不论是在设计过程中的数据参考还是在设计完成后的舒适性评估,基于人体测量建立的人体头部数据库都是重要数据支撑。但是,现阶段表格式人体头部数据库资料存在局限性,需要建立合适中国人的三维头部数据集。用于评估舒适性的人体模型为刚性结构居多,并没有涉及头部的软组织及骨骼的区分,针对人头面部产生一定形变的产品的评估时,刚性结构的模型显然并不能够满足需求。新颁布的口罩质量国家标准GB 2626—2019和GB/T38880-2020均提出要求使用软组织头模,进行呼吸防护相关产品的检测。为确保头面部防护产品的质量及舒适性,有必要对头戴式防护用品测试用仿真头模进行研究。本课题将对中国人头部软组织厚度进行数据采集,对带有软组织厚度的仿真头模开展设计制作研究,为呼吸面具检测及日用头戴产品适配性评估提供支撑,并以医用口罩为案例在所研制的头模上进行头戴产品压力舒适性分析。首先,采用MRI扫描获取20名被试的头部分层图像,然后用3D Slicer进行三维模型的重构,并对模型进行填补、平滑、曲面转换等后处理,建立了软组织层三维模型数据集。然后,参照文献析出结果,选取56个头面部标志点对头部三维模型进行测量,对这10组头面部软组织厚度值进行数据分析以及对比验证,进行软组织数据集增补。接下来,在中国人标准圆高型头模基础上,根据软组织厚度数据,建立新的具有NURBS曲面表示的三维头模,创建了头模的软组织层。进行两款具有软组织的用于评估和检测的仿真头模的设计。研究了硅胶注模工艺,通过在阳模上设置定位柱,解决硅胶模型定位问题,制作了适配性测试用硅胶软组织头模。并研究了呼吸面具测试用活动头模的需求,利用所创建的软组织层,结合使用具有软硬结合打印能力的3D打印技术,制作了呼吸面具测试用运动仿真头模。最后根据所选头戴产品相关文献中压力分布,选取适当的压力传感器布点,对产品的压力舒适性进行测量,验证该仿真头模应用于头戴产品压力舒适性测量的可行性,并与真人的实验结果进行对比。初步研究结果表明,适配性评估用仿真头模和呼吸面具检测头模在头戴产品适配性评价及呼吸面具检测等领域存在良好机会和大的发展空间。本课题最后总结研究成果,对本课题的局限及未来发展提出了展望。