基于骑行动作骨骼肌仿真的女性下肢皮肤形变表征

为探究骑行运动时大腿部骨骼肌活动与皮肤形变规律,通过人体建模仿真系统对周期骑行运动中女下肢关节、骨骼、肌肉运动进行分析,选择周期骑行运动中5个关节、骨骼、肌肉变化临界点作为关键帧,并对关键帧形变后的大腿皮肤采用凝胶法拓印和图形软件方法计算面积,定性和定量两方面研究女性大腿各部位在骑行周期中大腿部皮肤形变规律。试验发现臀部区域的皮肤整体是拉伸变形,臀褶区域拉伸率达到58%;靠近腹股沟与腹股沟方向一致的斜向区域皮肤收缩逐渐增大,收缩率达到50%;大腿前部皮肤形变比大腿后部皮肤形变量小。研究结果可为骑行裤各分割区域具体守卫松量设计及面料选择提供理论参考。     

基于腰脊关节运动的人体皮肤形变研究

基于腰脊关节前屈、后仰、侧屈、水平扭转四个方向的运动,通过体表描线的方法,测量人体前身、后身、侧身的纵向皮肤形变率,并对全身各部位的皮肤形变率和腰脊关节运动角度进行相关性分析,研究腰脊关节运动与人体各个部位纵向体表尺寸变化间的关系。     

基于ANSYS的人体下肢服装压虚拟仿真预测

为研究人体下肢各层组织在服装压作用下产生的形变和应力分布情况,利用16层螺旋CT仪及Mimics软件获取人体下肢分层三维模型,用ANSYS构建有限元模型预测服装压对皮肤层、其它软组织层和肌肉层产生的位移形变;在人体下肢选择44个压力采集部位,对实测服装压与预测服装压进行相关性分析。结果表明：在服装压作用下,人体下肢各层的形变主要分布在大腿内侧,形变分布最少区域为小腿前侧;皮肤层形变最大值为2.73×10^-2 mm,其它软组织层形变最大值为5.19×10^-4 mm,肌肉层形变最大值为7.30×10^-5 mm;皮肤能抵消的最大形变值约为2.73×10^-3 mm,低于这个值的形变量在皮肤层以外的地方无法测得;人体下肢各面所受到的应力分布与形变分布整体一致,由大到小依次为内侧、后侧、前侧、外侧;服装压预测数据和实测数据的多重相关系数拟合优度为1,二者之间具有极其明显的相关性,说明所建立的服装压预测分层模型可用来预测服装压对皮肤、其它软组织和肌肉的形变。     

闪火中防护服装的形变及其影响因素

防火服在火焰中的收缩形变会影响其热防护性能并制约人体的肢体运动。本文提出用捺印的方法,通过燃烧假人闪火燃烧试验研究防火服各部位形变量的分布规律,探究形变差异的原因及影响因素,对比分析服装形变与假人皮肤表面烧伤程度的关系。结果显示,燃烧试验后防火服在四肢和背部发生了显著收缩形变,热流量、衣下空气层等是主要影响因素。着装姿势越复杂、闪火持续时间越长,服装越宽松,服装面料的面密度越大,服装形变越显著。服装形变显著的对应部位衣下皮肤的烧伤也越严重。     

棉型弹力色织物紧度与其弹性、形变关系的探讨

一、概况弹力织物产品在国外市场已极为流行,穿着时能适应人体各部位形状,尤其是适用于做女式服装或内衣,在人体活动频繁的关节部位,能赋于弹性伸展,皮肤感觉柔软舒适,如采用以天然棉为主体的弹力织物则感受更显著。在设计时需要考虑其弹性率的要求并恰当地选用形变率,这些弹力织物的主要指标与组织紧度有密切相关因素。本文以阶差法来确定弹力织物模式,探讨以纬向棉型安纶包芯纱的     

基于InSAR技术的矿区滑坡灾害形变诱因分析

为研究矿区滑坡灾害形成诱因,采用小基线集雷达干涉测量方法(SBAS-InSAR)对研究区进行形变监测,联合升降两轨视线向形变结果提取二维时序形变结果,对滑坡体进行形变诱因分析,得到以下结论:利用SBAS-InSAR技术获得研究区的时间序列二维形变结果,该技术对于滑坡体形成过程监测较好;分析得出滑坡发生的主要诱因为煤矸石堆积场失稳;从不同的形变趋势分布中发现,非线性特征区是滑坡体启动区.     

基于皮肤拉伸的跑步紧身裤样板优化

研究基于女子人体下肢带结构特点、腿部皮肤形变规律,提出了女子跑步紧身裤结构样板的优化方案。通过样板设计、面料应用,得到适体性和舒适度均良好的跑步紧身裤。通过测量体表标识点间距离并计算得到腿部各区域皮肤的形变拉伸率,分别从纵向、横向统计分析,将拉伸率相近区域做合并处理,为跑步紧身裤结构的分割设计提供理论依据。同时根据合并区域不同的拉伸率值,选择拉伸回复性能与之相近的弹性面料,制作优化的跑步紧身裤,并通过人体穿着和主观评价对比结构优化的紧身裤与未优化的紧身裤的外观合体度、穿着舒适度以及运动舒适度等。通过以上对人体皮肤形变规律的观察,提出紧身裤装结构优化方案,结合适当的弹性面料,制作合体塑形的紧身裤,同时使之具备良好的运动性能,为运动功能性裤装的研究和开发提供理论参考。     

皮肤冷暖感及瞬态导热间关系的理论分析

导论人体皮肤在接触其它物体时产生的冷暖感主要与皮肤及其所接触物体间的传热量有关。为了把冷暖感与物体的物性参数联系起来,必须弄清楚该传热量与人体冷暖感间的关系,同时需要对人体皮肤与接触物体间的瞬态传热过程进行理论分析。该分析对利用     

基于瑜伽运动状态下的人体下肢皮肤形变分析

为揭示在瑜伽运动中人体下肢皮肤形变规律,针对瑜伽动作特点,选取4个瑜伽动作进行测试与分析,利用VITUS Smart三维人体扫描系统,得到练习瑜伽动作时下肢不同部位皮肤形变数据。结果表明:在瑜伽运动中,腰围和膝上围之间围度尺寸呈增大趋势,拉伸变化率在6%以内,臀围围度变化较明显。在纵向长度方面,腿部各部位皮肤形变差异性大,变化率在(-66.37%,56.90%)区间,大腿后侧拉伸变化最为明显,腹部则多呈收缩状态。当膝盖进行弯曲动作时,腿部皮肤尺寸变化较为明显,正面产生大幅度的纵向拉伸,反面产生收缩变化,长度变化率在(-24.91%,26.15%)区间。     

基于跑步动作肌纤维主动力仿真的下肢皮肤形变表征

为探究跑步运动时女性下肢肌肉、皮肤形变与服装运动功能性之间的关系，通过生物力学仿真系统对周期跑步运动人体下肢肌肉的肌纤维主动力进行分析，选取肌纤维主动力均值明显的肌肉，将其峰值所在的时间帧对应的动作作为关键帧动作，并使用手持式三维扫描仪对关键帧动作的下肢皮肤进行扫描；综合左右半身的皮肤形变情况，分析不同动作的下肢皮肤形变数据差异性，同时对比动静态人体模型展开的细分曲面。研究发现：臀围到中腿围区域的体后侧、臀围至大腿围区域的体前侧的变化幅度最大，膝关节附近区域变化幅度较大，其它区域变化不明显。本文研究可为相关裤装结构设计与研究提供参考。     

基于局部特征的青年女性腿部形态分类

为提高女性裤装的合体性与舒适性,采用三维测量法、图像测量法及手工测量法相结合的方式,对236名18~25岁的青年女性腿部形态进行测量,获取20个相关特征变量;通过主成分因子分析得到影响腿部形态的主要特征因子,通过聚类分析得到青年女性腿部形态的分类结果;最后结合膝曲角的正负归纳出各类腿部形态的辨别规则并进行辨别验证。研究得出:影响腿部形态的主要特征因子有水平围度因子、长度因子、小腿围度差因子、腿部曲度因子、腿部轮廓因子和大腿围度差因子;人体腿部形态可分成圆体型、稍扁体型和扁体型3类;以大腿宽厚比、大腿根围膝围比、大小腿长比及膝曲角4个变量建立腿部形态分类规则。     

基于学习功能的人体模型表达与实现

针对复杂结构的人体重建问题,提出了一个基于学习功能的人体模型的表达方法,人体线性模型采用校正人体形状的网格顶点算法。根据标准的人体网格创建方法,人体模型的形状由向量代表的平均模板形成,通过学习不同人体形状的回归矩阵,对人体线性模型进行分割和深度估计,隐式地建立人体模型的空间关系,估计人体线性模型中的关节位置,使人体模型的躯干表达更加自然并且清晰。结果表明,基于学习功能的人体模型的表达算法可靠,模型输出结果较为准确,该模型能实现高效的人体模型重构与优化,为人体模型的有效表达提供技术依据和理论参考。     

体型分析在观测服装号型适应性上的应用

针对当前国内外缺失观测特定人群的服装号型适应性这一现状,提出以体型分析为基础的服装号型适应性观测方法,通过捕获人体的三维数据,从数据集群中选择服装号型分类变量的主成分,带入我国服装号型标准中进行验证。依据多组K均值聚类分布结果,结合验证后的号型覆盖率和档差关系选取最优K值,观测聚类中心的数值和分布图,描述该样本的服装号型适应性。结果表明：测量对象的差异性对号型分类变量的选取有直接影响,该服装号型适应性观测方法能够得到观测对象的体型发展趋势、服装号型覆盖率和档差调整方案、具体的“号”与“型”对应关系,提高了服装市场调研和生产计划的准确性。     

人体局部皮肤的气流敏感性及其影响因素

为探究人体不同体段皮肤对气流的敏感性差异及影响因素,测试了人体前胸、后背上、后背下、大腿前和大腿后5个体段在接受低于皮肤温度5 ℃、等于皮肤温度和高于皮肤温度5 ℃的气流刺激时,各体段的局部皮肤温度变化率以及主观气流强度感觉,应用韦伯分数分析各体段对气流的敏感性差异。结果表明:通风温度对人体气流敏感性有显著影响,当通风温度与局部皮肤温度相等时,皮肤气流敏感性最差,说明温度感受器对皮肤气流感知发挥重要作用;后背上部与大腿前部对热气流最敏感,而后背下部与大腿后部对冷气流最敏感,但各部位之间并未发现显著的统计学差异。     

中国东部地区青年女性人体体型分类

为寻得合理便捷的人体体型分类方法,采用三维扫描系统对年龄为20~35岁的407名中国东部地区青年女性进行人体数据获取,运用逆向工程软件对每个样本测量66项数据。通过因子分析提取与人体体型相关的主成份,通过相关性分析等方法从人体体型主成份中提取人体特征变量,通过分层法聚类分析对人体体型进行分类。研究得出:从与人体体型相关的7个主成分中提取特征变量为乳下围扁平率、身腰比、胸腰差、臀腰差;第1层聚类以乳下围扁平率作为特征变量,第2层聚类以身腰比、胸腰差、臀腰差作为特征变量;最终将人体体型分为14类。经检验,所得体型间存在显著性差异,分类结果合理有效。     

基于图像的人体颈肩部三维模型构建

为实现个性化服装在线设计和虚拟试衣,提出一种基于人体正侧面照片的尺寸测量及建模方法。首先结合202名青年女性的三维点云数据确定与人体颈肩部形态相关的8个特征截面层,以各截面层中心点为基准点每隔10°测量角度半径并分析其与截面厚度、宽度之间的关系,建立各截面层的曲线形态规则。然后基于人体正侧面照片进行图像分割以提取人体轮廓,通过人体高度比例关系识别颈肩部特征点所在高度区域,结合颈肩部形态规律提取各特征截面层曲线形态规则所需参数。最后根据曲线形态规则和人体测量参数,通过NURBS曲面建模实现基于人体正侧面照片的颈肩部三维模型构建。结果表明:基于人体照片提取的人体基本参数值的误差百分比均小于5%,且使用该方法构建的三维模型与真实值之间的误差绝对值均在1 cm或1°以内。     

基于三维人体扫描模型的衬衣版型生成方法

针对衬衣定制自动生成版型与体型匹配误差不可控问题,提出一种基于三维人体扫描模型的衬衣版型生成方法。首先,扫描目标人体获得个性化的三维人体模型,通过对模型截面曲线的几何特征分析,在三维人体模型上提取个性化体型特征点;使用服装制版标准人台,构建一个衬衣的标准三维基础模型;然后,使用保刚性变形算法,以个性化体型特征点为约束,实现该衬衣标准三维基础模型的变形;最后,使用基于质点-弹簧系统的三维模型展平算法,根据变形后的衬衣三维模型各个版片生成对应的二维版片,添加经实验验证的版片边缘线缩放量,生成适应目标体型的个性化衬衣版型。实验结果表明,该方法能够生成合体的衬衣版型,基于数字化模型和自动化处理算法,实现衬衣版型的自动化生成,保证个性化制版的精度,并提高制版效率,为服装智能生产制造提供技术解决方案。     

轻薄型取向碳纳米纤维膜的应变传感性能

为实现对人体运动及生理信息的监测,利用静电纺丝法制备轻薄型取向碳纳米纤维膜(CNFM),并以此开发柔性应变传感器。重点分析了碳纳米纤维膜的结构及性能,讨论了CNFM的厚度、宽度及碳纳米纤维(CNF)的取向对传感性能的影响。结果表明:聚丙烯腈/石墨烯复合纳米纤维的取向度及CNFM的透光率可分别达到61.3%和48%;当牵伸方向平行于CNF的取向时,传感器的应变范围随CNF取向度的增加先减小后增大,随CNFM厚度及宽度的增加逐渐增加;当牵伸方向垂直于CNF的取向方向时,传感器的应变范围显著提高,但其敏感系数降低。该超薄透明型柔性应变传感器可贴附于皮肤表面,检测人体关节及心率、声带振动等运动与生理信息,也可应用于智能服装及微小形变监测等领域。     

基于运动捕捉的骑行运动中人体皮肤形变分析

为揭示在骑行运动过程中人体尺寸变化以及皮肤的形变规律,首先运用OptiTrack 运动捕捉系统采集了骑行运动中人体标记点的位置变化及其运动轨迹,对人体动态变化做定性分析,然后采用体表画线法对骑行运动中人体皮肤形变规律作进一步研究。结果表明：在骑行运动周期过程中,腰部及以上部位的点波动较小,尺寸变化较小,下肢部位点的波动较大,尤其膝部,且垂直方向变化大于水平方向;腿部变化复杂,且在骑行运动中不同区域的变化存在差异,其中围度变化率约在（ －8%,16%）区间,长度变化率在（ －60%,40%）区间;膝部的变化最为明显,变化率最大值达－60%左右,大腿和小腿处的变化较小。     

服装造型空间设计与人体关系的研究

服装是因人而存在的,也是为人所服务的,人体体型及其运动特性是服装结构与造型设计的源和本,充分了解人体的动态和静态规律,是服装设计从业人员进行服装结构设计与造型设计的前提,科学地分析把握服装与人体的关系对服装造型的变化又有着重要的意义。