服裝起拱研究初探

梁素貞

（閩江學(xué)院，福州350108）

服裝起拱研究初探

梁素貞

（閩江學(xué)院，福州350108）

通過對服裝起拱的相關(guān)因素、研究意義及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的介紹，提出了服裝起拱研究的基本思路和主要內(nèi)容，得出影響服裝起拱的主要因素，為企業(yè)的服裝設(shè)計和生產(chǎn)、消費者的服裝選購提供科學(xué)的依據(jù)，同時引起人們對服裝起拱研究的重視.

服裝；起拱研究；壓力測試

起拱是服裝在穿著過程中經(jīng)受來自人體的反復(fù)或持久的作用力而產(chǎn)生的三維殘余變形.起拱通常是產(chǎn)生于人體與服裝接觸的膝、肘、臀、肩膀等部位.服裝起拱不僅影響其美觀性，也會影響其使用壽命.隨著社會生活水平的提高，人們對外衣的美觀性要求越來越高，一件衣服往往由于局部起拱而被丟棄，使用壽命大大縮短.因此，研究服裝起拱的影響因素，尋找減小或消除服裝起拱的方法，可為企業(yè)的服裝設(shè)計和生產(chǎn)、消費者的服裝選購提供科學(xué)依據(jù).

1 服裝起拱的相關(guān)因素

1.1 人體運動

人體總是處于一種運動狀態(tài).即使是坐著，膝部的屈伸變形也是在60%～20%之間頻繁變化.Kirk和Ibrahim的研究報告指出，膝蓋處的皮膚在水平方向（周圍方向）伸長的范圍大致為19%～9%，在垂直方向伸長的范圍大致為41%－52%［1］.由圖1可以看出，膝蓋部位的皮膚在下肢運動的過程中產(chǎn)生了很大拉伸.膝部動作時皮膚伸長情況的研究表明，由于人體運動引起的皮膚伸長包括了因關(guān)節(jié)的屈伸而引起的筋肉伸縮和移動，皮膚本身的伸長并沒有膝部屈伸變形那么大.皮膚適應(yīng)人體運動，是靠皮膚皺紋的開合，皮膚的彈性伸縮和皮膚與其下層組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的相對位移.服裝適應(yīng)人體運動，是通過服裝與軀體間的寬裕量的變化、服裝與皮膚之間的滑移以及衣料的伸長去適應(yīng)人體皮膚的變形，其關(guān)系可表示為［2］：

圖1 下蹲時膝部皮膚的變化

皮膚伸長＝服裝寬裕量＋服裝滑移量＋衣料伸長量

顯然，公式中的服裝寬裕量和滑移量不會造成服裝面料的力學(xué)變形，面料多方向的伸長是產(chǎn)生起拱的根本原因.服裝與皮膚之間的摩擦系數(shù)、人體與服裝接觸點的多少等原因都會影響服裝滑移量和衣料伸長量.不同款式的服裝具有不同的寬裕量，表現(xiàn)出不同的起拱程度.Kirk和Ibrahim的實驗報告指出，對于緊身褲，如牛仔褲，膝部比臀部需要更大的伸長調(diào)節(jié)，這是由于膝部活動幅度大［1］.所以，服裝的起拱變形通常發(fā)生在人體運動時皮膚伸長較大的部位，如膝部、肘部等部位.變形是服裝在這些部位的重要力學(xué)特點.

1.2 服裝壓力

人體外型輪廓和人體運動使服裝和人體部位之間形成了動態(tài)接觸.在人體和服裝的動態(tài)接觸過程中，服裝以相對滑移量和衣料變形來符合人體變化.由于衣料變形而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，包括拉伸、壓縮、剪切和彎曲應(yīng)力［2－3］.長期的內(nèi)應(yīng)力變化將導(dǎo)致服裝內(nèi)部結(jié)構(gòu)的積累損壞和彈性回復(fù)能的衰減，使服裝起拱變形.

同時，服裝內(nèi)應(yīng)力的合力對人體接觸部位產(chǎn)生束縛力，導(dǎo)致皮膚變形.這種接觸變形刺激皮膚深處的感覺點，使穿衣者感受到服裝的壓力.服裝壓力過大過小均不合乎人體的生理要求，而且服裝壓是評價服裝舒適性的一項重要指標.因此，服裝起拱性能不僅影響服裝外觀性能，也影響到服裝的力學(xué)性能.

服裝壓力的大小主要取決于4個因素：①服裝的結(jié)構(gòu)與尺寸；②身體部位的曲率；③人體皮膚和人體皮下軟組織的力學(xué)特性；④服裝的延展性能和服裝的重量［5］.這些因素與導(dǎo)致服裝起拱的力學(xué)因素之間存在著內(nèi)在聯(lián)系.但是在服裝穿著過程中，服裝起拱和服裝壓力屬于2種不同的力學(xué)行為，分別對人體產(chǎn)生不同的物理刺激，前者影響人的視覺舒適性，后者影響人的力學(xué)舒適性或者運動舒適性.因此，在建立服裝起拱性能的客觀評價方法和設(shè)計模型時應(yīng)該綜合考慮二者的力學(xué)特點及其相互影響，為設(shè)計既有良好的起拱性能又有良好的壓力舒適性能的服裝提供科學(xué)依據(jù).為了解決這個多目標的工程設(shè)計問題，需要從分析人體的生物力學(xué)特點入手，建立服裝和人體間的彈性接觸力學(xué)模型，研究服裝和人體互相接觸受壓后所產(chǎn)生的應(yīng)力和應(yīng)變分布規(guī)律，這是服裝力學(xué)性能工程設(shè)計和紡織品力學(xué)性能工程設(shè)計的不同之處［2］.

2 服裝起拱研究的意義

從20世紀20年代對纖維集合體結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究到后來對紡織材料領(lǐng)域的研究，由于技術(shù)條件的制約，發(fā)展很慢，直到21世紀初才提出通過對服裝纖維面料的研究來提高服裝的性能和質(zhì)量［2］.綜合國內(nèi)外有關(guān)紡織品工程設(shè)計的研究成果來看，這一領(lǐng)域還處于發(fā)展階段，而對于服裝面料膝部起拱研究也很少，并且服裝膝部起拱的研究對服裝的使用壽命和服用性能有重要的意義.因此，通過對面料膝部壓力實驗，測量人體膝蓋在不同狀態(tài)下的受力情況，得出不同面料在膝蓋部位的受力情況；再通過起拱實驗，測量不同服裝面料在膝蓋作用力下的起拱回復(fù)情況；通過數(shù)據(jù)分析，了解不同服裝面料在膝部不同運動狀態(tài)下的起拱情況.對服裝膝部起拱的研究可以為改進服裝膝部的設(shè)計及服裝設(shè)計、生產(chǎn)等提供幫助.服裝面料起拱的力學(xué)研究對提高服裝性能質(zhì)量和使用壽命及其美觀性有重要的意義.

3 國內(nèi)外服裝起拱研究現(xiàn)狀

服裝起拱對服裝的美觀性及穿著使用壽命的影響越來越被重視.近幾十年來，國內(nèi)外學(xué)者或研究機構(gòu)對服裝的起拱研究從未間斷過，而要客觀地評價服裝起拱性能，需要建立一個能夠模擬服裝起拱特點，并且能快速精確測量起拱過程中力學(xué)參數(shù)的實驗方法.最早，人們開發(fā)了織物伸長回復(fù)的測試方法，但這只能測試織物的單方向伸長，還不能夠模擬織物三維的變化.因此國外的一些研究者后來又開發(fā)了幾種評價織物起拱變形的方法：

1971年，塞拉尼斯實驗通過安裝在Instron強力拉伸實驗機上的式樣夾具和沖壓頭進行沖壓起拱實驗.實驗確定夾具和沖壓頭的大小以及利用連接在沖壓頭上的傳感器來控制沖壓的速度和時間，得到織物的急彈回復(fù)率，以回復(fù)率的大小范圍來評價織物的起拱性能的滿意度［2－5］.

1973年，Zweigle實驗在較真實的模擬條件下測量和分析織物的起拱傾向，通過3個人造手臂的起拱實驗裝置，將被測織物套在人造手臂上，經(jīng)過一定時間的靜態(tài)變形后再給予一定時間回復(fù)，然后測得織物的起拱高度，根據(jù)最后的起拱高度的大小來評價織物的起拱回復(fù)性能［2－5］.

1986年，Yokura等人發(fā)明了用莫爾條紋技術(shù)測量織物起拱體積的實驗裝置.將被測試樣放在一定直徑的半球體上，用方形框夾持并通過方框?qū)ζ涫┘又亓?，?jīng)過一段時間后通過三維光學(xué)測量，將起供試樣用莫爾條紋等高線圖的變化測量其起拱體積的變化，通過體積變化的大小來評價面料起拱性能［2－5］.

1985年，中國原紡織工業(yè)部頒布了織物起拱實驗標準.實驗時將一塊直徑為76mm的圓形試樣用環(huán)具平整地夾住，再用直徑為48mm的半球體頂伸直徑為56mm的試樣裸露面積，使其呈球狀膨脹而達到設(shè)定的起拱高度，保持3min后退下半球，讓其回復(fù)2 min，并移到織物風(fēng)格儀工作臺上自動記錄拱余高度，計算起拱殘留率，通過對起拱殘留率的計算來評價織物的起拱回復(fù)性能［2－5］.

近幾年，計算機技術(shù)的發(fā)展以及相應(yīng)方面理論研究的創(chuàng)新，使得對織物起拱的研究有了進一步的發(fā)展.西安工程大學(xué)的張欣和和香港理工大學(xué)的李毅等人提出了根據(jù)能量法建立織物起拱的客觀評價方法［2－3］，通過研究起拱疲勞實驗中記錄的織物內(nèi)能的衰減過程，分析了織物起拱的物理過程和力學(xué)機理，建立了一個描述織物起拱疲勞過程的能量方程，同時建立了起拱疲勞度和抗起拱性2個力學(xué)指標，分別評價織物抗起拱能力和織物起拱回復(fù)能力.

服裝的起拱力與人體的運動狀態(tài)、服裝的寬松度及面料的性能密切相關(guān).以上幾種研究方法都測量服裝面料起拱的殘余高度，但都沒有結(jié)合人體在不同服裝面料、不同運動狀態(tài)和不同服裝寬松度下所受的壓力情況，存在著一定的局限性.

4 服裝起拱主要研究內(nèi)容及觀點

4.1 主要研究內(nèi)容

研究服裝面料對人體膝部（肘部）所產(chǎn)生的壓力大小及不同服裝面料在不同因素作用下的起拱高度，分析影響褲裝面料在膝蓋部位起拱的因素，具體為：

（1）研究人體膝蓋、肘部的生理構(gòu)成及膝蓋、肘部在運動過程中骨骼和肌肉間的變化，研究膝蓋、肘部的活動范圍以及膝蓋、肘部處皮膚在水平和垂直方向上運動時的變化；

（2）使用壓力測量儀器測量不同服裝面料在不同服裝寬松度及膝蓋、肘部不同運動狀態(tài)下對膝蓋、肘部所產(chǎn)生的壓力大小，獲取服裝膝蓋、肘部起拱力大小，為起拱模擬實驗奠定基礎(chǔ)；

（3）以測量的起拱力大小為依據(jù)，進行定壓力、變速度及定速度、變壓力的起拱模擬實驗，分析面料的起拱高度變化及起拱回復(fù)的情況，研究服裝面料起拱的影響因素.

4.2 主要觀點

通過本課題研究，得出影響服裝面料起拱高度的因素主要有面料纖維本身的伸縮能力和膝部（肘部）皮膚與面料之間的摩擦力.從服裝設(shè)計來看，膝部褲圍（或肘部袖圍）的寬松度有很大的影響，膝圍（肘圍）大，膝部（肘部）運動對面料造成的作用小，起拱情況也會減弱，反之則加強.

起拱回復(fù)性也與面料纖維的彈性能力和面料纖維間的摩擦力有關(guān)，面料彈性纖維的彈性加大了起拱時曲面向內(nèi)的內(nèi)應(yīng)力，加速起拱的回復(fù)；而面料纖維間的摩擦力大小也會影響其起拱回復(fù)速度，摩擦力越大，回復(fù)速度越慢，反之則越快.

5 結(jié) 語

隨著生活水平的提高，服裝穿著的舒適性、美觀性成為人們追求的目標，也是我國服裝產(chǎn)品在市場上立足的根基.服裝起拱是影響服裝舒適性和美觀性的一個重要因素，其根本原因是人體在不同運動狀態(tài)下相關(guān)部位對服裝產(chǎn)生起拱力造成的.

［1］ 馬大力，張毅，王瑾.服裝材料檢測技術(shù)與實務(wù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

［2］ 香港理工大學(xué)紡織及制衣學(xué)系.服裝起拱與力學(xué)工程設(shè)計［M］.北京：中國紡織出版社，2002.

［3］ Dastoor P H，Hersh S P，Batra S K，et al.Computer－assisted Structural Design of Industrial Woven Fabrics，PartⅢ［J］.Journal of Textile Institute，1994，85（2）：135－157.

［4］ Kirk W J，Ibrahim S M.Fundamental Relationship of Fabric Extensibility of Anthropometric Requirements and Garment Performance［J］.Textile Research Journal，1966，57：37－47.

［5］ Zhang X，Li Y.Fabric Bagging，Part I：Subjective Perception and Psychophysical Mechanism［J］.Journal of Xi’an University Engineering Science and Technology，2001，15（3）：165－173.

Preliminary Study on the Fashion Bagging

LIANG Su－zhen
（Minjiang University，F(xiàn)uzhou 350108，China）

Bagging not only affects clothes’beauty and also their lifespan.Through the introduction of relevant factors，significance，the domestic and international studies of fashion bagging，this paper has put forward its basic thinking and main contents and gained the major influent factors，to provide the scientific basis to garment factories for garment＇s design and production and the consumer＇s dress shopping.By this paper，we also hope people attach importance to the study of fashion bagging.

fashion；bagging study；stress testing

TS941

A

10.3969／j.issn.1671－6906.2010.05.010

1671－6906（2010）05－0038－04

2010－08－31

福建省教育廳科技項目（JB08208）

梁素貞（1980－），女，福建莆田人，講師，碩士.