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龙图腾网获悉吉林大学申请的专利一种面向目标体压分布的接触型面设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115033938B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210732408.2，技术领域涉及：G06F30/10；该发明授权一种面向目标体压分布的接触型面设计方法是由任金东;张天明;戚诗敏;潘博宇;杜若愚;郭思媛;刘欣设计研发完成，并于2022-06-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种面向目标体压分布的接触型面设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种面向目标体压分布的接触型面设计方法，属于工业设计技术领域，包括建立人体生物力学有限元模型；体表施加目标体压分布；提取变形后体表；确定接触面材料力学特性；确定接触面材料力学特性；添加变形补偿量并拟合表面。本发明的接触型面设计方法能够在接触材料已知的前提下所设计出的型面基本直接实现面向目标人群的目标体压分布，从而避免了有目标接触体压分布需求的接触型面设计的盲目性，也尽可能减少该类接触型面设计过程中的设计迭代次数，从而实现设计过程的方便快捷以及节约设计开发时间与成本的目的。

本发明授权一种面向目标体压分布的接触型面设计方法在权利要求书中公布了：1.一种面向目标体压分布的接触型面设计方法，其特征在于，具体包括如下步骤： 步骤一：建立人体生物力学有限元模型； 步骤二：体表施加目标体压分布； 步骤三：提取变形后体表； 步骤四：确定接触面材料力学特性； 步骤五：确定变形后最小厚度及变形补偿量； 步骤六：添加变形补偿量并拟合表面； 步骤一所述的建立人体生物力学有限元模型，具体包括如下内容： 根据所要设计的接触轮廓，建立其目标人群的人体生物力学有限元模型，所述接触轮廓包括骨骼、肌肉、脂肪、软组织或皮肤，所述人体生物力学有限元模型为整个人体或与接触轮廓相接触的部分人体； 步骤二所述的体表施加目标体压分布，具体包括如下内容： 根据设计需要确定目标体压分布模式，将目标体压分布以等体压曲线的方式施加至步骤一中建立好的人体生物力学有限元模型人体表面，将人体表面划分为施加不同目标体压区间的区域； 所述目标体压分布模式的确定应满足体压在接触轮廓上的积分与产生接触体压的外部载荷相等； 步骤三所述的提取变形后体表，具体包括如下内容： 将步骤二中施加完目标体压分布的人体生物力学有限元模型提交仿真计算，计算完成后提取设计接触区域处变形后体表； 若接触表面为刚性的，则提取得到的变形后体表即为设计完成的刚性接触型面；若接触表面为柔性的，则保留变形后体表上的等体压曲线并继续进行步骤四； 步骤四所述的确定接触面材料力学特性，具体包括如下内容： 所述的接触面材料力学特性包括压缩应力应变关系、剪切应力应变关系、弹性迟滞、粘滞力或粘弹性，并根据上述接触面材料力学特性，确定材料压强、厚度和变形量之间的数学模型； 所述压缩应力应变关系通过如下方法得到： 若接触面材料已经确定，则通过单轴压缩实验得到； 若接触面材料未确定，则通过参数化的材料本构模型进行仿真，并根据所设置的参数选取合适的材料； 步骤五所述的确定变形后最小厚度及变形补偿量，具体包括如下内容： 在步骤三保留的变形后体表上的等体压曲线上提取设计表面采样点，采样距离小于设计精度允许尺寸；并根据所提取的设计表面采样点的坐标获得如下厚度变量：变形后最小厚度Tmin及变形基准厚度T0；所述变形后最小厚度Tmin根据设计目标或设计经验选取，所述变形基准厚度T0为变形后的表面与变形后最小厚度基准之间的距离；所述变形后最小厚度基准为变形后最低采样点所在平面； 则接触面材料受到体压后产生的变形补偿量ΔT可通过如下公式获得： T＝Tmin+T0+ΔT 其中，T为变形前的厚度； 步骤六所述的添加变形补偿量并拟合表面，具体包括如下内容： 将采样点向接触型面的厚度增大方向平移变形补偿量ΔT的距离得到拟合点，利用所有拟合点拟合出不低于G1阶连续的光顺曲面，则实现将得到的变形补偿量ΔT添加至变形后的表面，且拟合出的曲面即为设计完成的柔性接触型面。

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