[发明专利]形变状态下热防护织物传热及皮肤烧伤预测方法

权利要求书

1.一种形变状态下热防护织物传热及皮肤烧伤预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)建立形变状态下织物厚度的拟合方程以获得织物厚度；

(2)建立形变状态下织物密度的计算方法以获得织物密度；

(3)建立形变状态下导热系数的计算方法以获得导热系数，其中，导热系数分别和形变后织物内的空气含量与形变前织物内的空气含量相关；

(4)建立通过单层热防护织物在热暴露及冷却阶段的传热方程及其相应边界条件和初始条件以求得织物温度场，所述传热方程中涉及所述织物厚度、所述织物密度以及所述导热系数；

(5)建立通过空气层的传热方程及其相应边界条件和初始条件以求得空气层温度场，所述边界条件中涉及所述织物厚度；

(6)建立通过模拟皮肤传感器的传热方程及其相应边界条件和初始条件以获得皮肤温度场，所述边界条件中涉及所述织物厚度。

2.根据权利要求1所述的形变状态下热防护织物传热及皮肤烧伤预测方法，其特征在于，所述步骤(1)中根据形变后织物厚度的实验数据，建立织物厚度与拉伸率的拟合方程，建立织物厚度与拉伸率、压力的拟合方程，织物厚度的拟合方程为：

当织物仅发生拉伸形变时，织物厚度与拉伸率的拟合方程为：

L_fab＝ax^c

当织物同时发生拉伸和挤压形变时，织物厚度与拉伸率、压力的拟合方程为：

L_fab＝dx^e+fx₁^g

其中，L_fab为形变后织物厚度；x为拉伸率大小；x₁为压力大小；a、c、d、e、f、g均为常数且可以通过实验获得。

3.根据权利要求1所述的形变状态下热防护织物传热及皮肤烧伤预测方法，其特征在于，所述步骤(2)中根据质量守恒定律，建立织物密度的计算方法为：

当织物发生形变时，由“拍照法”得出织物面积与拉伸率的拟合方程为：

S_fab＝hx+i

当织物仅发生拉伸形变时，根据质量守恒定律，建立织物密度与拉伸率的计算方法为：

当织物同时发生拉伸和挤压形变时，根据质量守恒定律，建立织物密度与拉伸率、压力的计算方法为：

其中，S₀为形变前织物面积；S_fab为形变后织物面积；ρ₀为形变前织物密度；ρ_fab为形变后织物密度；L₀为形变前织物厚度；L_fab为形变后织物厚度；x为拉伸率；x₁为压力，；h、i、j、k、l、m、n、o、p、q、r均为常数。

4.根据权利要求1所述的形变状态下热防护织物传热及皮肤烧伤预测方法，其特征在于，所述步骤(3)中根据形变后织物中空气含量的不同，建立织物导热系数的计算方法，形变后织物的导热系数计算方法为：

其中，V_air为形变前织物内空气含量；L₀为形变前织物厚度；L_fab为形变后织物厚度；k_air为空气导热系数；k_fiber为纤维导热系数；k_fab为织物导热系数。