论文部分内容阅读
近年来，随着科技的不断进步和人们消费观念的改变，人们对服装舒适性的要求也日益提高，舒适性好的服装越来越受消费者青睐。服装在穿着时对人体的压力是评价着装是否舒适的一项重要指标。客观上的测量压力值并不能反映着装对人体骨骼肌组织的直接作用以及肌肉软组织组织在着装压力作用下的应力和应变的分布状态和量化值。为此，我们选择人体下肢为研究对象，以袜对人体下肢压力舒适性为研究目标，通过采用CT图像建模法建立人体下肢小腿部分的模型，选择相应骨骼肌组织生物力学模型建立本构关系，建立多层次，多结构，多种材料并存有限元模型，以此分析袜在人体下肢的实物模型上压力分布。论文的主要研究内容与结论如下：（1）以18岁的女性的腿部CT图片为素材，通过CT断层扫描系统获得人体下肢骨骼肌的几何断层图像数据，然后提取边界轮廓数据，并以此数据作为建模和分析依据；（2）采用医学上所用的MIMICS软件对CT图像数据进行处理，并完成人体下肢模型的点云文件重建，然后根据PRO/E逆向建模的原则建立实体模型：由点绘线，由线绘成面，然后面构成体，建立比较精确人体下肢模型；（3）选择相应骨骼肌组织生物力学模型建立本构关系，在Ansys Workbench中导入人体下肢模型，建立起多层次，多结构，多种材料并存的有限元模型；（4）按照以上研究方法对小腿部位压力做了数值分析。研究发现：对小腿部位施加压力之后发现：小腿前部的压应力值比小腿后部的要大，这就是说小腿前部感受压力比小腿后部较敏感，小腿前部的舒适压力是袜口压力阈值的关键参考数据。选取小腿舒适压力的阈值，分别对小腿施加1.33KPa，1.73KPa，2.02KPa，2.32KPa压力后，小腿肌肉及软组织的应力范围是317.12～3265.7Pa，应变为0.00042～0.003923，变形量：小腿前部0～0.1161mm，小腿后部0.13369～0.58051mm。这些数据对人体下肢的压力舒适性研究以及袜织物结构和袜口弹性力的设计提供理论参考。