[发明专利]一种基于数字单元法的三维正交织物微观几何结构建模方法

权利要求书

1.一种基于数字单元法的三维正交织物微观几何结构建模方法，其特征在于：通过纺织建模软件DFMA对三维织物织造过程进行动态仿真，以及对微观几何结构进行数值模拟，包括以下步骤：

S1：输入材料参数，通过研究三维正交织物组织结构关键点位置，利用数字单元法映射机制建立其织物组织拓扑结构；

S2：设置迭代参数，在时域中利用多次迭代分析对三维正交织物的织造行为进行模拟，建立5个精度递进的变截面单胞模型，其中每个模型的纱线分别由4、7、12、19和37根数字纤维组成；

S3：通过实验对比分析，揭示纱线纤维化离散程度对仿真时间、织物厚度、渗透率和纱线空间构型的影响规律。

2.根据权利要求1所述的基于数字单元法的三维正交织物微观几何结构建模方法，其特征在于：步骤S1中，所述材料参数包括纱线截面积、纤维轴向弹性模量、纤维横向弹性模量、纤维密度、纤维拉伸强度和单根纱线所含纤维数量。

3.根据权利要求1所述的基于数字单元法的三维正交织物微观几何结构建模方法，其特征在于：在步骤S1中，确定三维正交织物组织结构关键点位置，将纬纱，经纱及接结经纱结构转换为矩阵表征，利用数字单元法映射机制建立其织物组织拓扑结构。

4.根据权利要求1所述的基于数字单元法的三维正交织物微观几何结构建模方法，其特征在于：步骤S2中所述建立5个精度递进的变截面单胞模型，包括在数值模拟中设置同等大小的纱线张力，将纱线离散为5种数量的数字纤维，在时域中模拟三维正交织物的织造过程，最后得到5个变截面单胞模型。

5.根据权利要求1所述的基于数字单元法的三维正交织物微观几何结构建模方法，其特征在于：在步骤S2中，所述迭代分析过程包括：以数字杆单元和节点为基数循环，首先判断和创建纤维间的接触单元对，并计算其相互作用力大小；其次通过纱线离散和纤维有限元离散，提高模型精度和获得纱线真实截面形状，最后判断模型是否稳定，即达到最小势能，如果未稳定则继续分析，稳定则输出最终模型。

6.根据权利要求1所述的基于数字单元法的三维正交织物微观几何结构建模方法，其特征在于：基于建立的5种精度递进的变截面三维正交织物数值模型来预测三维正交织物真实的微观几何结构和纱线空间构型。