基于有限元分析的三维人体腰部服装压力舒适性研究

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随着健康着装观念的深入人心,消费者在追求时尚、潮流的同时,也更注重着装后的舒适、健康等功用。人们对服装舒适性的要求也日益趋高,除热湿舒适性和感觉舒适性外,压力舒适性已逐渐成为衡量服装穿着舒适性的主要指标之一。在人体的各穿着部位中,鲜见有关人体腰部服装压力舒适性的研究报道。本课题以人体腰部为研究对象,以服装人体工程学为基础,通过研究人体穿着塑腰实验服装的压力舒适性,将有限元模拟和客观测量的方法相结合,并依据BP人工神经网络探讨人体腰部感觉舒适的压力阈值。本课题对国内外有关服装压力舒适性的研究文献进行了查阅和综述,概述了服装压力舒适性的有关概念,探讨了服装压的影响因素及其对人体的影响。课题首先采用非接触式三维人体扫描仪获取实验对象的人体点云数据,并利用Geomagic软件构建人体曲面模型和在Pro/E中截取人体腰部截面模型,再采用有限元的方法模拟人体腰部受压后的状态变化并确定压力待测点,以方便进行下一步客观压力测量实验。客观压力测量实验选取6名青年女性为实验对象,采用基于Labview的虚拟压力测量系统采集受试者穿着不同腰围的塑腰实验服装时的压力值。通过实验数据处理与结果分析,得出同规格塑腰实验服装条件下后腰部受到的服装压力较大,对表征腰部受压具有一定的代表性。最后,将客观压力测量结果和主观舒适感的心理数量评价结果相结合利用BP神经网络建模,探讨人体心理舒适的压力阈值。本课题研究认为人体腰部压力舒适阈值为3.566Kpa,超过3.758Kpa时人体将感觉不适。由此,形成了一套较为完整的腰部压力舒适性评价方法,为腰部服装的压力舒适性优化设计提供了一定的参考依据。
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