【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于形变模拟，具体的说是一种弹性胶带的形变模拟系统及方法。
技术介绍
1、弹性胶带是一种具有弹性和粘附性能的医用辅料，广泛应用于伤口护理、运动损伤支撑、术后恢复等领域。传统的胶带通常采用棉织物或合成纤维制成，具有一定的透气性和吸湿性，但缺乏足够的弹性和自粘性，因此在使用过程中需要外部固定器具或夹具来保持其位置。弹性胶带通过弹性材料和粘合层的结合，能够在不使用夹具的情况下，直接贴合皮肤并提供支撑和固定功能，且易于使用与拆卸，避免了二次伤害。
2、然而，弹性胶带的材料特性使其形变行为较为复杂，包括弹性体的非线性弹性形变、粘结层的黏弹性响应、材料与皮肤的相互作用等。此外，胶带在实际应用中通常受到多轴应力的作用，其形变状态不仅与拉伸方向相关，还涉及卷曲、弯折和旋转等形变模式，传统胶带形变性能的检测大多集中在力学性能上，通常忽略了胶带材料的复杂工艺、与皮肤接触部位的舒适度、以及胶带连接处的结构性差异对整体形变性能的影响。因此，现有技术的检测方法难以满足对多样化产品的精准评估，特别是针对于不同制造工艺下胶带的特性，未有系统地考虑到实际使用中的复杂情况。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种弹性胶带的形变模拟系统及方法，该方法通过电学与力学的综合模拟系统，实现对弹性胶带在不同拉伸状态下的精确形变检测，并结合电学反馈调节胶带拉伸形变后的恢复过程，从而提高检测的精度和效率。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种
4、建立胶带的模型，包括：胶带弹性模型和胶带电学反馈模型；
5、对胶带进行拉伸模拟，实时监控胶带的形变情况，记录胶带的形变数据；
6、对胶带拉伸后进行松弛，实时监控胶带的形变恢复能力；
7、将胶带在不同拉伸和松弛状态下的应力、应变及电阻数据进行综合分析，判断胶带是否合格。
8、具体的，所述建立胶带的模型，包括：
9、通过将不同工艺结构下的力学模型与摩擦力和应力集中的影响相结合，建立胶带弹性模型，具体公式为：
10、，
11、其中，表示胶带弹性模型，表示不同工艺结构下胶带的应力表达式，ff表示摩擦力，即胶带与皮肤接触时产生的阻力，表示胶带粘结区域的应力集中效应；
12、在胶带表面嵌入导电材料，构建电阻应变片，胶带在拉伸过程中，电阻应变片的电阻值发生变化，建立胶带电学反馈模型，具体公式为：
13、，
14、其中，表示胶带电学反馈模型，即胶带表面电阻应变片的电阻变化，r0表示胶带表面电阻应变片的初始电阻值，k1和k2表示胶带几何形变的修正系数，表示胶带受到的拉伸应变。
15、具体的，所述不同工艺结构，包括：机织、针织、非织三种工艺，不同工艺结构下胶带的应力表达式，包括：机织、针织、非织胶带的应力表达式。
16、具体的，所述对胶带进行拉伸模拟，包括：
17、对胶带施加拉伸力，拉伸力的具体公式为：
18、，
19、其中，f(t)表示对胶带施加的拉伸力，f0表示最大拉伸力，表示加载频率，fbias表示初始预紧力，t表示时间，fc表示恒定拉伸力，cj=1表示对胶带施加的拉伸力为动态拉伸力，cj=0表示对胶带施加的拉伸力为恒定拉伸力；
20、实时监控胶带的形变情况，记录胶带的形变数据，包括胶带的应力变化和电阻变化，计算胶带的应力变化率，计算公式为：
21、，
22、其中，表示t时刻胶带的应力变化率，a表示胶带的横截面积，表示拉伸力随时间的变化速率；
23、对胶带电阻变化与应力变化进行耦合，计算出胶带的电阻变化，具体公式为：
24、，
25、其中，表示t时刻胶带的电阻变化量，e表示胶带的弹性模量，ki表示第i个胶带几何形变的修正系数，ms表示胶带几何形变的修正系数的数量。
26、具体的，所述对胶带拉伸后进行松弛，实时监控胶带的形变恢复能力，包括：
27、对胶带拉伸后进行松弛，分析胶带在恢复过程中的应力，建立胶带粘弹性松弛模型，具体公式为：
28、，
29、其中，表示胶带粘弹性松弛模型，表示胶带在最大形变时的应力，表示松弛时间常数；
30、在胶带的形变恢复过程中，胶带内部的电阻会发生变化，随着恢复过程的进行，电阻值应逐渐恢复到初始电阻值，电阻值恢复具体公式为：
31、，
32、其中，表示时刻t时胶带的电阻值，表示胶带最大形变时电阻的变化量；
33、通过应力和电阻的恢复数据，计算出胶带的形变恢复率，具体公式为：
34、，
35、，
36、其中，表示胶带应力恢复率，表示胶带恢复至初始状态的百分比，表示胶带在恢复完成时的应力值，表示胶带电阻恢复率，表示胶带在恢复完成时的电阻值。
37、具体的，所述将胶带在不同拉伸和松弛状态下的应力、应变及电阻数据进行综合分析，包括：
38、综合不同拉伸状态下的力学和电学参数进行耦合分析，同时考虑力学和电学参数的相互关系，评估胶带在不同拉伸状态下的整体性能，具体公式为：
39、，
40、其中，表示胶带在时刻t的整体性能，表示胶带在拉伸状态下时刻t时的应力，表示胶带在拉伸测试时记录到的最大应力，表示胶带在拉伸状态下时刻t时的应变，表示胶带在拉伸测试时记录到的最大应变，表示胶带在拉伸状态下时刻t时的电阻变化量，表示胶带在拉伸测试时记录到的最大电阻变化量，、和表示权重系数，用于调整应力、应变和电阻对综合性能评价的影响，满足++=1；
41、考虑胶带在拉伸-恢复循环中的疲劳性能和形变恢复能力，通过记录循环后的应力和电阻变化，结合恢复率和疲劳累积效应，计算胶带的疲劳累积值，具体公式为：
42、，
43、其中，ffatigue表示胶带的疲劳累积值，即胶带在多次拉伸-恢复循环后的性能损耗程度，数值越大，表示材料的疲劳程度越高，性能损失越严重，m表示总循环次数，表示第m次循环后的应力变化量，表示第m次循环后的应变变化量，表示第m次循环后的电阻变化量，、和表示权重系数。
44、具体的，所述判断胶带是否合格，包括：
45、设定整体性能的合格阈值pcrit，疲劳累积值的合格阈值fcrit，当p(tfinal)≥pcrit时，且f(tfinal)≤fcrit，判定为胶带合格，否则，判定为胶带不合格，其中，p(tfinal)表示胶带在恢复或测试结束时的整体性能，f(tfinal)表示胶带在恢复或测试结束时的疲劳累积值。
46、一种弹性胶带的形变模拟系统，用于实现一种弹性胶带的形变模拟方法，包括：胶带模型建立模块，拉伸模拟模块，松弛恢复模块和分析判断模块；
47、所述胶带模型建立模块，用于建立胶带的模型，包括：胶带弹本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种弹性胶带的形变模拟方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种弹性胶带的形变模拟方法，其特征在于，所述建立胶带的模型，包括：
3.如权利要求2所述的一种弹性胶带的形变模拟方法，其特征在于，所述不同工艺结构，包括：机织、针织、非织三种工艺，不同工艺结构下胶带的应力表达式，包括：机织、针织、非织胶带的应力表达式。
4.如权利要求1所述的一种弹性胶带的形变模拟方法，其特征在于，所述对胶带进行拉伸模拟，包括：
5.如权利要求1所述的一种弹性胶带的形变模拟方法，其特征在于，所述对胶带拉伸后进行松弛，实时监控胶带的形变恢复能力，包括：
6.如权利要求1所述的一种弹性胶带的形变模拟方法，其特征在于，所述将胶带在不同拉伸和松弛状态下的应力、应变及电阻数据进行综合分析，包括：
7.如权利要求1所述的一种弹性胶带的形变模拟方法，其特征在于，所述判断胶带是否合格，包括：
8.一种弹性胶带的形变模拟系统，用于实现权利要求1-7中任一项所述的一种弹性胶带的形变模拟方法，其特征在于，包括：胶带模型建立模块，拉
9.如权利要求8所述的一种弹性胶带的形变模拟系统，其特征在于，所述拉伸模拟模块，包括：拉伸力施加单元，应力变化计算单元和电阻变化计算单元；
10.如权利要求9所述的一种弹性胶带的形变模拟系统，其特征在于，所述分析判断模块，包括：整体性能分析单元，疲劳性能分析单元和合格分析单元；
...【技术特征摘要】
1.一种弹性胶带的形变模拟方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种弹性胶带的形变模拟方法，其特征在于，所述建立胶带的模型，包括：
3.如权利要求2所述的一种弹性胶带的形变模拟方法，其特征在于，所述不同工艺结构，包括：机织、针织、非织三种工艺，不同工艺结构下胶带的应力表达式，包括：机织、针织、非织胶带的应力表达式。
4.如权利要求1所述的一种弹性胶带的形变模拟方法，其特征在于，所述对胶带进行拉伸模拟，包括：
5.如权利要求1所述的一种弹性胶带的形变模拟方法，其特征在于，所述对胶带拉伸后进行松弛，实时监控胶带的形变恢复能力，包括：
6.如权利要求1所述的一种弹性胶带的形变模拟方法，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱志阳，姜喜庆，刘璐璐，
申请(专利权)人：南京斯瑞奇医疗用品有限公司，
类型：发明
国别省市：
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