传统的罗拉牵伸系统在纺纱过程中占据着不可替代的位置,其机构的优劣性直接影响到成纱的质量、机构的能耗以及企业的效益。随着纺织设备运行速度的提高,纤维、纤维集合体与高速运行的纺纱设备的动态耦合作用影响越来越不容忽视,表现出当前牵伸设备的实际生产速度远低于其设备本身所能达到的机械速度,使生产率难以进一步提高。为解决这一问题,故对罗拉牵伸系统与纤维的耦合作用进行研究是十分有意义的。本文以预测须条在牵伸过程中任意横截面的纤维根数为研究内容,通过理论分析、建立数学模型、求解分析以及实验验证等方法,对须条在罗拉牵伸下的运动状况进行了全面且系统的分析。该研究为提高成纱质量、提高牵伸的生产速度以及牵伸设备改进都奠定了坚实的理论基础。第一部分,在对牵伸机理进行详细分析后,对纤维在牵伸区中的运动要求及受力状况做出了总结。基于纤维间相对运动关系,提出了须条环区概念,并建立了纤维的摩擦力模型,同时对环区中的纤维在运动时受到的摩擦力进行了相应分析,因纤维材料的特殊性,也对摩擦力与经验常数之间的关系进行了分析。第二部分,在第一部分的基础上又考虑了机械牵伸设备的特性,运用质量及动量守恒原理,在特定边界条件下建立了牵伸—机械耦合模型。因在模型中尚有不确定常数,便提出了一种基于遗传算法的初始参数识别法,对不确定常数进行了确定,随后推导出可预测须条在牵伸过程中任意横截面纤维根数的数学模型,同时也对该模型进行了解析,讨论并分析了在不同牵伸倍数下须条任意横截面中的纤维根数与须条速度之间的关系。第三部分,为验证该模型的准确性,搭建了简单牵伸的实验平台,针对不同的牵伸倍数设计了不同的牵伸实验。首先利用仪器等测试手段对纤维的属性进行了测定,随后又对机械设备参数进行了相应设定。在实验过程中,分别取了五个点作为预测纤维根数的截点,分为输入口定量点、输出口预测点、变速预测点(共3点),其中为了保证实验数据采集的准确性,采取了人工数数的方法进行定量。实验结果表明,该模型具有较好的预测性。根据实验数据及数学模型,还对模型中影响纤维根数变化的其他参数进行了讨论分析。本文针对当前牵伸所产生的问题,将纤维与机械进行结合,建立了纤维—机械耦合模型,通过对模型的求解,分析了纤维在牵伸中的实际运动过程,得到了对牵伸效果影响显著的参数。本研究为罗拉牵伸质量分析提供理论基础,为后期高速牵伸下,保证须条的条干均匀度提供了理论支撑。