Ten artykuł opisuje wytwarzanie, strukturę i pomiar ciśnienia sprasowanych wyrobów pończoszniczych za pomocą metod bezpośrednich i pośrednich.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Ten artykuł opisuje wytwarzanie, strukturę i pomiar ciśnienia sprasowanych wyrobów pończoszniczych za pomocą metod bezpośrednich i pośrednich.
Ten artykuł przedstawia pomiar charakterystyki ciśnienia sprasowanych wyrobów pończoszniczych za pomocą metod bezpośrednich i pośrednich. W metodzie bezpośredniej czujnik interfejsu służy do pomiaru wartości nacisku wywieranego na kończyny dolne. W metodzie pośredniej bada się niezbędne parametry wymienione przez model stożka i cylindra w celu obliczenia wartości ciśnienia. Niezbędne parametry obejmują gęstość warstwy, gęstość wału, obwód, długość, grubość, naprężenie i odkształcenie sprasowanych wyrobów pończoszniczych. W porównaniu z wynikami metody bezpośredniej, model stożkowy w metodzie pośredniej jest bardziej odpowiedni do obliczania wartości ciśnienia, ponieważ model stożkowy uwzględnia zmianę promienia kończyny dolnej od kolana do kostki. Na podstawie tego pomiaru w tym badaniu dalej bada się związek między wytwarzaniem, strukturą i ciśnieniem. Okazuje się, że podziałka jest głównym czynnikiem, który może zmienić gęstość zaludnienia Walii. Z drugiej strony elastyczne silniki bezpośrednio wpływają na gęstość kursu i obwód pończoch. Nasza raportowana praca zawiera relację między produkcją, strukturą i ciśnieniem oraz przewodnik projektowania stopniowo kompresowanych wyrobów pończoszniczych.
Skompresowane wyroby pończosznicze (CH) wywierają nacisk na kończynę dolną. Może uciskać skórę i dalej zmieniać promień żyły. W ten sposób prędkość przepływu krwi żylnej wzrasta, gdy pacjent jest ubrany w skompresowane wyroby pończosznicze. CH i inne skompresowane ubrania mogą poprawić krążenie żylne w kończynach dolnych1,2,3,4. Skuteczność terapeutyczna zależała od charakterystyki ciśnienia klasy CH5. Powszechnie uważano, że surowiec i struktura CH mają duży wpływ na charakterystykę ciśnienia CH. Przędza elastanowa w CH była przede wszystkim odpowiedzialna za charakterystykę nacisku, zgodnie z niektórymi opublikowanymi badaniami6. Na przykład Chattopadhyay7 podał charakterystykę nacisku dzianin rozciągliwych na okrągło, dostosowując napięcie podawania przędzy elastanowej. Ponadto Ozbayraktar8 ustalił również, że gęstość przędzy elastanowej wzrosła, podczas gdy rozciągliwość CH spadła. Dodatkowo, loop length9, knitted pattern9 i liniowa gęstość przędzy7,10 również wykazywały wpływ na charakterystykę ciśnienia.
Przedstawiono model numeryczny do sprawdzenia mechanizmu generowania charakterystyk ciśnienia CH. Prawo Laplace'a zostało użyte do przewidywania wartości ciśnienia. Thomas11 wprowadził prawo Laplace'a do przewidywania ciśnienia, łącząc ciśnienie, napięcie i rozmiar kończyny ciała. Podobną pracę raportowała też Maklewska12. Aby precyzyjnie przewidzieć wartości nacisku wywieranego przez tkaninę, przedstawili oni równanie półempiryczne, które składało się z dopasowanego równania naprężenie-odkształcenie i prawa Laplace'a. Dodatkowo, moduł Younga został zaprezentowany przez Leung13 w celu opisania wydłużenia CH.
Wyżej wymienione badania numeryczne wykazały odchylone wyniki eksperymentalne z powodu nieznajomości grubości CH14. Ponadto niektórzy badacze uważali, że hipotetyczny cylinder związany z prawem Laplace'a był nieodpowiedni do opisania kończyn ciała, ponieważ promień kończyn dolnych od uda do kostki nie jest stały, ale stopniowo się zmniejsza. Łącząc teorię grubego walca i prawo Laplace'a, Dale14 i Al Khaburi15,16 zaproponowały odpowiednio modele numeryczne do zbadania ciśnienia wywieranego przez CH za pomocą wielu warstw. Sikka17 zaprezentował nowy model stożka o stopniowo zmniejszanym promieniu od uda do kostki.
Charakterystyki ciśnienia nieodłącznie związane z CH były trudne do ilościowego zbadania, ponieważ większość eksperymentalnych CH w poprzednich badaniach była zwykle kupowana komercyjnie. Wpływy takie jak wzór, przędza, surowiec były niekontrolowane. Dlatego w tym badaniu eksperymentalne CH zostały wyprodukowane w sposób kontrolowany we własnym zakresie. Ponadto niniejsze badanie ma na celu przedstawienie dwóch metod: metody bezpośredniej i metody pośredniej do pomiaru charakterystyki ciśnienia. W metodzie bezpośredniej między skórą a tekstyliami umieszcza się czujnik interfejsu (tabela materiałów) w celu bezpośredniego pomiaru wartości ciśnienia. Z kolei w metodzie pośredniej najpierw mierzy się napięcie i niektóre parametry strukturalne opatrunku próbki CH na sztucznej kończynie dolnej. Następnie wyniki są podstawiane do modelu stożka i modelu cylindra w celu obliczenia wartości ciśnienia. Wartości ciśnienia uzyskane w wyniku tych dwóch metod są porównywane i analizowane w celu znalezienia bardziej odpowiedniego modelu. Przedstawione metody stanowią wskazówkę do eksperymentalnego pomiaru nacisku wywieranego przez sprasowaną odzież.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Wytwarzanie CH
2. Bezpośredni pomiar
UWAGA: Wszystkie próbki CH należy kondycjonować przez 24 h w standardowym środowisku atmosferycznym (23 °C, 65% wilgotności względnej [RH]) przed pomiarem. Próbki CH są zakładane na sztuczną kończynę dolną w celu sprawdzenia wartości ciśnienia. Wszystkie pomiary należy wykonać trzykrotnie, aby obliczyć wartość średnią i zmniejszyć błąd.
3. Pomiar pośredni
UWAGA: Eksperymenty przedstawione tutaj mierzą niezbędne parametry modelu stożka i walca. Parametry te zawierają dane dotyczące odkształcenia i struktury próbek CH w stanie odzianym i nieodzianym, grubości oraz napięcia. Wszystkie próbki CH należy kondycjonować przez 24 godziny w standardowym środowisku atmosferycznym (23 °C, 65% RH) przed przeprowadzeniem pomiarów. Wszystkie pomiary należy wykonać trzykrotnie w celu obliczenia wartości średniej i zmniejszenia błędu.
4. Obliczenia teoretyczne
UWAGA: Do pośredniego pomiaru służącego obliczeniu wywieranego ciśnienia wykorzystuje się model walca oraz model stożka. Każdy próbkę CH dzieli się na pięć części, od kolana do kostki. W modelu walca kończyny ludzkie są opisywane jako walec o stałym promieniu, podczas gdy w modelu stożka promień kończyny jest zmienny. Schematyczne rysunki przedstawiono na Rysunku 1b oraz Rysunku 1c. Wszystkie kroki obliczeniowe wykonano w programie Matlab 2018a, a program obliczeniowy znajduje się w Pliku z kodem uzupełniającym.



, t to grubość próbki CH, a T to naprężenie obliczone w kroku 4.1.3.
, T to naprężenie obliczone w kroku 4.1.3, l to długość każdego podzielonego fragmentu, którą można obliczyć jako l = L/5 (gdzie L zmierzono zgodnie z krokiem 3.1.2).Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Gęstość oczek stopniowo wzrasta od kolana do kostki na Rysunku 2a. Można to wyjaśnić wpływem sprężystego silnika. Od kolana do kostki zwiększająca się siła sprężystości stopniowo generuje rosnące napięcie od części 5 do części 1 w procesie wytwarzania CH. W związku z tym próbkę CH stopniowo napina się, a liczba oczek na centymetr w kierunku oczek rośnie. Linie doświadczalne na Rysunku 2b można podzielić na trzy grupy: ABC, DEF, GHI. Grupę ABC wytwarza się z najm...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W tym badaniu przedstawiamy dwie metody pomiaru wywieranego nacisku na próbki CH, a metody te można wykorzystać do pomiaru wywieranego nacisku na skórę innych opatrunków odzieżowych. W metodzie bezpośredniej próbkę CH umieszcza się na sztucznej kończynie dolnej, a czujnik interfejsu umieszcza się pod próbką CH. Wartość ciśnienia może być wyświetlana na ekranie za pomocą oprogramowania do zbierania danych. W porównaniu z metodą bezpośrednią oferujemy również metodę pośrednią. Do obliczenia ciśnienia stosuje się dwie teori...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Autorzy ujawniają otrzymanie następującego wsparcia finansowego na badania, autorstwo i/lub publikację tego artykułu: National Key R&D Program of China, Granty nr 2018YFC2000900, Narodowa Fundacja Nauk Przyrodniczych Chin, Granty nr 11802171, Program dla Profesora Specjalnego Mianowania (Eastern Scholar) w Shanghai Institutions of Higher Learning, oraz Program Talentów Uniwersytetu Inżynieryjnego w Szanghaju.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Sztuczna kończyna dolna | Dayuan, Laizhou Electron Instrument Co., Ltd. | YG065C | Służy do pomiaru wytrzymałości pończoch. Standardem testowym stosującym jest ISO 13934-1-2013, określony w sekcji 3.3 |
| Maszyna produkcyjna CH | Hongda, Co., Ltd. | YG14N | Służy do pomiaru grubości pończoch, normą testową jest ISO 5084:1996, opisana w sekcji 3.2 |
| Przędza elastanowa | MathWorks, Co., Ltd. | 2018a | Używany do obliczania ciśnienia, wspomniano o tym w sekcji 4. |
| Czujniki ciśnienia z interfejsem FlexiForce | Qile, Co., Ltd. | Y115B | Składa się ze szkła powiększającego ze stałą linijką. Używany do liczenia liczby pętli na cm w wyprodukowanym CH, oznaczony w sctionie 3.1.3 i 3.1.7. |
| Oprogramowanie pomiarowe FlexiForce | Santoni, Co., Ltd. | GOAL 615MP | Używany do produkcji pończoch, opisany w sekcji 1.2 |
| Przędza mielona | Santoni, Co., Ltd. | Jest to rodzaj przędzy pokrytej, która składa się w 80% z gumy i w 20% z wiskozy, opisanej w sekcji 1.2.1 | |
| Oprogramowanie Matlab | Santoni, Co., Ltd. | Jest to rodzaj przędzy pokrytej, która składa się w 30% z poliamidu i w 70% z bawełny, opisanej w sekcji 1.2.1 | |
| Przyrząd do testowania mechanicznego i oprogramowanie | Santoni, Co., Ltd. | GOAL 615MP | Służy do programowania parametrów produkcyjnych, omówionych w sekcji.1.1 |
| Pick glass | Shenmei, Inc. | F002 | Standardowa sztuczna kość piersiowa o wysokości 160 cm. Rozmiar został skonstytuowany z chińskim standardem GB 10000-1988. Sztuczna suka została wykonana ze sklejki wzmocnionej włóknem szklanym i pokryta tkaniną. Wspomniano o tym w sekcji 2.1. |
| Oprogramowanie do pończoch STAT-Ds 615 MP | Tekscan, Inc. | A201 | Używany do pomiaru nacisku na skórę, opisany w sekcji 2.2.1 |
| Miernik grubości | Weike, Co., Ltd. | 1lbs | Służy do rejestrowania ciśnienia, opisanego w sekcji 2.2.2-2.2.4. |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.