，设置有实验台1、三维感知传感器和处理***；
步骤2：将实验台1水平设置，三维感知传感器与实验台1顶部位于统一水平面，对处理***进行校准；
步骤3：将样品2平铺在实验台1上，设样品2的表面为S(x,y)，样品2网格化后，对样品2上任一个网格区域表示为Si(xi，yi)，i(0，1，2，3...n...m)，每个网格区域的面密度表示为
Figure GDA0004066633150000041
步骤4：推拉装置将样品2从实验台1向实验台1任意一侧的边沿3推，沿该边沿3长度方向设置有X轴，所述X轴与边沿3重合；
使得样品2的一侧在重力作用下沿实验台1的边沿3下垂形成悬垂部,位于实验台1表面上的样品2为水平部；
在所述水平部和所述悬垂部之间形成折角；
步骤5：三维感知传感器采集样品2悬垂部的三维图像，将该三维图像上传到处理***中；
步骤6：测定样品2沿X轴方向的长度为L，设悬垂部分的面积记为
Figure GDA0004066633150000051
步骤7：确定等效长度L＝SX/LAB；
步骤8：根据公式确定悬垂部的网格模块的密度关为:
Figure GDA0004066633150000052
Figure GDA0004066633150000053
步骤9：确定悬垂部的质量为:
Figure GDA0004066633150000054
步骤10：确定悬垂部分的重心，具体为，悬垂部分的重心为G(x0，y0，z0):
Figure GDA0004066633150000055
Figure GDA0004066633150000057
Figure GDA0004066633150000058
步骤11：步骤11：设置有夹角为θ，重心G(x0，y0，z0)垂直于边沿3作第一连线4，沿边沿3作铅垂线5，θ为第一连线4和铅垂线5形成的夹角；
设重心G(x0，y0，z0)到边沿(3)的距离为b；
则
Figure GDA0004066633150000056
步骤12：根据样品2的重心G(x0，y0，z0)位置,建立样品2受力模型，确定样品2的抗弯刚度EI，可根据实际需要和样品2的材质，选择如图1至如图7任何一种样品2受力模型，来得到样品2的抗弯刚度EI：
按照如图1所示建立样品2受力模型,抗弯刚度EI可表示为：
Figure GDA0004066633150000061
Figure GDA0004066633150000062
按照如图2所示建立样品2受力模型，抗弯刚度EI可表示为：
Figure GDA0004066633150000063
Figure GDA0004066633150000064
按照如图3所示建立样品2受力模型，抗弯刚度EI可表示为：
Figure GDA0004066633150000065
Figure GDA0004066633150000066
n——织物悬垂部分等分份数；
按照如图4所示建立样品2受力模型，抗弯刚度EI可表示为：
Figure GDA0004066633150000067
/>
Figure GDA0004066633150000068
q——悬垂部分均匀分布的载荷；
按照如图5所示建立样品2受力模型，抗弯刚度EI可表示为：
Figure GDA0004066633150000071
Figure GDA0004066633150000072
按照如图6所示建立样品2受力模型，抗弯刚度EI可表示为：
Figure GDA0004066633150000073
Figure GDA0004066633150000074
按照如图7所示建立样品2受力模型，抗弯刚度EI可表示为：
Figure GDA0004066633150000075
Figure GDA0004066633150000076
本发明中，经过测定，试样一的质量为64g，通过测试，获得关于以上各种情况的实验数据，如下：
第一数据，L＝20cm、y0＝6cm
本例中，按照图1中受力模型作为计算标准：
Figure GDA0004066633150000077
第二数据，L＝12cm、y0＝5.4cm
本例中，按照图2中受力模型作为计算标准：
Figure GDA0004066633150000078
/>

Claims (2)

1.一种织物硬挺度的测试方法，其特征在于：
采用以下步骤，
步骤1：进行实验前准备，设置有实验台(1)、三维感知传感器和处理***；
步骤2：将实验台(1)水平设置，三维感知传感器与实验台(1)顶部位于同一水平面，对处理***进行校准；
步骤3：将样品(2)平铺在实验台(1)上，设样品(2)的表面为S(x,y)，样品(2)网格化后，对样品(2)上任一个网格区域表示为Si(xi,yi)，i(0,1,2,3…n…m)，每个网格区域的面密度表示为
Figure FDA0004088787700000011
步骤4：推拉装置将样品(2)从实验台(1)向实验台(1)任意一侧的边沿(3)推，沿该边沿(3)的长度方向设置有X轴，所述X轴与边沿(3)重合；
使得样品(2)的一侧在重力作用下沿实验台(1)的边沿(3)下垂形成悬垂部,位于实验台(1)表面上的样品(2)为水平部；
在所述水平部和所述悬垂部之间形成折角；
步骤5：三维感知传感器采集样品(2)悬垂部的三维图像，将该三维图像上传到处理***中；
步骤6：测定样品(2)沿X轴方向的长度为LAB，设悬垂部分的面积记为SX＝
Figure FDA0004088787700000012
步骤7：确定等效长度L＝SX/LAB，LAB为样品(2)在边沿上从A点到B点的长度；
步骤8：根据公式确定悬垂部的网格模块的密度为：
Figure FDA0004088787700000013
步骤9：确定悬垂部的质量为:
Figure FDA0004088787700000014
步骤10：确定悬垂部分的重心，具体为，悬垂部分的重心为G(x0,y0,z0):
Figure FDA0004088787700000021
Figure FDA0004088787700000022
Figure FDA0004088787700000023
步骤11：设置有夹角为θ，重心G(x0,y0,z0)垂直于边沿(3)作第一连线(4)，沿边沿(3)作铅垂线(5)，θ为第一连线(4)和铅垂线(5)形成的夹角；
设重心G(x0,y0,z0)到边沿(3)的距离为b；
则
Figure FDA0004088787700000024
步骤12：根据样品(2)重心G位置,建立样品(2)受力模型，确定样品(2)的抗弯刚度EI为：
Figure FDA0004088787700000025
2.根据权利要求1所述一种织物硬挺度的测试方法，其特征在于：所述实验台为有机玻璃制成，该实验台包括正方形底座，在所述正方形底座中心位置设置有凸台，该凸台的上端面的面积为25*25cm；
所述三维感知传感器为XBOX Kinect。
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