服装起拱研究初探

梁素贞

（闽江学院，福州350108）

服装起拱研究初探

梁素贞

（闽江学院，福州350108）

通过对服装起拱的相关因素、研究意义及国内外研究现状的介绍，提出了服装起拱研究的基本思路和主要内容，得出影响服装起拱的主要因素，为企业的服装设计和生产、消费者的服装选购提供科学的依据，同时引起人们对服装起拱研究的重视.

服装；起拱研究；压力测试

起拱是服装在穿着过程中经受来自人体的反复或持久的作用力而产生的三维残余变形.起拱通常是产生于人体与服装接触的膝、肘、臀、肩膀等部位.服装起拱不仅影响其美观性，也会影响其使用寿命.随着社会生活水平的提高，人们对外衣的美观性要求越来越高，一件衣服往往由于局部起拱而被丢弃，使用寿命大大缩短.因此，研究服装起拱的影响因素，寻找减小或消除服装起拱的方法，可为企业的服装设计和生产、消费者的服装选购提供科学依据.

1 服装起拱的相关因素

1.1 人体运动

人体总是处于一种运动状态.即使是坐着，膝部的屈伸变形也是在60%～20%之间频繁变化.Kirk和Ibrahim的研究报告指出，膝盖处的皮肤在水平方向（周围方向）伸长的范围大致为19%～9%，在垂直方向伸长的范围大致为41%－52%［1］.由图1可以看出，膝盖部位的皮肤在下肢运动的过程中产生了很大拉伸.膝部动作时皮肤伸长情况的研究表明，由于人体运动引起的皮肤伸长包括了因关节的屈伸而引起的筋肉伸缩和移动，皮肤本身的伸长并没有膝部屈伸变形那么大.皮肤适应人体运动，是靠皮肤皱纹的开合，皮肤的弹性伸缩和皮肤与其下层组织结构产生的相对位移.服装适应人体运动，是通过服装与躯体间的宽裕量的变化、服装与皮肤之间的滑移以及衣料的伸长去适应人体皮肤的变形，其关系可表示为［2］：

图1 下蹲时膝部皮肤的变化

皮肤伸长＝服装宽裕量＋服装滑移量＋衣料伸长量

显然，公式中的服装宽裕量和滑移量不会造成服装面料的力学变形，面料多方向的伸长是产生起拱的根本原因.服装与皮肤之间的摩擦系数、人体与服装接触点的多少等原因都会影响服装滑移量和衣料伸长量.不同款式的服装具有不同的宽裕量，表现出不同的起拱程度.Kirk和Ibrahim的实验报告指出，对于紧身裤，如牛仔裤，膝部比臀部需要更大的伸长调节，这是由于膝部活动幅度大［1］.所以，服装的起拱变形通常发生在人体运动时皮肤伸长较大的部位，如膝部、肘部等部位.变形是服装在这些部位的重要力学特点.

1.2 服装压力

人体外型轮廓和人体运动使服装和人体部位之间形成了动态接触.在人体和服装的动态接触过程中，服装以相对滑移量和衣料变形来符合人体变化.由于衣料变形而产生的内应力，包括拉伸、压缩、剪切和弯曲应力［2－3］.长期的内应力变化将导致服装内部结构的积累损坏和弹性回复能的衰减，使服装起拱变形.

同时，服装内应力的合力对人体接触部位产生束缚力，导致皮肤变形.这种接触变形刺激皮肤深处的感觉点，使穿衣者感受到服装的压力.服装压力过大过小均不合乎人体的生理要求，而且服装压是评价服装舒适性的一项重要指标.因此，服装起拱性能不仅影响服装外观性能，也影响到服装的力学性能.

服装压力的大小主要取决于4个因素：①服装的结构与尺寸；②身体部位的曲率；③人体皮肤和人体皮下软组织的力学特性；④服装的延展性能和服装的重量［5］.这些因素与导致服装起拱的力学因素之间存在着内在联系.但是在服装穿着过程中，服装起拱和服装压力属于2种不同的力学行为，分别对人体产生不同的物理刺激，前者影响人的视觉舒适性，后者影响人的力学舒适性或者运动舒适性.因此，在建立服装起拱性能的客观评价方法和设计模型时应该综合考虑二者的力学特点及其相互影响，为设计既有良好的起拱性能又有良好的压力舒适性能的服装提供科学依据.为了解决这个多目标的工程设计问题，需要从分析人体的生物力学特点入手，建立服装和人体间的弹性接触力学模型，研究服装和人体互相接触受压后所产生的应力和应变分布规律，这是服装力学性能工程设计和纺织品力学性能工程设计的不同之处［2］.

2 服装起拱研究的意义

从20世纪20年代对纤维集合体结构力学的研究到后来对纺织材料领域的研究，由于技术条件的制约，发展很慢，直到21世纪初才提出通过对服装纤维面料的研究来提高服装的性能和质量［2］.综合国内外有关纺织品工程设计的研究成果来看，这一领域还处于发展阶段，而对于服装面料膝部起拱研究也很少，并且服装膝部起拱的研究对服装的使用寿命和服用性能有重要的意义.因此，通过对面料膝部压力实验，测量人体膝盖在不同状态下的受力情况，得出不同面料在膝盖部位的受力情况；再通过起拱实验，测量不同服装面料在膝盖作用力下的起拱回复情况；通过数据分析，了解不同服装面料在膝部不同运动状态下的起拱情况.对服装膝部起拱的研究可以为改进服装膝部的设计及服装设计、生产等提供帮助.服装面料起拱的力学研究对提高服装性能质量和使用寿命及其美观性有重要的意义.

3 国内外服装起拱研究现状

服装起拱对服装的美观性及穿着使用寿命的影响越来越被重视.近几十年来，国内外学者或研究机构对服装的起拱研究从未间断过，而要客观地评价服装起拱性能，需要建立一个能够模拟服装起拱特点，并且能快速精确测量起拱过程中力学参数的实验方法.最早，人们开发了织物伸长回复的测试方法，但这只能测试织物的单方向伸长，还不能够模拟织物三维的变化.因此国外的一些研究者后来又开发了几种评价织物起拱变形的方法：

1971年，塞拉尼斯实验通过安装在Instron强力拉伸实验机上的式样夹具和冲压头进行冲压起拱实验.实验确定夹具和冲压头的大小以及利用连接在冲压头上的传感器来控制冲压的速度和时间，得到织物的急弹回复率，以回复率的大小范围来评价织物的起拱性能的满意度［2－5］.

1973年，Zweigle实验在较真实的模拟条件下测量和分析织物的起拱倾向，通过3个人造手臂的起拱实验装置，将被测织物套在人造手臂上，经过一定时间的静态变形后再给予一定时间回复，然后测得织物的起拱高度，根据最后的起拱高度的大小来评价织物的起拱回复性能［2－5］.

1986年，Yokura等人发明了用莫尔条纹技术测量织物起拱体积的实验装置.将被测试样放在一定直径的半球体上，用方形框夹持并通过方框对其施加重力，经过一段时间后通过三维光学测量，将起供试样用莫尔条纹等高线图的变化测量其起拱体积的变化，通过体积变化的大小来评价面料起拱性能［2－5］.

1985年，中国原纺织工业部颁布了织物起拱实验标准.实验时将一块直径为76mm的圆形试样用环具平整地夹住，再用直径为48mm的半球体顶伸直径为56mm的试样裸露面积，使其呈球状膨胀而达到设定的起拱高度，保持3min后退下半球，让其回复2 min，并移到织物风格仪工作台上自动记录拱余高度，计算起拱残留率，通过对起拱残留率的计算来评价织物的起拱回复性能［2－5］.

近几年，计算机技术的发展以及相应方面理论研究的创新，使得对织物起拱的研究有了进一步的发展.西安工程大学的张欣和和香港理工大学的李毅等人提出了根据能量法建立织物起拱的客观评价方法［2－3］，通过研究起拱疲劳实验中记录的织物内能的衰减过程，分析了织物起拱的物理过程和力学机理，建立了一个描述织物起拱疲劳过程的能量方程，同时建立了起拱疲劳度和抗起拱性2个力学指标，分别评价织物抗起拱能力和织物起拱回复能力.

服装的起拱力与人体的运动状态、服装的宽松度及面料的性能密切相关.以上几种研究方法都测量服装面料起拱的残余高度，但都没有结合人体在不同服装面料、不同运动状态和不同服装宽松度下所受的压力情况，存在着一定的局限性.

4 服装起拱主要研究内容及观点

4.1 主要研究内容

研究服装面料对人体膝部（肘部）所产生的压力大小及不同服装面料在不同因素作用下的起拱高度，分析影响裤装面料在膝盖部位起拱的因素，具体为：

（1）研究人体膝盖、肘部的生理构成及膝盖、肘部在运动过程中骨骼和肌肉间的变化，研究膝盖、肘部的活动范围以及膝盖、肘部处皮肤在水平和垂直方向上运动时的变化；

（2）使用压力测量仪器测量不同服装面料在不同服装宽松度及膝盖、肘部不同运动状态下对膝盖、肘部所产生的压力大小，获取服装膝盖、肘部起拱力大小，为起拱模拟实验奠定基础；

（3）以测量的起拱力大小为依据，进行定压力、变速度及定速度、变压力的起拱模拟实验，分析面料的起拱高度变化及起拱回复的情况，研究服装面料起拱的影响因素.

4.2 主要观点

通过本课题研究，得出影响服装面料起拱高度的因素主要有面料纤维本身的伸缩能力和膝部（肘部）皮肤与面料之间的摩擦力.从服装设计来看，膝部裤围（或肘部袖围）的宽松度有很大的影响，膝围（肘围）大，膝部（肘部）运动对面料造成的作用小，起拱情况也会减弱，反之则加强.

起拱回复性也与面料纤维的弹性能力和面料纤维间的摩擦力有关，面料弹性纤维的弹性加大了起拱时曲面向内的内应力，加速起拱的回复；而面料纤维间的摩擦力大小也会影响其起拱回复速度，摩擦力越大，回复速度越慢，反之则越快.

5 结 语

随着生活水平的提高，服装穿着的舒适性、美观性成为人们追求的目标，也是我国服装产品在市场上立足的根基.服装起拱是影响服装舒适性和美观性的一个重要因素，其根本原因是人体在不同运动状态下相关部位对服装产生起拱力造成的.

［1］ 马大力，张毅，王瑾.服装材料检测技术与实务［M］.北京：化学工业出版社，2005.

［2］ 香港理工大学纺织及制衣学系.服装起拱与力学工程设计［M］.北京：中国纺织出版社，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，Fuzhou 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

福建省教育厅科技项目（JB08208）

梁素贞（1980－），女，福建莆田人，讲师，硕士.