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文檔簡介
1、體育館用木質地板(簡稱:體育木地板)是一種具有獨特的運動功能、保護功能和技術功能,符合生物力學特性的專用地面工程復合材料,是體育館設施的重要組成部分。但是,國內外體育木地板的研究起步較晚、基礎薄弱,對于體育木地板結構、材料、制造技術、產品性能等方面缺乏系統(tǒng)的研究,特別是運動生化指標與體育木地板結構相關性等研究尚未見報導。因此,在中國競技體育和體育館建設高速發(fā)展的情況下,開展體育木地板的結構與性能研究具有非常重要的理論意義和實用價值。
2、r> 本論文采用的三種結構形式分別為由面層地板、毛地板層和雙龍骨層等材料組合的雙層結構(結構Ⅰ)、由面層地板、毛地板層和龍骨層等材料組合的單層結構(結構Ⅱ)及由面層地板和毛地板層組合的無龍骨結構(結構Ⅲ)。
本文在系統(tǒng)分析體育木地板國內外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的基礎上,按用途、結構和材料對體育木地板進行了分類,對國內外現(xiàn)有的體育木地板主要結構進行分析對比,以三種典型結構和新型材料為研究對象,針對體育木地板特有的三大功能及六項性能指標
3、,重點研究了體育木地板結構與性能,探討了表面防滑性能與表面粗糙度、涂料種類和涂層厚度之間的關系;以正交試驗設計及回歸分析、方差分析等方法,對三種單元結構特別是高等級競賽用雙層結構(結構Ⅰ)體育木地板的結構性能進行系統(tǒng)研究,以主持制定的GB/T20239-2006《體育館用木質地板》對整體結構的體育木地板進行研究與驗證;并研究了體育木地板整體結構尺寸穩(wěn)定性;采用自行設計運動生化指標試驗方法對體育木地板結構與運動生化指標的關系開展了研究。<
4、br> 主要研究成果:
(1)體育木地板表面性能主要評價指標是滑動摩擦系數(shù)S p,在砂紙目數(shù)、涂料種類和涂層厚度的影響因素中,砂紙目數(shù)的影響最大的,涂料種類次之。砂紙目數(shù)與素板表面粗糙度(Ra、Rz)成負相關,表面粗糙度(Ra、Rz)與S p成正相關。
(2)采用日本聯(lián)合涂料、120目砂帶和涂層厚度240?m或UV漆、240目砂帶和涂層厚度140?m時,體育木地板的S p符合體育木地板國家標準性能指標中關于S p的
5、要求。
(3)體育木地板的結構形式對整體結構性能有重要影響,采用沖擊吸收率Fr、標準垂直變形Vd和球的反彈率Br性能指標評價三種體育木地板單元結構的性能,其性能優(yōu)劣的綜合排序:結構Ⅰ>結構Ⅱ>結構Ⅲ。
(4)雙層龍骨結構(結構Ⅰ)的體育木地板,分別建立了龍骨的截面尺寸和間距與Fr、dV、B r性能指標之間的回歸方程。龍骨間距對Fr、龍骨厚度與龍骨間距的交互作用對V d的影響均在0.01水平上顯著;龍骨間距是Br的主要
6、影響因素。
(5)當龍骨的間距500 mm×500 mm、截面尺寸50 mm×30 mm時Fr最大;龍骨間距500 mm×500 mm,龍骨截面尺寸分別為50 mm×50 mm和70 mm×30 mm時的Vd值較高;龍骨間距300 mm×300 mm、截面尺寸50 mm×30 mm時Br最大。對結構Ⅰ的Fr、Vd和Br性能指標綜合分析表明,間距500 mm×500 mm、截面尺寸50 mm×30 mm為最優(yōu)龍骨設計參數(shù)。
7、> (6)采用相同材料和結構的體育木地板,整體結構性能優(yōu)于單元結構,雙層結構的綜合性能指標優(yōu)于單層結構和無龍骨結構。采用膠合板為毛地板、雙層龍骨(LVL)的結構實木復合體育木地板,按照GB/T20239-2006和DIN18032.2-2001,對不同整體結構和結構層材料的體育木地板性能研究和驗證:Fr為55.5%、Vd為2.36 mm、Br為93.9%,其結構性能均超過國家標準中規(guī)定的競賽用體育木地板要求;單層結構的Fr為51.8%
8、、Vd為1.57 mm、Br為95.4%。
(7)對三種結構體育木地板在設定的三種溫濕度條件下分別進行連續(xù)8周試驗,其中溫度為20℃、相對溫度為75%的條件下體育木地板尺寸變化率和翹曲度最小,結構穩(wěn)定性最優(yōu)。
(8)三種結構的尺寸變化率和翹曲度的綜合比較:結構Ⅰ<結構Ⅱ<結構Ⅲ,結構Ⅰ具有非常優(yōu)良的結構尺寸穩(wěn)定性。三種結構在設定的環(huán)境溫濕度條件下的連續(xù)試驗,其翹曲變形的變化規(guī)律,結構Ⅰ、結構Ⅱ和結構Ⅲ分別從第4周、第
9、6周和第7周開始趨于穩(wěn)定。
(9)體育木地板的運動生化指標以血乳酸BLA、肌電圖EMG表征。體育木地板的結構對運動員BLA生化指標變化有顯著的影響,BLA值隨著運動時間的延長和強度的增加而增大。結構Ⅰ的BLA生化指標較結構Ⅱ和結構Ⅲ低,且增長率較為平緩。
(10)體育木地板結構不同,運動員的肌電EMG生化指標(腓腸肌外側頭收縮時間、腓腸肌外側頭積分肌電IEMG、腓腸肌外側頭中位頻率MF和平均功率頻率MPF)差異顯著。
10、結構Ⅰ的腓腸肌外側頭收縮時間最短,即運動員完成相同的跨越運動所需時間短;運動員的腓腸肌外側頭的IEMG值始終低于結構Ⅱ和結構Ⅲ;結構Ⅰ腓腸肌外側頭 MF和MPF低于結構Ⅱ和結構Ⅲ,即在相同的運動負荷情況下,結構Ⅰ上運動相對于結構Ⅱ和結構Ⅲ負荷小。
本論文創(chuàng)新點:
(1)在國內首次系統(tǒng)地開展了體育木地板的結構,表面性能、結構性能和結構尺寸穩(wěn)定性的研究,提出了體育木地板的性能指標和測試方法。
(2)利用具有國際
11、先進水平的測試儀器和設備研究了體育木地板的S p、Fr、Vd和Br等性能指標,建立了體育木地板結構與性能指標間的數(shù)學模型。
(3)在國內外首次將BLA和EMG運動生化指標引入體育木地板的性能研究,設計了運動生化指標和體育木地板結構性能關系的研究方法,提出了體育木地板結構與運動員生化指標的相關性。
(4)首次將 LVL等新型的復合材料用于體育木地板的結構設計,提高了體育木地板的結構性能,為新型木質復合材料在體育木地板的
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