便携式纺织路面结构和承载能力的研究

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当车辆在地基条件差,不易通行的软土路面上行驶时,容易出现淤陷,造成车辆无法机动的现象,给车辆的通行带来很大的不便,在军用方面更为突出。早期为了克服泥泞和沼泽路面给车辆通行带来的不便,通常采用人工方法或机械方法铺设快速路面。快速路面主要通过将钢质材料铰接在一起形成,由于钢质材料的抗弯刚度高,大大提高了软土路面的承载能力,不足之处在于材料大多为金属材料,质量较重,给材料的运输和安装带来了很大的不便。由于军事活动中经常面临条件恶劣的地形,促进了快速路面的发展。早期,军事上使用的快速路面大多为铰接梁结构、铰接板结构和铰接块结构。为了实现快速路面的“轻质化”特点,随后出现了便携式路面。便携式路面是一种可移动的临时路面器材,主要铺设在承载能力较低的软土路面上,便于车辆通行。便携式路面的主要特点是重量轻、便于携带和快速铺设。最早开发的便携式路面为复合材料路面。之后,为了进一步体现路面材料的“便携式”功能,法国Deschamps公司开发了一种纺织结构路面材料,由高强涤纶单丝经特殊的机织结构织造成型,大大降低了路面材料的重量。该路面的长度方向(经向)可卷曲,纬向具有较高的弯曲刚度,具有很强的抗弯承载能力。为了探究织物结构对织物承载能力的影响。本文针对Deschamps公司开发的纺织结构路面材料进行研究。首先,分析织物样品的材料及参数、织物经纬密、确定织物上机工艺参数并在全自动箭杆试样织机上进行试织,不断完善上机工艺参数,最终确定可以稳定织造的上机工艺参数。其次,建立织物的纬向几何结构模型。制作织物纬向截面切片,分析织物纬向几何结构,确定织物几何结构参数并建立参数间的关系式。根据建立的织物纬向几何结构模型,结合织物组织分析织物纬向波纹结构的形成原理。最后,分别设计两种不同的织物,变化蜂巢织物和纬三重织物,并对其进行三点弯曲测试,分析比较织物结构对其承载性能的影响。结果显示,织物上机工艺参数为:织物经纱采用直径为0.5mm的涤纶单丝,纬纱采用直径为1.2mm的涤纶单丝,经密为180根/10cm,纬密为60根/10cm-90根/10cm,边纱为4根棉纱,平纹组织。最终可在全自动箭杆试样织机上顺利织造形成具有稳定结构的织物。通过织物纬向截面切片观察织物纬向几何结构特征,确定十个几何结构参数以及六个参数之间的关系式。结合织物组织分析织物纬向几何结构的形成原理,分析表明织物组织中经(纬)向规律性递增(或递减)的浮长线使得织物纬向呈现出底边相互平行的三角形结构。对变化蜂巢织物和纬三重织物进行三点试验弯曲测试,测试结果表明变化蜂巢织物具有更高的抗弯性能。
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