航天服限制層織物縫合性能與接縫效率研究

李 猛 1，劉洪靜 1，尚 坤 1，肖 雷

(1.中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心人因工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100094；2.成都海蓉特種紡織品有限公司，成都 610207)

1 引言

航天服的壓力防護(hù)與工效保障是其最基本也最重要的功能，無(wú)論是艙內(nèi)航天服的壓力應(yīng)急防護(hù)，還是艙外航天服的出艙活動(dòng)壓力防護(hù)，在為航天員提供生存必需的壓力制度時(shí)，還需賦予航天員操作與活動(dòng)的工效保障能力。隨著載人航天任務(wù)的推進(jìn)，柔性活動(dòng)關(guān)節(jié)技術(shù)逐漸成為航天服工程領(lǐng)域的特色技術(shù)。航天服關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)通常由用于承壓與賦形的限制層和用于氣密的密封層作為基礎(chǔ)組成。基于關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的柔性活動(dòng)要求，限制層通常由高強(qiáng)低伸長(zhǎng)的織物材料縫合成型，密封層由高彈性伸長(zhǎng)率的橡塑材料粘接成型。其中，限制層織物材料需要縫合成具有擬人形態(tài)的衣體結(jié)構(gòu)部件，如上下肢結(jié)構(gòu)、手套結(jié)構(gòu)等，配合人體穿著時(shí)的適體性與活動(dòng)性。

織物材料以其獨(dú)特的柔性組織結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)單有效的復(fù)雜結(jié)構(gòu)構(gòu)型能力、方便快速的二次加工能力成為不可或缺的材料類型。在航天服材料應(yīng)用過(guò)程中，織物材料大量以布匹的形式作為宏觀應(yīng)用的原材料，通過(guò)裁切、下料并縫合，獲得所需的服裝關(guān)節(jié)形式。此時(shí)，成品的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度特性，不僅僅取決于原材料自身的性能，還取決于材料的縫合能力。由于裁切與縫合對(duì)織物完整性的破壞，縫合區(qū)域的力學(xué)性能通常會(huì)成為整個(gè)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的短板，因此研究航天服用織物材料的縫合性能，提高織物的接縫效率是紡織材料在航天服工程應(yīng)用中的重要因素。

航天服活動(dòng)關(guān)節(jié)在工作條件下需要持續(xù)提供內(nèi)部壓力帶來(lái)的織物組織承力能力，此時(shí)織物材料的縫合能力與接縫效率決定了織物結(jié)構(gòu)的整體力學(xué)性能。同時(shí)，由于服裝充泄壓與關(guān)節(jié)活動(dòng)的需要，織物結(jié)構(gòu)應(yīng)能夠提供全壽命周期內(nèi)的形態(tài)與結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定性，減少使用過(guò)程中織物組織，特別是縫合區(qū)域的蠕變。

本文基于典型航天服限制層織物材料的應(yīng)用需求，對(duì)織物材料的選用與縫合造成的材料性能降額開(kāi)展分析，結(jié)合宏觀力學(xué)性能測(cè)試和細(xì)觀結(jié)構(gòu)仿真的方法，研究典型織物組織結(jié)構(gòu)在縫合后的力學(xué)性能特點(diǎn)，探究織物材料的接縫效率與影響因素，獲得航天服柔性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料應(yīng)用的特性。

2 限制層織物特性要求

2.1 限制層織物材料特性

針對(duì)航天服限制層結(jié)構(gòu)對(duì)材料柔韌性、高強(qiáng)度與低伸長(zhǎng)的功能要求，限制層織物通常選擇聚酯纖維類材料。聚酯纖維是目前世界產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣泛的合成纖維品種，其中又以聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維(Polyethylene Terephthalate，PET，又稱滌綸)的產(chǎn)量最大，在服飾、裝飾及產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域均具有寬泛的應(yīng)用。

滌綸纖維具有高強(qiáng)度的特點(diǎn)，耐沖擊強(qiáng)度比錦綸纖維高4倍，比粘膠纖維高20倍。普通民用纖維強(qiáng)度在2.6～5.7 cN/dtex，產(chǎn)業(yè)用高強(qiáng)纖維可達(dá)到5.6～8.0 cN/dtex。由于吸濕性較低，其濕態(tài)強(qiáng)度與干態(tài)強(qiáng)度基本相同。滌綸纖維彈性較好，接近于天然纖維中的羊毛，在5%～6%伸長(zhǎng)時(shí)，接近完全回彈。這一特性導(dǎo)致其耐皺性超過(guò)其他合成纖維，即織物不易產(chǎn)生折皺，尺寸穩(wěn)定性好，對(duì)于織物縫合結(jié)構(gòu)而言，其構(gòu)型的穩(wěn)定性和加工過(guò)程的精確性更容易得到保證。同時(shí)，由于滌綸材料的熱塑性與耐熱性較好，還可通過(guò)加熱處理，對(duì)織物縫合結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的熱定型。因此，由高強(qiáng)滌綸纖維織造的織物具有優(yōu)良的力學(xué)性能，縫合成型后的織物結(jié)構(gòu)外觀挺括、結(jié)構(gòu)尺寸穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性好、耐蝕性強(qiáng)、熔點(diǎn)高，同時(shí)具有低吸濕性，這些都有利于其作為航天服限制層結(jié)構(gòu)承壓賦形應(yīng)用。

2.2 織物材料縫合特性

織物材料的接縫方式主要有縫紉線接縫與熔焊接縫2種，其中縫紉線接縫可使用于絕大多數(shù)的紡織品連接，是紡織品接縫的最主要方式。通過(guò)縫紉線，為織物結(jié)構(gòu)提供了從一片組織到另一片組織的力學(xué)傳遞，并保持了織物組織的近似完整性。通過(guò)縫合，帶來(lái)了織物構(gòu)型的完整性與復(fù)雜化能力，但同時(shí)也不可避免地帶來(lái)了織物材料性能的降額及對(duì)材料均勻性的破壞。

研究織物材料的縫合特性通常從2個(gè)方面進(jìn)行考量:①基于結(jié)構(gòu)構(gòu)型角度，考察縫合對(duì)結(jié)構(gòu)均勻性與完整性的影響；②基于織物材料力學(xué)性能角度，考察縫合對(duì)基材力學(xué)特性的影響。

織物縫合過(guò)程中，其結(jié)構(gòu)構(gòu)型與力學(xué)性能通常是互相矛盾的。本文重點(diǎn)關(guān)注航天服限制層中最為典型的2種縫合形式:拼縫與包縫，如圖1所示。在考慮線徑與織物厚度匹配關(guān)系的條件下，拼縫可以帶來(lái)均勻輕薄的縫合結(jié)構(gòu)，但織物組織的受力幾乎全部傳遞到縫紉線上，縫紉線的力學(xué)性能決定了織物結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能；包縫是一種多重縫合形式，容易造成縫份的堆疊和冗余，重復(fù)走線加劇了縫合區(qū)域的硬度和厚度，導(dǎo)致縫合結(jié)構(gòu)厚重且不均勻，但通過(guò)織物結(jié)構(gòu)的紗線滑移，縫紉線將織物組織的受力均勻地傳遞給了織物結(jié)構(gòu)本體。

圖1 典型縫合結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Scheme of typical stitching structures

3 宏觀力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)

3.1 實(shí)驗(yàn)方法

按GB/T 13773.2-2008《紡織品 織物及其制品的接縫拉伸性能 第2部分:抓樣法接縫強(qiáng)力的測(cè)定》規(guī)定的測(cè)試方法，選擇拉伸速度為50 mm/min，對(duì)各材料與縫合結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試標(biāo)樣如圖2所示。同時(shí)，按照相同標(biāo)樣尺寸與條件對(duì)織物基材進(jìn)行原位測(cè)試。定義縫合結(jié)構(gòu)的接縫強(qiáng)力與材料自身斷裂強(qiáng)力的比值為接縫效率。

圖2 接縫效率測(cè)試標(biāo)樣示意圖Fig.2 The specimen for seam efficiency test

為了對(duì)比不同性能滌絲織物材料的縫合特性差異，選取3種有代表性的織物材料:①針對(duì)航天服手套結(jié)構(gòu)，具有高靈活性要求的低克重薄型平紋機(jī)織物；②針對(duì)航天服上下肢結(jié)構(gòu)，具有高承壓穩(wěn)定性要求的高克重厚型平紋機(jī)織物；③通過(guò)表面涂層化后整理的厚重型平紋機(jī)織物，用于航天服柔性結(jié)構(gòu)中有近一步抗蠕變與低伸長(zhǎng)要求的結(jié)構(gòu)。3種材料的典型力學(xué)性能如表1所示。

表1 典型高性能滌絲織物材料性能Table 1 Properties of typical high strength polyester fabrics

縫合結(jié)構(gòu)的針腳密度為(35±2)針/100 mm。在縫線的選擇上，參考FZ 66316-1995《特種工業(yè)用線》，針對(duì)厚薄織物的不同斷裂強(qiáng)力特性與材料厚度表觀，選擇具有相對(duì)應(yīng)強(qiáng)力與縫合特性的9＃(用于厚重型機(jī)織物)與15＃(用于輕薄型機(jī)織物)2種縫線，其性能如表2所示。

表2 縫線材料性能Table 2 Material properties of the sewing threads

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

按3.1節(jié)實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)拼縫與包縫2種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試，每種材料與縫合結(jié)構(gòu)制作8個(gè)試樣，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 測(cè)試結(jié)果Table 3 Physical test result

3.3 實(shí)驗(yàn)分析

3.3.1 拼縫結(jié)構(gòu)

由圖3所示的拼縫結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，拼縫結(jié)構(gòu)的接縫效率為29%～70%，拼縫結(jié)構(gòu)的接縫強(qiáng)力相比于織物基材本身下降較多。從表3數(shù)值上看，經(jīng)緯雙向的斷裂強(qiáng)力趨于一致，這是由于拼縫結(jié)構(gòu)的連接特點(diǎn)，使得在縫合位置由縫線的承力能力代替了織物的力學(xué)性能?？p合試樣實(shí)驗(yàn)過(guò)程的破斷點(diǎn)集中于縫線的斷裂，因此縫合結(jié)構(gòu)的接縫強(qiáng)力表現(xiàn)為縫線的斷裂強(qiáng)力。

圖3 拼縫結(jié)構(gòu)接縫效率測(cè)試結(jié)果Fig.3 Results of the seam efficiency test for flat-fell seam

同一種織物在經(jīng)緯向上的差異導(dǎo)致紗線滑移特性的不同，對(duì)縫線的受力變形量產(chǎn)生差異性影響，反映為實(shí)驗(yàn)過(guò)程中受力變化曲線的斜率不同。但由于采用了較高斷裂伸長(zhǎng)率特性的縫線，最終縫線的破斷力具有趨同性。

不同織物材料自身斷裂強(qiáng)力與縫線強(qiáng)力的偏差，表現(xiàn)出接縫效率的變化量較大，如圖4所示。輕薄型織物與縫線的力學(xué)性能更加匹配，所以能夠得到較高的接縫效率；而厚重型織物的力學(xué)性能遠(yuǎn)高于縫線，接縫效率由于縫線的短板效應(yīng)而降低很多，此時(shí)縫合結(jié)構(gòu)在力學(xué)特性上的完整性遭到了破壞。

圖4 拼縫結(jié)構(gòu)破壞效果Fig.4 Breaking effects on flat-fell seam structure

因此，拼縫結(jié)構(gòu)更適用于高密度、低克重的織物，此類織物容易匹配到力學(xué)性能相近的縫線，從而表現(xiàn)出縫合結(jié)構(gòu)各部分承力能力的均勻性。

3.3.2 包縫結(jié)構(gòu)

圖5所示的包縫結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，包縫結(jié)構(gòu)的接縫效率為69%～76%，包縫結(jié)構(gòu)能夠較為穩(wěn)定地獲得織物基材的力學(xué)性能，并且能夠繼承和表達(dá)出織物經(jīng)緯向上的性能差異。在縫合結(jié)構(gòu)中，3條重復(fù)縫線與織物組織緊密結(jié)合，在縫合結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)下，織物紗線間的滑移使得各縫線的受力變得均衡，隨著縫合結(jié)構(gòu)的受力變形，縫線與織物組織的交互作用更加明顯，更能反映出織物組織自身的力學(xué)特性。

圖5 包縫結(jié)構(gòu)接縫效率測(cè)試結(jié)果Fig.5 Results of the seam efficiency test for overseam

在包縫結(jié)構(gòu)中，縫線對(duì)織物組織內(nèi)部的聯(lián)接與傳遞作用更加有效，無(wú)論是對(duì)于不同的織物，還是對(duì)于織物不同的經(jīng)緯向，接縫強(qiáng)力較為直接地表達(dá)出織物基材自身的力學(xué)特性，由于接縫的存在導(dǎo)致材料性能降額更加線性，表現(xiàn)為同一種縫合結(jié)構(gòu)參數(shù)的接縫效率具有一致性。

當(dāng)織物進(jìn)行涂層化處理后，織物組織中的紗線移動(dòng)被進(jìn)一步束縛，組織點(diǎn)的浮動(dòng)性降低，織物組織的滑移阻力得到提高，斷裂強(qiáng)力得到提升，織物組織的變形量下降，斷裂伸長(zhǎng)率顯著降低，因而更適用于需要承壓抗變形的應(yīng)用條件。但是由于上述特性變化，縫線與織物組織的交互作用降低，基材的剛性對(duì)縫線的受力傳遞作用增大，導(dǎo)致縫線更易受力而破壞，因此接縫效率會(huì)相應(yīng)下降，如圖6所示。

圖6 包縫結(jié)構(gòu)破壞效果Fig.6 Breaking effects on overseam structure

4 典型縫合結(jié)構(gòu)的建模與仿真

4.1 織物縫合細(xì)觀結(jié)構(gòu)建模

在建模過(guò)程中考慮織物縫合結(jié)構(gòu)的細(xì)觀特性，織物結(jié)構(gòu)通過(guò)TexGen 3120軟件建立，通過(guò)定義基于Peirce橢圓的紗線截面幾何，基于Bezier樣條曲線的成紗路徑，最終得到具有平紋編織結(jié)構(gòu)的織物幾何模型。圖7(a)所示為織物結(jié)構(gòu)，其幾何參數(shù)參考厚重型機(jī)織物設(shè)置:經(jīng)緯向紗線寬度均為0.67 mm，紗線間隔均為1.12 mm，織物厚度為0.4 mm?？紤]縫線的尺寸因素，為滿足縫線穿過(guò)織物時(shí)兩者不發(fā)生幾何重疊，在織物模型構(gòu)建中放大了紗線的間隔。

縫線通過(guò)三維造型軟件CATIA V5R20繪制，縫線截面簡(jiǎn)化為圓截面，參考9?？p線，直徑為0.45 mm，將截面沿縫線軌跡曲線掃掠形成縫線的幾何模型?？p線軌跡參照GB/T 24118-2009《紡織品 線跡型式 分類和術(shù)語(yǔ)》，采用209號(hào)線跡型式，如圖7(b)所示。

圖7 織物和線跡幾何建模Fig.7 Geometry of the fabric and stitch

4.2 邊界設(shè)置

基于Abaqus 6.14軟件對(duì)縫合結(jié)構(gòu)的拉伸過(guò)程進(jìn)行有限元模擬。不同于單一的織物結(jié)構(gòu)拉伸模擬，縫合結(jié)構(gòu)的仿真需要增加對(duì)縫線的模擬，需要在盡可能還原縫合結(jié)構(gòu)細(xì)觀特征的同時(shí)，通過(guò)合理選擇單元結(jié)構(gòu)和設(shè)定邊界條件降低模型的計(jì)算規(guī)模。Mousazadegan等采用有限元方法對(duì)縫合結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步模擬，但模型中采用殼單元來(lái)模擬織物，忽略了織物結(jié)構(gòu)的細(xì)觀特征。為了能夠細(xì)致觀察織物縫合結(jié)構(gòu)的局部變化，本文基于4.1節(jié)建立的具有編織特征的織物模型進(jìn)行有限元分析。

選取具有周期性重復(fù)特征的局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。如圖8所示，平行于法向?yàn)?p>x

軸的平面，對(duì)織物兩側(cè)以及縫線兩端點(diǎn)設(shè)置對(duì)稱位移邊界條件，從而使單元結(jié)構(gòu)能夠反映整體結(jié)構(gòu)的重復(fù)性特征，降低計(jì)算規(guī)模。在建模過(guò)程中，忽略織物彎折影響，分別將拼縫和包縫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化成2層平面織物的單道和多道縫合，同時(shí)通過(guò)不同的位移加載方式實(shí)現(xiàn)2種縫合結(jié)構(gòu)拉伸測(cè)試的仿真模擬。對(duì)于拼縫結(jié)構(gòu)，如圖8(a)所示，設(shè)置參考點(diǎn)(RP-1)和參考點(diǎn)(RP-2)，分別與2層織物的側(cè)面進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)耦合約束，通過(guò)對(duì)2個(gè)參考點(diǎn)分別沿

z

軸進(jìn)行位移加載，實(shí)現(xiàn)2層織物端面沿

z

軸的拉伸模擬。對(duì)于包縫結(jié)構(gòu)，如圖8(b)所示，在2層織物的不同側(cè)面設(shè)置參考點(diǎn)以及運(yùn)動(dòng)學(xué)耦合約束，通過(guò)對(duì)2個(gè)參考點(diǎn)分別沿

y

軸進(jìn)行位移加載，實(shí)現(xiàn)2層織物端面沿

y

軸的拉伸模擬。

圖8 有限元模型邊界設(shè)置Fig.8 Boundaries of finite element models

模型中，縫線和織物紗線均采用實(shí)體單元C3D8R，縫線材料性能見(jiàn)表2(9?？p線)，紗線材料力學(xué)性能見(jiàn)表4?？椢镆约翱p線直接的接觸計(jì)算采用通用接觸General Contact，定義紗線之間的摩擦系數(shù)為0.2。由于縫合結(jié)構(gòu)的仿真具有顯著的幾何非線性特征，隱式求解難以收斂，采用Abaqus/Explicit進(jìn)行顯示求解。同時(shí)，為提升顯示求解速率，仿真模型中的位移加載時(shí)間取10s，加載速度高于試驗(yàn)測(cè)試值。

表4 滌絲織物紗線材料性能Table 4 Material properties of the polyester yarns

4.3 結(jié)構(gòu)仿真

通過(guò)仿真模擬對(duì)縫合結(jié)構(gòu)的細(xì)觀變化特征進(jìn)行分析，由于厚重型機(jī)織物經(jīng)緯向沒(méi)有明顯差異，不失一般性，模擬中假定織物均沿織物經(jīng)向拉伸。圖9給出了織物本體與2種縫合結(jié)構(gòu)在達(dá)到結(jié)構(gòu)破化時(shí)的結(jié)構(gòu)形態(tài)以及von Mises應(yīng)力分布。圖10為通過(guò)仿真模擬得到的不同結(jié)構(gòu)在拉伸狀態(tài)下位移與載荷關(guān)系曲線。其中，圖9(a)為織物本體拉伸破壞的形態(tài)，最大拉伸載荷為76 N。對(duì)于拼縫結(jié)構(gòu)，縫線達(dá)到斷裂強(qiáng)度后首先發(fā)生破壞，此時(shí)縫合結(jié)構(gòu)承受的最大載荷為18 N，接縫效率為24%；對(duì)于包縫結(jié)構(gòu)，織物緯紗局部和縫線幾乎同時(shí)破壞，此時(shí)縫合結(jié)構(gòu)承受的最大載荷為44 N，接縫效率為58%。與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比，由于使用局部周期性模擬等簡(jiǎn)化方法，仿真得到的2種縫合結(jié)構(gòu)的接縫效率均低于實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但對(duì)縫合效率進(jìn)行對(duì)比，仿真計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表現(xiàn)一致。

圖9 不同結(jié)構(gòu)的拉伸模擬(應(yīng)力單位:MPa)Fig.9 Simulations of the tensile tests for different strutures(Unit of stress:MPa)

圖10 不同結(jié)構(gòu)拉伸位移-載荷曲線Fig.10 Relations of load and diaplacement for different structures

從能量變化角度分析，2種縫合結(jié)構(gòu)在拉伸模擬中，將外力功轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)應(yīng)變能、動(dòng)能以及摩擦耗散能，如圖11所示。由于包縫結(jié)構(gòu)的縫合強(qiáng)度較大，結(jié)構(gòu)在破壞時(shí)具有較大的應(yīng)變能。同時(shí)，在拼縫結(jié)構(gòu)破壞時(shí)，摩擦耗散能與應(yīng)變能的比值約為72%，高于包縫結(jié)構(gòu)的35%，說(shuō)明在拼縫結(jié)構(gòu)中紗線和縫線的滑移效果更為明顯。此外，相比于應(yīng)變能和摩擦耗散能，2種縫合結(jié)構(gòu)的動(dòng)能的幅值都很小，說(shuō)明盡管在仿真模擬中加載速度高于實(shí)際測(cè)試，但由此增加的額外動(dòng)能對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞影響不大。

圖11 兩種縫合結(jié)構(gòu)能量變化Fig.11 Variation of the energies of the two seam strutures

5 結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法研究了縫合結(jié)構(gòu)、織物與縫線匹配等對(duì)航天服限制層縫合特性和接縫效率的影響，通過(guò)仿真分析了典型縫合結(jié)構(gòu)的細(xì)觀特性，對(duì)航天服限制層材料的選擇提出了建議。

1)從縫合結(jié)構(gòu)選用角度:實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用多重縫合承力形式的包縫結(jié)構(gòu)，其平均接縫效率能夠維持在基材的74%；而為獲取復(fù)雜曲面造型的拼縫結(jié)構(gòu)，其平均接縫效率僅能維持在基材的44%。使用相同的縫合材料，包縫結(jié)構(gòu)的接縫效率更高，縫合結(jié)構(gòu)更緊湊。

2)從織物與縫線匹配角度:接縫效率是通過(guò)縫合結(jié)構(gòu)中織物與縫線相互匹配而達(dá)到最優(yōu)，單一增加一種界面材料的力學(xué)性能，并不能夠有效地提升縫合結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，反而會(huì)對(duì)縫合結(jié)構(gòu)的完整性造成破壞。當(dāng)織物基材與縫線力學(xué)性能差異越大，接縫效率越低；而織物的經(jīng)緯向差異越小，接縫效率越高。

3)從織物材料特性角度:織物涂層化處理后測(cè)試結(jié)果的變異系數(shù)小于未涂層材料，說(shuō)明通過(guò)涂層增加了織物紗線的滑移阻力，減少了縫合結(jié)構(gòu)的滑移變形，改善了縫合結(jié)構(gòu)的組織穩(wěn)定性。

4)從細(xì)觀仿真分析角度:實(shí)現(xiàn)了2種不同縫合結(jié)構(gòu)在拉伸時(shí)的細(xì)觀結(jié)構(gòu)特征模擬，通過(guò)與基材拉伸模擬對(duì)比，得到包縫結(jié)構(gòu)的接縫效率計(jì)算值為58%，高于拼縫結(jié)構(gòu)的接縫效率24%，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表現(xiàn)一致。進(jìn)一步的能量分析表明，拼縫結(jié)構(gòu)中紗線和縫線的滑移效果更為明顯。

5)綜合以上縫合特性和接縫效率的研究結(jié)果，在選擇航天服限制層材料時(shí)，應(yīng)考慮縫線材料力學(xué)性能的匹配性，同時(shí)選用經(jīng)緯向力學(xué)性能較為一致的織物。在縫合結(jié)構(gòu)和涂層選用方面，應(yīng)平衡縫合特性與結(jié)構(gòu)柔軟性、貼合性的需求，在保證航天服限制層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的同時(shí)，獲得更好的航天服活動(dòng)能力。