CN110514373B - 一种床垫弹性测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种床垫弹性测试方法。按下述步骤进行：a、将床垫材料试样静压；b、记录静压过程中应力松弛变化，得到趋势方程：ε＝at+b；其中，参数t表示静压时间，ε表示应力松弛，a表示斜率，b表示0时刻时的应力松弛；d、对一个以上的静压时间段△ti内的应力松弛变化△εi进行加权求和平均，得到加权平均值δ，即：
Figure DDA0002781140610000011
其中，i表示第i个时间段△ti，n表示有n个△ti时间点，fi表示应力松弛变化△εi的权重；e、根据求得的δ值判定床垫的弹性，δ值与床垫的弹性呈单调递减关系。本发明建立了床垫弹性的量化方法，相对于传统弹性评价方法而言，其评价更加精确。

Description

一种床垫弹性测试方法
技术领域
本发明涉及床垫测试领域，特别是一种床垫弹性测试方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们对睡眠质量也越来也重视，目前市场上的床垫大多是单一硬度弹性的均匀结构，已不能满足人们对睡眠质量的高要求。应市场需求，目前出现了定制床垫，其主要是采集用户睡眠习惯、身体数据及感官感受等信息为用户量身定做相应的床垫，以满足睡眠需求。随着定制床垫的兴起，围绕床垫各方面性能所展开的科研活动非常多。床垫的弹性指标对人体的受力有着比较重要的影响，使用弹性好的材料制作床垫对防止压疮，提高人体脊椎受力舒适度有着非常积极作用。弹性好的材料，应力松弛比较小，人体躺在床垫的时候，持续受到微小振幅的力，类似于“按摩”，这有利于人体血液的循环，提高人体的睡眠质量。目前市场上主要用落球回弹高度来衡量床垫弹性评判指标。该方法受到测量材质刚性影响比较大，不能真实地反映材质的弹性性能。例如：将落球直接掉落到地板上，其回弹高度往往比床垫上或其他弹性材料都要高。应用落球回弹方法来评判粘弹性材料制作的床垫，评判结果不准确不科学。
发明内容
本发明的目的在于，提供床垫弹性测试方法。本发明建立了床垫弹性的量化方法，相对于传统弹性评价方法而言，其评价更加精确。
本发明的技术方案：一种床垫弹性测试方法。按下述步骤进行：
a、将床垫材料试样静压；
b、记录静压过程中应力松弛变化，得到趋势方程：
ε＝at+b；
其中，参数t表示静压时间，ε表示应力松弛，a表示斜率，b表示0时刻时的应力松弛；
d、对一个以上的静压时间段△ti内的应力松弛变化△εi进行加权求和平均，得到加权平均值δ，即：
Figure GDA0002781140600000021
其中，i表示第i个时间段△ti，n表示有n个△ti时间点，fi表示应力松弛变化△εi的权重；
e、根据求得的δ值判定床垫的弹性，δ值与床垫的弹性呈单调递减关系。
前述的床垫弹性测试方法所述的步骤a中，床垫静压时间为2～3小时。
前述的床垫弹性测试方法所述的步骤a中，床垫材料试样静压的变形高度为床垫材料试样初始高度的10％。
与现有技术相比，本发明在对床垫弹性做了大量实验研究后发现，床垫的弹性与其应力松弛间存在线性关系；通过该线性关系，即可得到床垫在各时刻的应力松弛，之后再对应力松弛ε进行加权求和平均，得到加权平均值δ，之后通过各种床垫的δ值研究分析后得到：加权平均值δ与床垫的弹性呈单调递减关系；通过该方法，即能得到一个对床垫弹性量化的评价方法，即通过δ值反映床垫弹性的好坏，即当δ值越小时，床垫弹性越好。建立了床垫弹性评价的统一量化的评估模型，使得评估结果更加准确。
为了证明本发明有益效果，申请人进行了如下实验：
实验例1。
取床垫弹性感官评价差异大的、规格均为300*300*60mm的5个床垫材料试样进行静压分析实验；所述的5个床垫材料试样分别为：
试样A：由聚酯纤维制得的3D网格布；
试样B：由山棕片丝码叠而成，山棕片丝间采用天然乳胶粘接，其中山棕片丝与天然乳胶的重量比为1∶2；
试样C：由山棕板丝码叠而成，山棕板丝间采用天然乳胶粘接，其中山棕板丝与天然乳胶的重量比为2∶1；
试样D：由椰棕片丝码叠而成，椰棕片丝采用低热熔纤维粘接，其中椰棕片丝与低热熔纤维的重量比为1∶2；
试样E：由聚氨酯材料发泡成型的3060海绵。
所述的5个床垫材料试样间的弹性关系为：A＞B＞C＞D＞E。由于该5个床垫材料试样间的弹性差异较大，通过感官判定即可得到各床垫间的弹性大小关系。
分别对上述5个床垫材料试样进行如下静压测试，测试方法如下：
a、将床垫材料试样使用TM2101试验机静压3小时，床垫材料试样静压的变形高度为床垫材料试样初始高度的10％；
b、记录静压过程中应力松弛；
按照上述测试方法，得到各床垫材料试样的应力松弛随时间的变化如表1；
表1
Figure GDA0002781140600000041
对表1中的数据进行趋势分析拟合，得到各组床垫材料试样的趋势方程如表2。
表2
Figure GDA0002781140600000042
通过表2的趋势方程，对每个床垫材料试样选取1000个时刻t的应力松弛值ε进行计算；然后依次将1000个ε值的后一个减去前一个。得到999个时间段内的应力松弛变化△εi，对该999个应力松弛变化△εi进行加权求和平均，得到加权平均值δ；求得的各床垫材料试样的加权平均值δ如表3。
表3
Figure GDA0002781140600000043
Figure GDA0002781140600000051
结论：由表3可知，随着床垫材料试样的弹性变差，加权平均值δ随之变大；即，δ值与床垫的弹性呈单调递减关系。
实验例2。
取床垫弹性感官评价接近的床垫材料试样按实验例1的方法进行静压测试；具体选取3组进行静压测试；
第1组：
A1：由聚酯纤维制得的3D网格布；
A2：由天然乳胶发泡成型的材料；
第2组：
B1：由山棕板丝码叠而成，山棕板丝间采用天然乳胶粘接，其中山棕板丝与天然乳胶的重量比为2∶1；
B2：由山棕片丝码叠而成，山棕片丝间采用天然乳胶粘接，其中山棕片丝与天然乳胶的重量比为2∶1；
第3组：
C1：由聚氨酯材料发泡成型的3060海绵；
C2：由椰棕板丝码叠而成，椰棕板丝采用低热熔纤维粘接，其中椰棕板丝与低热熔纤维的重量比为2∶1。
得到各组床垫材料试样的应力松弛随时间的变化如表4；
表4
Figure GDA0002781140600000052
Figure GDA0002781140600000061
得到各组床垫材料试样的趋势方程如表5；
表5
Figure GDA0002781140600000062
得到各组床垫材料试样的加权平均值δ如表6；
表6
Figure GDA0002781140600000063
结论：由表6可知，第1组的两个床垫材料试样弹性感官评价接近，其加权平均值δ也接近；第2、3组的结论同第1组相同。
由实验例1和2可知，本发明对床垫弹性进行评价的方法与实际相符。通过本发明的方法实现了对床垫弹性的量化分析，对床垫的弹性评价更加精确。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1。一种床垫弹性测试方法，按下述步骤进行：
a、将床垫材料试样静压；
b、记录静压过程中应力松弛变化，得到趋势方程：
ε＝at+b；
其中，参数t表示静压时间，ε表示应力松弛，a表示斜率，b表示0时刻时的应力松弛；
d、对一个以上的静压时间段△ti内的应力松弛变化△εi进行加权求和平均，得到加权平均值δ，即：
Figure GDA0002781140600000071
其中，i表示第i个时间段△ti，n表示有n个△ti时间点，fi表示应力松弛变化△εi的权重；
e、根据求得的δ值判定床垫的弹性，δ值与床垫的弹性呈单调递减关系。
具体地，步骤a中，床垫静压时间为2～3小时。
具体地，步骤a中，床垫材料试样静压的变形高度为床垫材料试样初始高度的10％。由于部分材料如果取值过大会超出测试设备承受能力范围，取值过小部分比较薄的材料变形非常不明显，综合考量后，取10％的变形量。

Claims (3)

1.一种床垫弹性测试方法，其特征在于，按下述步骤进行：
a、将床垫材料试样静压；
b、记录静压过程中应力松弛变化，得到趋势方程：
ε＝at+b；
其中，参数t表示静压时间，ε表示应力松弛，a表示斜率，b表示0时刻时的应力松弛；
d、对两个以上的静压时间段△ti内的应力松弛变化△εi进行加权求和平均，得到加权平均值δ，即：
Figure FDA0002781140590000011
其中，i表示第i个时间段△ti，n表示有n个△ti时间点，fi表示应力松弛变化△εi的权重；
e、根据求得的δ值判定床垫的弹性，δ值与床垫的弹性呈单调递减关系。
2.根据权利要求1所述的床垫弹性测试方法，其特征在于：步骤a中，床垫静压时间为2～3小时。
3.根据权利要求1所述的床垫弹性测试方法，其特征在于：步骤a中，床垫材料试样静压的变形高度为床垫材料试样初始高度的10％。
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