(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211083573.6 (22)申请日 2022.09.06 (71)申请人 山东鹿优数字科技有限公司 地址 264000 山东省烟台市自由贸易试验 区烟台片区经济技术开发区长江路 200号国际贸易中心1207室 申请人 天津工业大学 (72)发明人 卫金龙　何天虹　谭舒雅　田俊莹　 李伟　 (74)专利代理 机构 北京睿智保诚专利代理事务 所(普通合伙) 11732 专利代理师 韩迎之 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06T 17/20(2006.01)G06F 113/12(2020.01) (54)发明名称 一种基于Creo的1+1罗纹织物三维模型模拟 方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于Creo的1+1罗纹织物 三维模型模拟方法， 涉及织物三维建模技术领 域。 基于Creo建模原理， 以Peirce线圈模型为基 础， 通过参考B样条曲线线圈模型的特点， 选 择合 适型值点， 将选取的型值点坐标输入偏移坐标 系； 进行扫描、 草绘， 选择纱线截面形状和尺寸， 得到织物最小重复单元三维模型； 通过方向阵 列， 分别定义沿纵向或横向为第一方向或第二方 向， 根据线圈串套规律放样建模形成1+1罗纹织 物三维模型。 本发明的三维模型模拟方法方便快 捷， 能在最 短的时间内模拟出 理想的罗纹针织物 的线圈模型； 模拟线圈与实际线圈较为接近， 能 真正模拟真实线圈的形态并且作为相关物理性 能进行有限元模拟分析的基础。 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 CN 115408916 A 2022.11.29 CN 115408916 A 1.一种基于 Creo的1+1罗纹织物三维模型模拟方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤一、 确定纱线截面的基本轮廓， 并确定最小重复单 元线圈； 步骤二、 根据B样条曲线线圈模型的特点， 确定所述最小重复单元线圈上的型值点的坐 标； 步骤三、 将所述型值 点输入偏移坐标系， 得到所述 最小重复单 元线圈的二维平面模型； 步骤四、 扫描所述二维平面模型， 并根据线圈截面形状和尺寸， 得到1+1罗纹针织物的 最小重复单 元线圈的三维模型； 步骤五、 选择阵列类型方向， 并根据1+1罗纹针织物的最小重复单元线圈间的串套规律 建模形成1+1罗纹织物三维模型。 2.根据权利要求1所述的一种基于Creo的1+1罗纹织物三维模型模拟方法， 其特征在 于， 所述步骤二的具体方法如下： 将所述最小重复单元线圈分为A、 B两个区域， 并以A区域的中心点为坐标原点， 线圈高 度方向为Y轴方向， 线圈长度方向为X轴， 建立空间坐标系； 并确定所述最小重复单元线圈在 立体空间内的若干个型值 点； 以A区域作为所述最小重复单元线圈的参照区域， 确定A区域内型值点的坐标， 将A区域 内线圈表示 为第一椭圆弧 ‑第一直线‑第二椭圆弧 ‑第二直线‑第三椭圆弧； 根据最小重复单元线圈的数据确定椭圆表达式， 计算第 一椭圆弧、 第 二椭圆弧、 第三椭 圆弧上型值点的坐标； 第一直线上型值点在X轴上的投影点将第一直线在X轴方向上的投影线段平分， 通过拟 合得到第一 直线上型值点的坐标； 根据A区域内的型值 点坐标计算B区域内的型值 点的坐标。 3.根据权利要求1所述的一种基于Creo的1+1罗纹织物三维模型模拟方法， 其特征在 于， 所述步骤三的具体方法如下： 1)选择基准点类型偏移坐标系， 以PRT_CSYS_DEF(F4)坐标系为参考， 建立笛卡尔坐标 系， 输入步骤二得到的型值 点坐标， 用曲线将所述型值 点依次连接起 来； 2)扫描步骤1)得到的图形， 绘制出 所述最小重复单 元线圈的二维平面模型。 4.根据权利要求1所述的一种基于Creo的1+1罗纹织物三维模型模拟方法， 其特征在 于， 以Pierce线圈模型 得到所述 纱线截面的基本轮廓， 所述 纱线截面形状为 正圆形。 5.根据权利要求1所述的一种基于Creo的1+1罗纹织物三维模型模拟方法， 其特征在 于， 采用Creo软件建立1+1罗纹针织物的三维模型。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115408916 A 2一种基于Creo的1+1罗纹织物三维模型模拟方 法 技术领域 [0001]本发明涉及织物三维建模技术领域， 更具体的说是涉及一种基于Creo 的1+1罗纹 织物三维模型模拟方法。 背景技术 [0002]在研究织物相关物理性能时， 运用三维建模的方式可以简化问题的复杂性， 也能 提高实验过程的直观性。 以对织物热性能的研究为例， 该研究原理是将织物的三维模型结 合传热学理论， 进 行热传递数值模拟， 研究过程中采用显微图像， 加上切片技术可以得到织 物的结构参数； 利用这些数据可以建立织物的三维模型； 与此同时， 配合有限元分析软件， 以所模拟的环境 为依据， 设置边界条件以及相互作用， 即可计算出模型的相关解 值。 [0003]现如今对针织物三维模型建立的研究在逐步的深入与完善。 在研究过程中： Peirce线圈模型是最早研究出的纬平针织物线圈模型， 模型由沉降弧、 圈柱和 针编弧三个 部分构成， 这种模型忽略了织物的厚度的， 属于二维层面的模 型。 后来对针织物模型做了新 的改进， 先后出现了Munden模型、 Leaf ‑Glaskin模型以及Kawabata线圈模型。 经过进 一步研 究， 采用了 分段函数模拟表达各段线圈轨迹的方式， 将织物中的基本线圈分为八段， 建立出 了立体效果良好的针织物线圈模型。 之后为了解决分段设置难以达到统一且计算过程较复 杂这一问题， 又引入了样条曲线， 使得模拟出的线圈更 具真实性， 也使建立过程更加简便 。 [0004]在针织物三维模型建立的研究中， 针对结构相较下较为简单的纬编针织物的研究 占比较大， 而对经编针织物的研 究相对较少。 直到21世纪初， Goktepe等首先对经编针织物 的三维建模和仿真进行了完整研究， 在利用经验值建立经编针织物三维几何模型的基础 上， 基NURBS曲线曲面， 利用C++语言对OpenInventor进行二次开发后对经编针织物进行三 维仿真。 目前已有 经编针织物三 维CAD系统得到应用， 但仍存在三 维模拟图纱线间嵌入的问 题。 [0005]国内在已发表的研究中， 关于纬编针织物的研究： 冉菊等人利用NURBS样条曲线成 功建立了纬编针织物线圈的单元模型； 朱生群等人基于Pierce线圈模型， 借用TexGen织物 建模软件在确定15个型值点坐标后以Bezier样条曲线建立了筒状纬编针织物的三 维模型， 并且结果表明此模型能够较好 地反映出针织线圈的串 套情况以及织物的三维空间形态。 [0006]国内在已发表的研究中， 关于经编针织物的研究： 徐海燕等人利用了NURBS曲线曲 面， 并获取了17个型值点， 在TexGen软件中以样条插值的方法成功建立了经编针织物的线 圈模型， 且此模 型具有很好的仿 真效果； 邓忠民等人利用Bezier曲线的特点， 完成了经编闭 口线圈建模， 通过x和y方向的循环得到 了闭口编链组织， 仿真效果良好， 曲线光滑流畅。 [0007]对于织物三维模型建立运用的软件， 服装研究人员传统采用的软件(以TexGen为 例)灵活性不够高， 效率较慢， 对于复杂的曲面设计也存在一定的困难； ANASYS， ABAQUS等有 限元模拟分析软件也可以进行织物三维模型 的建立， 但会使建立过程复杂程度更高， 且对 操作人员对有限元软件的理解和熟练程度以及对织物结构和线圈本身结构的理解和掌握 程度要求更高。说　明　书 1/6 页 3 CN 115408916 A 3