[发明专利]一种基于纤维在纱条中排列的罗拉牵伸模拟方法

权利要求书

1.一种基于纤维在纱条中排列的罗拉牵伸模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)以后罗拉钳口线为纤维头端生成牵伸前纤维在纱条中的随机排列并计算牵伸前纱条条干不匀；

(b)根据纤维变速点分布随机生成每根纤维的变速点位置并模拟每根纤维变速前的运动；

(c)确定牵伸时间、并模拟每根纤维变速后的运动，每根纤维变速后的运动为高速阶段的运动，所述高速阶段是指每根纤维将从变速点开始以后罗拉速度运动到牵伸结束的阶段，所述牵伸时间定义为最后一根进入高速阶段的纤维与第一根进入高速阶段的纤维在低速阶段的运动时间差，所述牵伸时间包含低速阶段的运动时间和高速阶段的运动时间，且假设纤维A为第一根变速的纤维，纤维B为最后一根变速的纤维，因此牵伸时间t为：

式(1)中，L_a为纤维A到其变速点的距离；L_b为纤维B到其变速点的距离；

V₁为后罗拉速度；

同时，纤维A在低速阶段的运动时间t_la和高速阶段的运动时间t_ha可表示为：

t＝t_la+t_ha(4)

式(2)中，h_a为牵伸前纤维A到纱条头端的距离；L为牵伸区钳口中心隔距；x_a为纤维A变速点到前罗拉钳口线距离，式(3)中，l_a为纤维A在高速阶段的运动距离；V₂＝V₁·E为前罗拉速度；E为牵伸倍数；

牵伸后纱条的新头端定义为第一根进入高速运动阶段的纤维在牵伸结束时的位置，即0”位置，牵伸后新纱条头端与牵伸前纱条头端之间的距离L_0”为：

L₀＝l_a+L-x_a(5)

根据牵伸时间和低速阶段的运动时间可以得到每根纤维高速阶段的运动时间，同时得到各自对应的高速阶段运动距离，即模拟变速后每根纤维的运动；

(d)生成牵伸后纤维在纱条中的新排列并计算牵伸后纱条条干不匀，通过比较牵伸前后纤维在纱条中的排列变化及纱条不匀的变化来分析牵伸效果，优化牵伸工艺。

2.根据权利要求1所述的基于纤维在纱条中排列的罗拉牵伸模拟方法，其特征在于：所述步骤(a)中，所述纤维头端的生成是通过Monte Carlo方法随机生成，其中纤维头端在给定的纱条长度内呈均匀分布，将生成的每个纤维头端按给定的纤维长度向右延伸，即可得到牵伸前纱条中纤维的随机排列，且其中给定长度纱条中纤维根数是由公式(6)计算：

式(6)中，n为纤维的总根数；l_f为纤维平均长度；l_s为生成的纱条的长度；N_s为生成纱条的细度；N_f为纤维的平均细度；

将上述所生成的纱条段以l的长度分为若干连续子片段，用程序计算记录每个子片段中包含纤维的长度之和，并计算各子片段中纤维长度和的变异系数，即可得到牵伸前纱条的条干不匀值。

3.根据权利要求1所述的基于纤维在纱条中排列的罗拉牵伸模拟方法，其特征在于：所述步骤(a)中，所述纤维在纱条中的排列条件为所有纤维伸直平行于纱条轴向；纱条中所有纤维的头端均与其对应的纤维长度相互独立；牵伸模拟过程中所有纤维的变速都是瞬间完成的。

4.根据权利要求1所述的基于纤维在纱条中排列的罗拉牵伸模拟方法，其特征在于：所述步骤(b)中，根据纤维变速点分布随机生成每根纤维的变速点位置并模拟每根纤维变速前的运动，所述每根纤维变速前的运动为低速阶段的运动，所述低速阶段是指每根纤维将从牵伸开始以后罗拉速度运动到各自对应的变速点的阶段，其中变速点位置是指变速点与前罗拉钳口线之间的距离，根据牵伸前纤维在纱条中的排列及变速点位置，计算低速阶段每根纤维的运动距离和运动时间，即模拟变速前每根纤维的运动。