本文關(guān)鍵詞：織物開關(guān)結(jié)構(gòu)仿真與壓縮性能研究

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【摘要】：織物開關(guān)作為智能紡織品的一種,由柔性導(dǎo)電紗線和絕緣紗線共同織造而成。它既保留了傳統(tǒng)紡織品柔軟、透氣的特征,又具備電子器件控制電路通斷的功能�？梢詫⑵淇椚敕椈蚣矣醚b飾材料,用來撥打電話、控制照明和其他電子設(shè)備。因此織物開關(guān)會在可穿戴紡織品領(lǐng)域發(fā)揮舉足輕重的作用,其具有十分廣闊的發(fā)展前景。壓縮性能是反映織物開關(guān)質(zhì)量的一個重要指標(biāo),研究織物開關(guān)壓縮性能的優(yōu)劣必須通過按壓的方式來實(shí)現(xiàn)。本課題根據(jù)織物開關(guān)組織結(jié)構(gòu),結(jié)合實(shí)際材料屬性,采用有限元的方法對織物開關(guān)的按壓過程進(jìn)行仿真,分析、研究織物開關(guān)的按壓變形情況,探討支撐部分高度、支撐部分彈性以及絕緣紗線材料屬性對織物開關(guān)壓縮性能的影響,為織物開關(guān)的織造提供指導(dǎo)、借鑒,減少材料的消耗,節(jié)約成本。最終研制出性能優(yōu)異的織物開關(guān),為智能紡織品的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。首先,對貫穿接結(jié)織物開關(guān)組織結(jié)構(gòu)分析、假設(shè),根據(jù)紗線幾何尺寸,使用PRO/E 5.0構(gòu)建了織物開關(guān)基本幾何模型。采用隱式方法,借助ANSYS Workbench 14.5模擬了球體按壓織物開關(guān)的響應(yīng)過程,分析了織物開關(guān)的變形情況。通過提取球體反作用力得到仿真載荷-位移曲線,與壓縮性能測試實(shí)驗(yàn)獲得的曲線進(jìn)行對比,仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合程度不太理想。其次,對織物開關(guān)基本模型進(jìn)行改進(jìn),將紗線交織而成的第一部分的支撐部分以及第二部分的孔洞部分簡化成實(shí)心立方體與孔洞部分上、下層相連,建立了織物開關(guān)改進(jìn)幾何模型。采用相同的仿真方法模擬了球體按壓改進(jìn)模型的響應(yīng)過程,分析了改進(jìn)模型的變形情況。仿真曲線與實(shí)驗(yàn)曲線基本吻合,改進(jìn)模型有效地解決了基本模型邊界固定約束的問題,提高了仿真結(jié)果的精度。最后,導(dǎo)通壓力是反映織物開關(guān)壓縮性能好壞的重要參數(shù)�；诳椢镩_關(guān)改進(jìn)模型的有限元仿真,探討了支撐部分高度、支撐部分彈性以及絕緣緯紗材料屬性對織物開關(guān)導(dǎo)通壓力的影響。結(jié)果表明：支撐部分2、3層使用2合股尼龍襯墊紗的導(dǎo)通壓力優(yōu)于使用3合股襯墊紗的導(dǎo)通壓力。絕緣緯紗使用滌綸短纖的導(dǎo)通壓力優(yōu)于使用滌綸長絲的導(dǎo)通壓力。支撐部分2、3層使用滌綸短纖的導(dǎo)通壓力略優(yōu)于使用尼龍紗線的導(dǎo)通壓力。
【關(guān)鍵詞】：織物開關(guān) 壓縮性能 導(dǎo)通壓力 有限元 數(shù)值仿真 Workbench
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TS106
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 引言9
• 1.2 織物鍵盤開關(guān)研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀9-12
• 1.3 織物數(shù)值模型研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀12-18
• 1.3.1 織物鉸接模型的有限元模擬12-13
• 1.3.2 織物宏觀模型的有限元模擬13-14
• 1.3.3 織物三維細(xì)觀模型的有限元模擬14-18
• 1.4 本課題研究的意義與主要內(nèi)容18-21
• 1.4.1 本課題研究的意義18-19
• 1.4.2 本課題研究的主要內(nèi)容和方法19-21
• 第二章 相關(guān)理論和技術(shù)介紹21-31
• 2.1 有限元理論21-24
• 2.1.1 有限單元法21-22
• 2.1.2 隱式非線性求解22-23
• 2.1.3 顯示非線性求解23-24
• 2.2 有限元軟件ANSYS Workbench24-27
• 2.2.1 ANSYS Workbench介紹24
• 2.2.2 ANSYS Workbench仿真流程24-27
• 2.3 Pro/E軟件27-29
• 2.3.1 Pro/E軟件簡介27-28
• 2.3.2 ANSYS Workbench接口配置28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 第三章 織物開關(guān)基本模型有限元分析31-49
• 3.1 貫穿接結(jié)織物開關(guān)組織結(jié)構(gòu)31-33
• 3.2 相關(guān)實(shí)驗(yàn)33-36
• 3.2.1 織物開關(guān)壓縮性能測試33-34
• 3.2.2 紗線拉伸實(shí)驗(yàn)34-36
• 3.3 織物開關(guān)基本模型的建立36-40
• 3.3.1 織物開關(guān)按壓過程的物理簡化模型36
• 3.3.2 織物開關(guān)基本幾何模型的建立36-40
• 3.4 織物開關(guān)基本有限元模型的建立40-42
• 3.4.1 定義材料參數(shù)41
• 3.4.2 定義接觸41
• 3.4.3 網(wǎng)格劃分41-42
• 3.4.4 邊界條件42
• 3.5 有限元仿真結(jié)果與分析42-47
• 3.5.1 織物開關(guān)基本模型的按壓變形過程42-46
• 3.5.2 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較分析46-47
• 3.6 本章小結(jié)47-49
• 第四章 織物開關(guān)改進(jìn)模型有限元分析49-57
• 4.1 織物開關(guān)改進(jìn)模型的建立49-50
• 4.2 織物開關(guān)改進(jìn)有限元模型的建立50-51
• 4.2.1 定義材料參數(shù)50
• 4.2.2 定義接觸50
• 4.2.3 網(wǎng)格劃分50-51
• 4.2.4 邊界條件51
• 4.3 有限元仿真結(jié)果與分析51-56
• 4.3.1 織物開關(guān)改進(jìn)模型的按壓變形過程51-55
• 4.3.2 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較分析55-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第五章 織物開關(guān)壓縮性能仿真與分析57-69
• 5.1 支撐部分高度對導(dǎo)通壓力的影響57-61
• 5.2 支撐部分彈性對導(dǎo)通壓力的影響61-64
• 5.3 絕緣緯紗材料屬性對導(dǎo)通壓力的影響64-66
• 5.4 本章小結(jié)66-69
• 第六章 結(jié)論與展望69-71
• 6.1 結(jié)論69-70
• 6.2 展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 發(fā)表論文和參加科研情況75-77
• 致謝77

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本文編號：522506