人的一生当中有三分一的时间是在睡眠中度过的。健康睡眠对人们生理心理的健康、学习工作效率的保障、生活水平质量的提高等都有着重要的意义,也是当今社会越来越多的人所追求的共同目标。床垫作为睡眠的主要平台,其减压性能和人-床界面微环境对人体健康和睡眠舒适性有着重要的影响。本论文以弹簧床垫为研究对象,在对床垫填充材料的密度、硬度、力学性能、压缩变形特征、孔隙结构、吸水吸湿性、散湿性等进行测试的基础上,结合不同铺垫层层状结构和不同芯层弹簧的弹簧床垫的软硬度和贴合度、人-床界面压力分布测试,研究床垫结构、床垫材料硬度、压缩变形、滞后性、床垫支撑性能等与床垫减压之间的关系;结合不同铺垫层的弹簧床垫的人-床界面温湿度分布、睡眠行为测试,研究床垫结构、床垫材料吸水吸湿性、散湿性等与人体体温、人-床界面温度、湿度分布及扩散速度之间的关系。在此基础上,揭示弹簧床垫结构与材料对床垫减压和人-床界面温湿环境影响机制,为弹簧床垫结构与材料的优化设计和智能化发展提供科学理论依据,本论文的主要研究结论如下:（1）本实验中所用高弹棉的密度较小而硬度较高,记忆棉硬度最小。记忆棉的硬度特征值最小,其次是仿乳胶,高弹棉最大。仿乳胶的压缩变形系数最大。高弹棉的滞后损失率最大。材料的压缩为弹性变形,分为弹性阶段、平台阶段和致密化阶段。记忆棉的线性弹性模量最小,表现出最好的能量吸收能力。高弹棉的模量变化最大,在压缩时表现出更加明显的初始应力峰值点。无论记忆棉位于第几层,其压缩量总是最大的,高弹棉则相反。记忆棉位于上层、高弹棉位于底层时,记忆棉的压缩量最大,高弹棉的压缩量相对较小。记忆棉和仿乳胶均为圆形孔隙。高弹棉则为支柱状结构的连接,孔隙为接近蜂窝状的开孔结构,对于材料的力学性能有显著影响。记忆棉的吸水吸湿率显著最高,但散湿性最差,乳胶的吸湿性最差。（2）铺垫层层状结构对床垫减压有更加显著的影响,而芯层弹簧类型对于床垫减压的影响并不显著。即使填充材料相同,不同的层状结构对床垫的减压性能也具有显著的影响。铺垫层材料硬度自上而下逐渐增大的结构,其床垫的表层、底层和整体均最为柔软,芯层硬度较大,滞后损失率相对较大,贴合度最大,更有利于人-床界面压力的缓解。铺垫层材料硬度自上而下逐渐减小的结构,其床垫更不利于人-床界面压力的缓解。铺垫层材料硬度自上而下逐渐增大的结构,在仰卧和侧卧时,人-床界面低压力阈限范围内的接触面积(PAI≤0.67 k Pa)分别增加了16.80%和27.00%,高压力阈限范围内的接触面积(PAI≥2.67 k Pa)分别减少了71.58%和52.88%,最大压力,平均压力,压力指数分别减少了20.62%,19.49%,21.90%和20.89%,22.42%,19.21%。相较于邦尼尔弹簧床垫,爱尔扣弹簧床垫芯层和整体较为柔软,贴合度较差,而独立袋装弹簧床垫较硬,贴合度较好,滞后损失率最大。爱尔扣弹簧床垫在仰卧时缓压效果更差,而在侧卧时缓压效果更好。人体肩部和臀部在仰卧和侧卧时的缓压需求不同,侧卧时对床垫的缓压需求更为强烈。（3）床垫的贴合度与床垫的硬度指标之间存在明显的正相关关系,与床垫的滞后损失率之间存在明显的负相关关系。床垫支撑性能指标与床垫整体减压性能之间均存在显著的相关性,且侧卧时更加显著。（4）白天与夜间前期的变化规律一致。夜间睡眠时,人-床界面温度整体呈现三段式变化:快速上升、缓慢下降和缓慢上升。第一阶段温度上升最终稳定在29℃左右,在28-30°C范围内波动。第二、三阶段变化和睡眠时温度节律变化一致。记忆棉床垫温度达到最低值所需时间显著较短。人-床界面的相对湿度和绝对湿度均呈现三段式变化。床垫的人-床界面湿度主要与材料的吸湿性有关。人体不同部位的人-床界面温湿度不相同,变化与整体相似。躯干部位的人-床界面温度湿度最大。夜间睡眠时,高弹棉床垫更有利于女性体温的下降和湿气的排出,而记忆棉床垫更有利于男性。白天睡眠时,记忆棉床垫更有利于女性温度的下降,而乳胶床垫更有利于男性,记忆棉床垫更有利于湿气的排出。夜间在记忆棉床垫上睡眠时,受试者的睡眠行为较多,但翻身次数更少,仰卧更多。在高弹棉床垫上,睡眠行为和翻身次数均较多。白天睡眠时,人体额温降低,最后呈现略微升高的趋势。高弹棉床垫上人体的额温变化最小,而记忆棉床垫上变化最大且下降速率最快。