经编间隔织物是由两个经编针织物表面层和间隔层构成的立体织物,具有良好的缓压减震和抗压缩回弹性以及很好的透气导湿和吸音隔音等性能,而成为垫类材料的优选,并逐渐进入鞋垫领域。本文着重研究间隔织物的结构与压缩行为过程,期望为鞋垫用材料的设计和应用提供优化指导,主要研究内容包括:(a)采用鞋楦、球和平板三种压头实验,分析三种压头形式对间隔织物压缩行为的影响;(b)采用主观人足对经编间隔织物进行踩压实验,比较主观感受结果与客观压缩实验结果之间的联系,找出适合鞋垫产品的间隔织物结构;(c)使用ABAQUS有限元软件实施间隔织物压缩行为的有限元模拟,分析不同间隔丝参数的间隔织物整体及间隔丝的应力分布,结果如下:(1)压头形式对经编间隔织物压缩行为过程的影响,鞋楦压头压缩间隔织物得到的压缩曲线的线性度均小于1,其压缩曲线呈现非线性;球面压头压缩间隔织物得到的压缩曲线也具有非线性特性;平板压头压缩间隔织物得到的压缩曲线的线性度大部分大于1,有些呈现线性特性,有些呈现非线性;通过三种压缩形式的对比和相关性分析,鞋楦压缩行为与球面压缩行为的相关性较好,与平板压缩行为的相关性较差;球面压缩行为与平板压缩行为的相关性较显著。所以,鞋楦压头压缩间隔织物的压缩曲线性质与球面压头的更为接近。(2)与人足对间隔织物的主观感受进行对比,采用经编间隔织物的压缩曲线来分析其足底缓压性能的方法的可行性,即球面压缩曲线上的四个指标,压缩功、恢复功、滞后功和最大力值。这四个指标之间的相关性系数很高,大于0.88,且与间隔丝直径、织物厚度、织物面密度、织物评价分数有一定的关系。这些说明四个压缩指标和结构参数(间隔丝直径、织物厚度)与间隔织物的足底缓压性能有很大的关系,它们可以用于评估足底缓压型经编间隔织物的压缩舒适性能。根据k-均值聚类算法,四个压缩指标和结构参数(间隔丝直径、织物厚度)组成的样本向量,代表着经编间隔织物的足底缓压性能,并且在客观分类时是有效的。主观评价结果也被分成三组(舒服、中等和不舒服)。通过对比经编间隔织物的实验结果和分类结果可知,客观聚类方法和主观评价方法之间有很好的一致性。这也许可以说明球面压缩力-位移曲线上的指标和结构参数可以用来表征经编间隔织物的足底缓压性能,并可以得到间隔织物的主观评价分数。(3)间隔织物平板压缩行为的有限元分析结果表明,当间隔织物模型压缩至一定的应变时,压缩功和最大力值随间隔丝高度增加而减小,且随着间隔丝高度的增加,压缩功不断减小且差距越来越小,最大力值也有相似的变化;随着间隔丝模量的增加,间隔织物模型整体的压缩功、最大力值均增加,当间隔丝模量增加量相同时,压缩功的增加量越来越小,最大力值的增加量没有明显的规律,且模型压缩的线性特性随着间隔丝模量的增大,先变好再变差,当模量为3386.7mpa时,压缩曲线的线性特性最好;当其它参数不变时,随着间隔丝密度的增加,间隔织物模型整体的压缩功和最大力值越来越大,压缩功和最大力值的差值增加量越来越大,并且间隔丝密度较小时,曲线的线性度较好,密度大时的非线性特性较好;当间隔丝直径增大时,压缩功和最大力值均增大,并且除了织物厚度为5mm,间隔丝直径为0.2mm的间隔织物模型,其它三种的曲线的非线性特性较好;随着间隔丝屈曲度的增大,间隔织物模型整体的压缩功和最大力值受间隔丝的屈曲度的影响较小,当间隔丝屈曲度小于90°时,压缩力-应变曲线在应变0.05处发生屈服;当间隔丝屈曲度等于90°时,压缩力-应变曲线在应变0.45处发生屈服,当间隔丝屈曲度大于90°时,压缩力-应变曲线在应变0.40处发生屈服;当有接触条件时,间隔织物模型只有竖直一个方向的作用,不会产生滑移和扭转,及上表面层因为间隔丝弯曲而产生的不规则的变形。但是,有接触条件与无接触条件压缩曲线的压缩功、最大力值和线性度的误差值在3.5%至13%之间,所以两者之间的区别较小,均可以用来探究间隔织物模型的压缩行为。