山棕-乳胶床垫力学性能及翻身过程中的体压分布

作     者：陈宗勇 潘宏阳 廖廷茂 袁鸿 史伟 CHEN Zongyong;PAN Hongyang;LIAO Tingmao;YUAN Hong;SHI Wei

作者机构：大自然科技股份有限公司贵阳550000 暨南大学重大工程灾害与控制教育部重点实验室应用力学研究所广州510632 

基　　金：国家自然科学基金(11032005) 贵州省科技创新人才团队建设项目(黔科合平台人才5602) 

出 版 物：《林业工程学报》 (Journal of Forestry Engineering)

年 卷 期：2023年第8卷第4期

页      码：192-200页

摘      要：为探究山棕-乳胶床垫在静态及翻身过程中的人-床界面体压分布,对山棕、乳胶进行了抗压缩测试,比较分析各试件的应力-应变曲线,探讨山棕、乳胶的力学性能。同时,利用Tactilus实时压力分布测量系统,测量12名参试者在山棕-乳胶床垫3种睡姿下、4个部位静态及翻身过程中的体压分布。利用峰值压力、平均压力、人-床接触面积评估乳胶的减压性能。结果表明:山棕作为横观各向同性材料,其割线弹性模量约为44.06 kPa。乳胶作为一种可压缩的超弹性材料,Ogden本构模型在整个压缩应变历程下能很好地描述其力学行为,其决定系数R 2约为0.969。人体静息状态下,3种睡姿下的肩部和臀部的峰值压力最大为21.86和25.81 kPa。在0°仰卧向30°卷曲侧卧翻身过程中,人体平衡主要靠肩部、臀部、大腿维持,接触面积减小,易发生倾覆,为保持身体稳定需不断调整姿态,导致人-床界面压力波动变化。乳胶弹性模量小、质地柔软等特点使人体表面紧密贴合床垫,有效增加人-床接触面积,对肩部、臀部峰值压力有21.72%~32.50%、18.95%~28.10%的减压效果。通过对山棕、乳胶的力学性能和组合床垫动静态体压分布研究,得到乳胶的本构模型和减压性能,为后续床垫设计提供了理论参考。

主 题 词：山棕-乳胶床垫 体压分布 翻身 超弹性 减压性能 

学科分类：08[工学] 0837[0837] 0836[0836] 

D　O　I：10.13360/j.issn.2096-1359.202301008

馆 藏 号：203122609...