基于三维扫描的医疗袜压力分布预测模型研究

基于三维人体扫描获取的人体表面点云数据和拉普拉斯方程,建立医疗袜与腿部接触的服装压分布理论预测模型。选择常用的Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级医疗压力袜以及3名在校大学生进行试穿,按照建立的理论模型计算压力袜和腿部接触的压力分布,并采用AMI3037型接触式气囊压力测量系统测试受试者穿着医疗袜时的实际接触压力,验证预测模型的实用性。结果表明,理论值和实测值基本一致,在一定程度上表明基于非接触式三维人体扫描的医疗袜压力分布预测方法可行。     

脚踝-压力袜的三维接触压力有限元建模

为了模拟压力袜对不同围度脚踝所施加的确切压力分布，提出一种基于有限元软件构建的脚踝-压力袜仿真模型，模拟压力袜在穿着时对不同围度的人体脚踝施加的压力值。通过三维人体扫描获取脚踝初始形态尺寸，建立脚踝-压力袜几何模型。通过材料密度、弹性模量和泊松比建立Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级压力袜及脚踝的材料模型。运用有限元软件进行网格划分，建立医疗袜与腿部接触受力仿真模型。由仿真结果得到脚踝正前、后两点模拟压力值。结果表明：脚踝前部处所受压力值始终大于后部；穿着不同等级压力袜时，压力随压力袜等级的增加而增加；穿着相同等级压力袜时，脚踝所受的压力值随脚踝周长增长而增加，呈线性规律分布；经实测对比，实验验证所建立的有限元模型是合理且有效的。     

短袜袜口压力舒适性研究

选择10名青年男性作为受试者,进行短袜袜口压力舒适性研究.试验包括3项,即相同规格、不同原料袜子的袜口压力值测试:不同袜口尺寸袜子的袜口压力值测试;袜口压迫感主观评定试验.对试验结果进行分析表明:袜口尺寸相同的条件下,袜口压力值与人体腿围尺寸存在明显正相关关系;袜口压力值根据测量时间点的不同而变化,在穿着4 h内测得的袜口压力值随穿着时间的延长而减小;袜口原料相同时,袜口宽尺寸对袜口压力有明显的影响,袜口尺寸越小,对腿部的压力越大;袜口压迫感主观评分值与袜口压力值之间存在较密切的正相关关系.     

男短袜袜口压力的有限元研究

人体与服装之间的压力研究是服装优化设计的关键.通过三维人体扫描仪对人体内侧脚踝点水平向上6 cm处腿部形态进行扫描,并运用有限元模拟男短袜袜口对腿部施压后压力与位移的关系.研究中,人体视为弹性体.腿部与袜口之间的接触视为弹性接触,通过有限元分析及曲线拟合,可得到压力与位移间的函数关系,同时按照角度将腿截面等分为4个区域...     

基于3D打印技术的医用压缩袜压力测量用柔性假肢的开发

医用压缩袜在进行压力测试时,需要将产品套于木制标准腿模上。然而木制腿模因其表面硬度与人体皮肤差异巨大,所测量的压力值并不能代表真实人体所受到的压力值。文章旨在采用3D打印技术开发一种更符合人体皮肤的柔性假肢,并利用接触压力测量仪测量医用压缩袜分别在真实人体下肢、柔性假肢和木制腿模上的压力分布。通过对比测量结果,发现医用压缩袜在木制腿模上会产生较真实人体更大的压力,而柔性假肢的压力分布更符合真实人体。此外,引入Spearman相关检验,发现柔性假肢的压力测量结果与真实人体的相关系数达到0.860,而木制腿模的压力测量结果与真实人体的相关系数仅为0.516。研究表明,开发的3D打印柔性假肢可更加精确地评估医用压缩袜的压力等级,并能进一步用于医用压缩袜的标准测试。     

基于ABAQUS的运动压力袜编织尺寸预测

为更好地发挥运动压力袜的作用,实现精准施压,使用三维人体扫描仪对人体小腿形态进行扫描,截取脚踝、跟腱与小腿肌转换处、小腿周长最大处以及胫骨初隆处截面曲线;同时运用有限元软件ABAQUS分别建立此 4处截面模型,按照标准值施压,模拟穿着运动压力袜小腿截面的受压状态;分析腿部各截面压力与位移的关系;最后利用运动压力袜编织尺寸的预测模型,设计编织实验样品,进行压力测试分析。结果表明:穿着运动压力袜时,左、右小腿各截面受压状态具有较大差异,但各截面所受压力与产生的位移均呈现一次函数关系;运动压力袜编织尺寸与其压力以及人体腿部截面周长之间,符合二元一次方程关系式;实验样品的压力测试值与标准值的误差均低于5%,证明了此预测模型的有效性。     

基于三维数字化测量的文胸与人体胸部有限元接触力学模型研究

文胸穿着后的压力分布已经成为影响其适体性和舒适性的重要因素,本文以文胸服装为研究对象,采用一个已经建立好的三维数字化人体模型和文胸模型,在此基础上建立人体和文胸模杯有限元接触力学模型,进而探究文胸穿着在人体上的压力分布状况。研究结果表明:模杯整体受压力情况明显,模杯与胸部的贴合性较好。通过有限元分析方法对模杯试衣过程进行模拟,根据模拟输出的结果对模杯的合体性进行评价,为文胸服装的适体性和压力舒适性提供数字化评价方法。     

男短袜袜口压力与位移的动态有限元研究

动态服装压是研究服装压力舒适性以及服装优化设计的关键.以男短袜袜口为研究对象,将动态压力分为2个部分,分别为随时间变化的压力以及人体在行走过程中的压力.其中随时间变化的压力设定了12 h的时长,通过测量不同时间段穿着短袜后的袜口压力,运用有限元软件进行模拟分析,探讨了袜口处压力及位移随时间的变化趋势.将人体的行走过程划...     

基于穿着状态的静脉曲张压力袜压力分布研究

选取6只规格相同、经腿模测试压力与压力分布合格而且各项指标符合我国标准规定的中筒压力袜作为试验样品,进行人体穿着试验,选取人体小腿部位4个围度为测试部位,测试人体日常状态穿着压力袜时测试部位站姿、坐姿、卧姿时的压力分布,以及踏步、踮脚、转动脚踝时的压力分布。结果表明,静态站姿时压力袜对人体施加的压力分布规律与腿模测试结果一致,符合人体需求,而静态坐姿、卧姿以及人体的日常活动都会引起压力分布规律的变化,使压力袜施加在人体腿部的实际压力与压力分布不再呈现自下向上递减的规律,不符合人体需求。     

接触状态下男上装基础版型对人体压力分布的有限元模型

为对男上装基础版型与人体接触状态下的压力分布进行仿真与分析,采用三维人体测量技术获取人体和服装的点云数据,通过逆向工程软件建立人体与服装的几何模型,运用有限元软件进行有限元网格划分,建立人体与服装在接触状态下的有限元模型并进行仿真计算。由仿真结果得出基础版型与人体之间的压力及位移的分布状况：肩部中点的压力值为2.012 ～4.134 kPa,胸点与背部点压力值为0 ～ 1.101 kPa,肩颈点与肩点压力值为0 ～2.012 kPa;而实测肩部中点压力值为3.14 ～ 3.20 kPa,胸点压力值为0.73 ～ 0.81 kPa,肩颈点压力值为0.54 ～0.61 kPa,肩点压力值为1.19 ～1.23 kPa,背部点压力值为0.61 ～0.75 kPa;经对比实验验证所建立的有限元模型是合理且有效的。     

医疗袜用弹力管状针织物的开发与性能测试

为解决医疗袜穿着适配性存在的局部截面压力不均匀问题,编织3种弹力管状针织物,每种织物选用3种规格衬垫纱线,针对脚踝、小腿、大腿3个不同部位进行袜机参数的4因素3水平L₉(3⁴)的正交试验设计;对织物进行截面周长、织物克质量、密度、厚度及接触压力测试。研究发现,同一织物,在相同测试部位,压力值随腿模型号增大而变大;不同衬垫纱织物,衬垫纱越粗,压力值越大;袜机编织参数相同,围度上由两种组织编织的弹力管状织物的压力值大于单一组织的织物。     

健身防寒护套的编织

医疗袜对治疗静脉曲张和血栓静脉炎具有一定疗效,国外曾流行一时,国内亦有少量生产。但由于医疗袜对腿部施有2000帕斯卡的压力,穿着不甚舒适,有压迫之感。针对老年人腿部血液流动不畅容易受冷等特点,我厂研制了新产品——健身防寒护套。在今年年初上海中老年服装展销会上初次试销,盛况空前。该护套穿着舒适,保暖御寒性能好,对患关节炎者亦具有一定疗效。     

人体穿着防弹服的有限元模型构建与仿真

为探究防弹服间隙量对防弹性能的影响机理，提出一种基于有限元软件模拟的人体穿着防弹服的仿真模型，模拟不同间隙量分布下子弹冲击力学状态。采用三维扫描仪对裸体人台和穿着防弹服表面进行扫描，通过逆向工程软件对所获得的点云数据进行处理和曲面化，构建多层防弹服的几何模型。通过有限元软件对得到的防弹服和人体曲面模型进行网格划分，最终建立并验证多层防弹服与人体的有限元模型，对人体穿着防弹服状态下受到子弹冲击的过程进行仿真。通过防弹服和人体模型曲面的偏差分析结果以及仿真结果与物理实验的对比，证明了该有限元模型的有效性。     

服装压力分布测试和理论预测模型的研究进展

分析服装压力影响因素,归纳总结服装压力分布测试和理论预测模型的研究方法,包括传统的仪器测试法和理论计算法,并分析两种方法的优缺点。阐述分别基于拉普拉斯方程、迭代法、有限元分析等服装压力理论预测的研究方法以及假人模型和三维虚拟预测模型等服装压力模型预测方法。指出未来服装压力分布和预测模型的研究重点是服装与人体间动态接触压力模型的构建、综合考虑服装性能和人体机能、三维人体模型的改进和完善等。     

袜口约束失效过程中对应腿部受压的研究

文章选用40种不同规格短袜作为实验原料,然后挑选20位测试者进行穿着,在穿着的袜子上选择4个不同位置,利用A-0505型接触压计进行对应腿部所受压强的测试,通过对测试数据进行系统分析。结果表明:袜子出现袜口约束失效的过程中,具有双层结构、口长较小和袜筒上口宽与口宽的差值比较大的袜子,在袜口处对应腿部所受到的压力更大,更容易感到紧绷。袜口约束失效过程中腿部受压情况和袜口结构的特征为:袜子前中处的压强普遍大于2.00kPa,袜口两层之间的结合处存在突出,且口长小于20mm,袜筒上口宽和口宽的差值大于10mm。     

不同姿势下压力袜压力分布研究

选取6只中筒压力袜作为试验样品进行人体穿着试验,选取人体腿部的踝部最小周长处、腓肠肌止点、小腿最大周长处、胫骨节下端4个围度为测试部位,分别测试每个围度外侧在站姿、坐姿和躺姿3种状态下的压力。并对比分析不同姿态下各部位的压力分布规律,得出站姿是穿着中筒压力袜较好的姿势,为压力袜产品的应用以及应用过程中压力的控制提供参考。     

袜口约束失效性能主观评价的研究

选用40种不同规格短袜作为实验原料,然后挑选20位测试者进行穿着,将压力感、滑松感、束缚感、约束失效感、总体穿着舒适感等作为影响袜口约束失效性能的主观评价指标,并对主观评价指标进行程度描述语的规范和5分制划分,以此作为调查问卷的主要内容,测试者通过穿着短袜后填写问卷。通过对调查问卷进行统计分析得到:短袜袜口的约束失效性能不仅与袜口处腿部的受压情况有关,同时受穿着状态下滑松、束缚等感觉的影响。短袜在穿着使用的过程中,当袜口处腿部所感受到的压力感、滑脱感和束缚感越明显,其袜口的约束失效感就会越强,袜子的穿着舒适感就越差,穿着过程中就会觉得越不舒服。     

基于足部有限元模型的跑鞋中底结构设计分析

为从足部生物力学角度分析跑鞋中底结构的性能,建立了3种基于有限元模拟的足部接触仿真模型,模拟和预测不同跑鞋中底结构带来的足底软组织和足骨的应力分布情况。对受试者的右脚进行薄层CT扫描,将所得Dicom格式数据导入三维重建软件Mimics 21.0和逆向工程软件Geomagic Design X中进行优化处理,得到完整清晰的足部几何模型。通过网格划分软件Hypermesh对得到的足部几何模型进行网格划分,并导入有限元软件Marc进行静态数值分析。对比分析手性结构实验结果、模拟的仿真结果结果和物理实验结果,证明了有限元模型的有效性。由提取的仿真结果可知,在手性结构中,部分足底压力从足跟转移到足弓,从而释放足跟区域的压力,为足弓提供支撑,使体重分布更均匀。验证的有限元模型可用于预测跑鞋中底结构带来的足部变形和接触压力,进一步为足部疾病的临床研究提供模型支持。     

智能可穿戴监测服装性能评价模型的研究进展

为促进可穿戴智能服装评价标准形成进而促进可穿戴智能服装产业化发展,系统介绍人体-织物数理模型及人体与织物间动态压力数值模拟的评价模型。基于弹性力学理论,探究静止状态下拉普拉斯数理模型的研究进展;介绍织物结构对接触压力的影响及织物结构的数值模拟,并进一步探究着装过程、运动状态下人体-织物间连续动态压力的数值模拟情况,以及数值模拟法与计算机技术结合的现状。最后讨论现阶段可穿戴智能服装评价模型的应用,并提出使用数值模拟法进行多物理场耦合、模拟加速度运动用于提高可穿戴智能服装可靠性评价标准的发展展望。     

短袜袜口穿着压力舒适性的主观评价

为了研究短袜袜口的穿着压力舒适性问题,通过一组穿着实验,利用心理量表对不同原料、不同组织结构、不同编织密度的袜口做了穿着压力舒适性的主观评价,对所得数据进行了相关分析,并分析了袜口主观压力感觉量值与袜口压力值、袜口拉伸力之间的关系。