[发明专利]一种座椅或沙发表面下凹值的测试方法及装置

摘要

本发明公开了一种座椅或沙发表面下凹值的测试方法及装置，测试方法包括以下步骤：将应变片阵列贴在PVC软垫的表面；将应变片阵列与静态应变仪通过导线连接；将PVC软垫铺在待测试的柔软坐垫上，且将所有静态应变仪调零；人坐于柔软坐垫上，应变片阵列进行测试，静态应变仪记录每个应变片的应变并保存；对应变片的应变进行基于有限差分法和超定线性方程组求解，得到柔软坐垫表面的下凹值。本发明准确地测量在人体作用下座椅或沙发表面下凹值，使得对软垫家具的坐垫进行不同弹性或合理的弧度曲面的设计；本发明同样适用于人靠在座椅、沙发靠背下凹值的测量，且为硬质的椅子、凳子进行合理的弧度设计提供依据，使其更能满足个人的舒适度需求。

主权项

1.一种座椅或沙发表面下凹值的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将应变片阵列贴在PVC软垫的表面；S2、将应变片阵列与静态应变仪通过导线连接；S3、将PVC软垫铺在待测试的柔软坐垫上，且将所有静态应变仪调零；人坐于柔软坐垫上，应变片阵列进行测试，静态应变仪记录每个应变片的应变并保存；S4、对应变片的应变进行基于有限差分法和超定线性方程组求解，得到柔软坐垫表面的下凹值；具体步骤为：1)首先计算感应垫表面的挠度曲面在xoz平面相平行的平面内的曲率其中，ε_x是应变，α_x是沿x方向的截面转角，r_x是沿x方向的曲率半径，座椅或沙发的厚度为t；根据应变ε_x，计算x方向曲率为：同理可得，感应垫表面的挠度曲面在yoz平面相平行的平面内的曲率为2)由板壳力学可知，在矩形板的情况下，得到挠度曲面在xoz平面以及与yoz平面相平行的平面内的曲率计算公式，它们分别为：其中，w为下凹值；3)根据Taylor定理，如果下凹值w是四次连续可微，那么：这里x‑Δx＜c₂＜x＜c₁＜x+Δx，把它们相加消去一阶导数项得到：4)根据一般中值定理：设下凹值w是区间[a,b]上的连续函数，x₁,…x_n是[a,b]中的点，而且a₁,…a_n＞0，那么在a，b之间存在数c使得：(a₁+…+a_n)w(c)＝a₁w(x₁)+…+a_nw(x_n)   (9)将式(6)和式(7)中的误差项结合起来，并且两边都除以Δx²得到二阶导数的三点中心差分公式：其中，c_x∈[x‑Δx,x+Δx]；同理可得，y方向的三点中心差分公式为：其中，c_y∈[y‑Δy,y+Δy]；5)联立式(2)‑(5)和式(10)‑(11)，并忽略高阶误差项，下凹值w与应变ε_x的关系为：6)由于方程组(12)中方程的个数多于变量的个数，使用超定线性方程组方法求得方程组(12)的广义解，得到柔软坐垫表面的下凹值w。