天然乳胶泡沫材料压缩形变的数值模拟

为方便乳胶纺织产品分析和设计,采用有限元法对寝具乳胶泡沫材料的压缩性能进行仿真与分析并建立乳胶泡沫变形量、压强、厚度三者的数学模型。在获得寝具乳胶泡沫的压缩性能、剪切性能、拉伸性能应力与应变实验结果的基础上,根据有限元软件ABAQUS对寝具乳胶泡沫分别采用超弹泡沫实验数据法、超弹泡沫模型参数法、低密度泡沫法3种方法进行单轴压缩仿真。仿真结果与实验值拟合分析结果显示,用低密度泡沫法仿真的拟合度相对最高,达到98.71%,相对最接近寝具乳胶泡沫的实际压缩性能。对乳胶泡沫微元进行变形仿真研究,分析得到乳胶泡沫变形量、压强、厚度三者的数学模型,为后续个性化乳胶产品尺寸设计提供帮助。

基于人体工学的舒适性睡枕数值模拟与设计

目的基于人体工学和有限元仿真技术设计最舒适最符合人体头颈部曲线的S型海绵枕产品。方法首先对人体数据进行研究采集,绘制50分位成年女性三维头颈模型,根据人体曲线和尺寸设计睡枕型面建立模型,将海绵泡沫材料的压缩测试和在有限元软件ABAQUS中采用低密度泡沫方法进行压缩仿真的结果进行拟合,再拟合人枕体压实验与人枕动态体压有限元模拟实验结果,验证数值仿真实验的可行性。最后根据仿真人体仰卧在不同高度海绵枕时颈部的动态压力分布和颈窝位移变化结果设计出最符合人体工学的海绵枕型面。结果初始海绵枕厚度增加19.7 mm时,受压后海绵枕最适宜人体颈椎曲线;初始海绵枕厚度增加30.6 mm时,受压后颈部所受应力最小。结论设计的S型海绵枕符合人体头颈曲线,采用ABAQUS有限元模拟方法可以正确有效的模拟出人体仰卧S枕时的动态体压分布和头颈位移变化,进而可以进行产品的定制化设计。通过有限元仿真的方法,结合人体工学与产品应用之间的动态模拟数据,可以为相关产品的设计与改进提供更加便利、快捷和科学化的方式。

中国青年男性侧睡睡枕高度相关因素研究

目的探讨当代中国青年男性侧睡睡枕高度与身体形态相关性及健康侧睡枕高;方法对青年男性身体数据及身体自重、床垫对侧卧高度影响进行分析,同时采集青年男性身体数据进行计算,讨论不同因素对侧睡枕高的影响,并根据所得到的侧睡枕高进行聚类分析;结果分别推演出无床垫、低弹薄床垫、高弹厚床垫条件下的侧睡公式,并根据采集的201名青年男性身体数据进行计算及聚类分析,对不同床垫下推荐侧睡枕高提出建议;结论综合不同床垫环境下的睡枕高度聚类中心及聚类中心四分位,推荐设计侧睡生理健康枕高:小号(12.5 cm),中号(13.5 cm),大号(14.5 cm)。