面向足底压力优化的全接触矫形鞋垫设计

作     者：黄昱喆 王旭鹏 陈文会 周中泽 赵嘉鑫 王芸倩 HUANG Yuzhe;WANG Xupeng;CHEN Wenhiu;ZHOU Zhongze;ZHAO Jiaxin;WANG Yunqian

作者机构：西安理工大学艺术与设计学院陕西西安710048 西安理工大学机械与精密仪器工程学院陕西西安710048 

基　　金：教育部人文社会科学研究规划/青年基金项目(21XJC760003) 陕西省青年杰出人才支持计划配套基金(106-451420001) 

出 版 物：《图学学报》 (Journal of Graphics)

年 卷 期：2024年第45卷第4期

页      码：868-878页

摘      要：为优化足底压力分布、降低足底峰值压力,提出一种基于三维足部模型的全接触矫形鞋垫参数化设计方法。以足底压力数据为基础,结合三维晶格结构分析,对鞋垫的减压结构进行优化。首先,利用足部三维扫描模型,通过Grasshopper插件平台开发全接触鞋垫模型参数化设计流程,实现全接触鞋垫的个性化设计。其次,在Abaqus环境下,对TPU材质的六种常见三维立方晶格结构进行能量吸收效率的分析,计算不同填充率下“金刚石”晶格结构的有效弹性模量,评估不同晶格结构在吸收足底压力时的性能,为减压结构的选择提供科学依据。然后,利用图像采样算法提取足底压力较大的区域,选择相应的有效弹性模量结构进行填充,完成全接触矫形鞋垫优化设计,并通过仿真分析对比优化前后矫形鞋垫的减压性能。最后,通过静态和动态足底压力测量实验,证明基于足形和三维减压结构设计的个性化矫形鞋垫可以有效优化足底压力分布、卸载足底压力峰值和提高足部稳定性。

主 题 词：足底压力优化 矫形鞋垫 参数化设计 三维晶格结构 

学科分类：0821[工学-兵器类] 081203[081203] 08[工学] 0835[0835] 082104[082104] 0812[工学-测绘类] 

D　O　I：10.11996/JG.j.2095-302X.2024040868

馆 藏 号：203128430...