吕常亮， 郝志远， 陈慧敏， 张慧乐， 岳晓丽

(1. 东华大学 机械工程学院， 上海 201620； 2. 上海联影医疗科技有限公司 201800)

平幅加工以其生产效率高、成品质量好、能源消耗低的优点，正成为国内外针织物印染加工的发展方向[1]。针织物与机织物在细观结构上存在差异，相互钩嵌串接的线圈结构使得针织物在加工过程中易变形，且变形呈现复杂性和不确定性[2]。为保持针织物的良好弹性、柔软度、毛型感，在平幅水洗、丝光、轧染、汽蒸等印染加工过程中，均采用低张力加工方式，张力控制在50 N/m以内，织物产生小变形，延伸率低于10%。此外，由于张力波动导致的面密度变化，直接影响针织物的丝光效果以及染色均匀度，面密度控制已成为针织物平幅加工的质量保证。如何准确表征、分析针织物在平幅加工过程中的宏观形变及线圈细观状态，并对其进行控制，既是针织物平幅印染基础问题研究的重点，也是针织物平幅加工需要解决的关键技术。

在针织物形变研究方法中，除理论分析、实验测试外，数值模拟技术已得到越来越多研究者的关注。Meissner等[3]引入弹簧-质点模型，用质点控制线圈的型值点，利用动力学方程计算弹簧质点单元在变形时的速度和位移，模拟织物在变形时线圈形态的变化。张义同等[4]建立了针织物细观结构的本构模型，采用大变形曲壳单元，对针织物的悬垂曲褶进行了数值模拟，并仿真织物变形的动态过程。近些年，均匀化理论广泛应用于复合材料弹性性能的预测，宋广兴等[5]基于均匀化方法对碳/碳复合材料的等效性能参数进行推导，模拟了细观结构单胞的应力场。……