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纱线外观质量与织物外观质量间有着密切的关系,纱线外观质量是影响织物外观质量的主要因素,但如何从织物外观质量的角度来理解和评价纱线外观质量,迄今为止研究成果并不能很好地阐述其内在的关系,因此这个问题仍然是业界关注的一个热点问题。本文认为纱线在经历织造过程前后,纱线会因受力发生形变,在这个变化过程中抵御这种形变的能力是评价纱线外观质量的一个重要方面,同时这种能力也是影响织物外观质量的重要因素。围绕这点,本文提出了纱线外观保持性的概念,并确定了相应的评价指标。通过对这些外观保持性指标进行的模型研究和实验分析,研究结果表明纱线截面周长L的外观保持性最好,L是连接起织造前后纱线外观形态的桥梁,为此研制了基于双轴向CCD的纱线截面周长测量装置,并进行机织物仿真,结合相关试验来分析纱线外观对于织物外观的影响。本文的研究内容和相关结论具体如下:（1）提出了纱线外观保持性指标。通过文献研究认为,需要从纱线外观质量对织物外观质量影响的角度提出纱线外观保持性理论并确立相关评价指标。并根据纱线横截面几何形状的特点,以及纱线在织造前后横截面几何形状的变化,提出的纱线外观保持性指标包括:纱线长径变化率ηa、截面周长变化率ηL,截面面积变化率ηS,截面短径与长径比变化率ηf和截面填充率变化率jη。（2）提出了椭圆间隙堆砌的纱线截面几何模型,并对该模型进行了模型分析和实验验证。本文认为纱线外观保持性的评价与织造前后纱线中的纤维堆砌和纤维分布的变化密切相关。纱线外观的变化尤其以较为蓬松,纤维间间隙较大的低密度短纤纱更为明显。现有纱线堆砌模型不能满足低密度短纤纱的纤维排列和纤维分布研究需要,为此本文提出了椭圆间隙堆砌的纱线截面几何模型,并对该模型进行了模型分析和实验验证。模型分析表明,第i层填充比率yi与纤维总层数I呈负相关,yi与纤维间空隙系数m呈负相关,与纱线横截面短半径和长半径的比值f呈负相关。其后试纺了5种不同线密度的纯棉纱线,采用树脂固化和抛光断面的方法获取纱线横截面图像,利用图像处理技术获取纱线横截面参数从而对该椭圆间隙堆砌纱线截面模型进行了试验验证,并与理论值进行分析对比。结果表明:5种纱线整体yi值的理论值要低于试验值,偏差百分比分别为20.27%,20.66%,12.23%,13.36%,3.77%。且随着纤维线密度的增加,该偏差有变小的趋势。5种纱线各层yi值的理论值比试验值偏小,且随着纤维层数的外移,偏差有变大的趋势。相关性分析表明:5种纱线各层yi值的决定系数依次为0.8082、0.9851、0.9878、0.9725和0.9345,模型的试验值与理论值有较好的一致性。（3）根据纱线截面模型和纤维、纱线、织物各参数,建立织造过程有限元模型,并分析了织造前后5个纱线外观保持性指标在织造过程前后的变化情况。结果表明,在所仿真机织物S1中:5个纱线外观保持性指标在织造过程中随时间的变化中,纱线截面周长变化率ηL在所有外观保持性指标中变化最小,为7.42%。且ηL最小的趋势不受纱线线密度影响,不受在织物中所处位置的影响。ηf在织造过程前后相对于其他外观保持性指标变化最大。进一步分析表明,各保持性指标受线密度影响,随着纤维层数I的增加,各外观保持性指标除jη和ηs外,大体向变化率为零的附近靠近,也就意味着随着纱线线密度的增加,纱线交织成织物过程中抵御形变的能力越强,外观保持性更好。最后,通过研究各外观保持性指标在仿真织物S1中,沿纱线上的分布情况,结果表明上述指标满足jη>ηa>ηL>ηs>ηf（考虑正负关系）。为验证该模型正确性,分别提取模拟生成的仿真织物S1中纱线截面序列图片与真实织物F1中纱线截面序列图片的纱线外观保持性指标,并进行对比分析。结果表明:在真实织物F1中,试验所得到各外观保持性指标的分布与仿真织物S1中的趋势完全吻合,上述指标满足jη>ηa>ηL>ηs>ηf。指标大小方面,除jη外偏差都在较为理想范围内,结果表明ηa的偏差百分率为3.66%,ηf为7.29%,ηL为14.95%,ηS为13.03%,jη为45.21%。（4）研制了基于双轴向CCD的纱线截面周长测试装置。针对上述所研究得出的纱线在经历上机织造过程中纱线截面周长的变化最小的特点,认为纱线的截面周长是连接自然状态下的纱线和织物中纱线的桥梁。为便捷测量纱线截面周长来进一步研究纱线外观对织物外观的影响,本文设计并研制了基于双轴向CCD的纱线截面周长测试装置,并对该装置进行了试验验证。通过测试10种不同线密度、不同混纺比、不同类型的纱线样品,并将测试结果与USTER TESTER5、LAWSON-HEMPHILL EIB-S纱线外观均匀度测试仪,以及仪器自身的单轴向测量方法对比,结果表明:自主研发装置单轴向CCD所测得CVd1与LAWSON-HEMPHILL EIB-S纱线外观均匀度测试仪测试结果基本一致,两者间决定系数R2=0.945,两者相关性较强;自主研发装置所测得CVP与USTER TESTER 5型电容式条干仪测试结果CVm趋势一致,两者间决定系数R2=0.658,两者相关性稍差,且CVP数值小于CVm;自主研发装置所测得CVP与EIB-S测试结果CVd一致,单轴向两者线性决定系数R2=0.836,CVP的波动性要明显小于CVd,CVP标准差为0.610。由于纱线的截面形状并不是标准圆形,在考虑纱线截面形状后,基于双轴向的测量方法相较于其他方法更加稳定,该方法能更稳定准确地表达出纱线的条干不匀特征。（5）提出了织物仿真纱线截面模型,并进行了织物仿真试验和织造试验,并对仿真织物和真实织物主观和客观两个方面进行对比分析。针对纱线截面周长L外观保持性较好的特点,提出了基于椭圆纱线截面的织物仿真形变模型,并利用自主研发装置所采集的纱线图像数据,并进行了织物仿真试验。通过上机织造获取织物试样,并扫描获取该织物试样的三维数据。对真实织物三维数据和仿真织物三维数据从主观和客观两个方面进行对比分析,主观分析表明仿真织物和真实织物有较好的一致性。在客观分析过程中提出了三个评价织物外观不匀的客观评价指标:FDCV、FHCV和FSCV。对比结果表明,仿真织物和真实织物的三个客观评价指标中FSCV相较于其他指标更有优势,与真实织物的不匀特征的相关性更高,其决定系数R2=0.9592,表明FSCV更适于客观评价织物外观不匀。本论文的研究结论能够对分析纱线外观质量与织物外观质量的关系提供了理论依据,并为基于真实纱线的机织物仿真提供了更好的技术手段,今后有望得到应用。