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。

横向拉伸条件下衬垫组织的地组织线圈形态分析

为了探究衬垫组织在不同横向拉伸条件下地组织线圈形态的变化特征和规律,预测线圈的长度和形态,以平针衬垫组织的压力袜为试样,采用视觉测量技术测量线圈的圈距、圈高、圈柱高、圈柱间距、圈柱倾斜角、衬垫纱倾斜角和沉降弧倾斜角,建立地组织初始状态和横向拉伸条件下的二维线圈结构模型,计算针编弧、圈柱和沉降弧的长度。结果表明:保持压力袜纵向长度不变,横向施加拉伸后,地组织线圈形态系数逐渐减小;衬垫纱弯曲程度逐渐降低,其作用力使相邻两行线圈圈高的比值线性增加;线圈长度的实际测量值与二维模型的理论计算值较为符合,误差范围为0.99%~7.00%。该理论模型可以用于预测衬垫组织地组织线圈的长度和形态变化。