针织面料松量预测的实验研究

程 哲库茨米切夫维克多吴 昊李 月

(1.武汉纺织大学服装学院，湖北武汉430073；2.伊万诺沃州理工大学纺织学院，俄罗斯)

针织面料松量预测的实验研究

程 哲1库茨米切夫维克多2吴 昊1李 月1

(1.武汉纺织大学服装学院，湖北武汉430073；2.伊万诺沃州理工大学纺织学院，俄罗斯)

通过先前的实验基础数据，建立了“人体-面料”系统，运用FlexiForce传感器在男人体上进行测试，以及KES-FB1系统测试。分析最大压力、面料张力指标和面料的拉伸度的所有结果。最终，通过这些指数关系建立数学方程模型，为男式内衣设计的面料选择及松量大小提供了选择依据与手段。

针织面料；男式内衣；KES-FB1；张力；松量

研究的目的是要解决主观（消费者的感觉和选择）和客观（压力和面料参数）之间的关系。先前的实验已经取得了由面料压缩变形的最大值松量和内衣对男人体的最大压力值[1-2]。目前，男式内衣舒适性这一领域的研究在国内外都有局限[3-6]，通常只关注不同款式的纸样设计，毋庸置疑，少的理论分析将不利于改善男性内衣的创新结构，就会给男性内衣行业的发展带来的障碍。

按个体差异和身体部位不同，使人体感觉不舒服的服装压力介于5.88～9.8kPa，这与皮肤表面的毛细血管的血压相近；而舒适的服装压力范围为1.196～3.192kPa[7]。而本实验早期得出压力区间为0～2.11kPa。

1 实验方案

1.1 实验对象

测量15位23～26岁之间的标准男体，平均身高为170.2cm、胸围 88.7cm、腰围 75.2cm、低腰围78.4cm、臀围91.9cm。对以下人体部位测量：大臂、小臂、自然腰围（最细处）、腰带围（脐下4cm）、大腿（裆水平线）和小腿，均为圆或椭圆的表面。这些选定的部分属于不同内衣的覆盖领域（紧身裤、紧身体恤、内裤等）。实验面料成份如表1所示。

表1 实验面料成分

样品面料由KES-FB1织物风格评价系统（拉伸与剪切）纵向和横向测试。选择FB1测试是由于面料实验变形的过程与内衣穿着测试变形具有相似性。内衣穿着时受到的张力是由于两个方向的动态影响，而剪切应变产生于以下两个因素：1）人体不同部位之间的衔接影响（臀部-大腿，小腹-大腿等）；2）不同围度差（腰部和臀部）的影响。图1中展示了面料拉伸与剪切的测试。

图1 -a 针织面料的自动测量变形图：张力实验

图1 -b 针织面料的自动测量变形图：剪切应变实验

图1-a中可以看到纵轴张力的增加和横轴面料的拉伸度；剪切应变实验：经纱（右上）和纬纱（左下，图1-b）。图1-a的曲线“拉伸度-张力”，有两个线性部分，起始拉伸和收缩回复；图1-b“拉伸度-剪切”整体则接近直线性。

1.2 实验结果分析

所有面料样本的KES-FB1张力测试，经SPSS分析其曲线规律，合并重绘制后的6个面料样本曲线如图2所示。拉伸度的范围参照对人体压力实验时的面料松量值。实验得出平均最大松量（Emax）为15.8%～18.3%[8]，所以在面料中的拉伸度应根据此值来衡量，参照5%～20%，5%以下面料张力与压力值较小，面料超过20%为最大拉伸度。

可以看到图4中的张力曲线，在11%之前，各曲线变化不大而且相接近，但在17%之后曲线相互分离，有明显的变化。在11%之后：M2的变化非常明显；M4也与M1、M5、M6分离；M1、M5、M6的变化始终相似；M3则始终接近稳定的直线。在15%的拉伸度时：面料M2所需65cN/cm和面料的M6所需31.3cN/cm。且面料对软组织的压力和面料拉伸度成正比。

图2 “张力-拉伸度”测试

表2 “张力-拉伸度”之间的相关系数

通过张力值的研究可以得到张力 F(11)到F(20)有较大的差值，而且张力值增长很快。此外，在F(14)时与张力具有很高的相关系数，F(11)、F(17)其次（表2）。

2 预测方程

2.1 预测方程的建立

预测面料压力以面料的拉伸和剪切性能：“原始数据（表3）”和“选取数值”为指标。这些指标与“人体-面料”系统指数之间的相关系数如表3所示。

表3 织物风格评价指数

表4 面料属性和“人体-面料”系统之间的相关性

表4表明，指数（max和压缩能力指数p）、张力与面料参数之间，只有一组数值的相关性最高，max为拉伸度在15.8%～18.3%下的张力（46.45～81.05cN/cm）。由KES-FB1测得的原始数据，相关系数较低，不显著。

因此选择相关度较高的11、14，及最大拉伸度（实验面料在人体的平均最大拉伸度为17.4%）17%下，面料压力预测方程的线性模型：

是面料张力 下的压力值（单位：kPa）； 、 、 分别是在拉伸度11%、14% 17%时，拉伸面料所需的张力cN/cm。

方程预测的最大压力和压缩能力指数，对人体所有部位有着相对的适用性，可得到方程：Fmax为面料在仪器KES-FB1上的测试中延伸至17%；weft为面料纬向。由方程C p=Emax/Pmax及（5）可获得检查设计松量（ ）值的公式：

2.2 预测方程的检验

预测压力的方程，是为了省去“人体试穿评价”这一过程，是一个新的面料评估模式和标准，预测人体是否舒适或控制在不舒适范围下。此方程可以用于设计紧身（压力较大的）男式内衣。

如，仪器KES-FB1下测量面料拉伸到17%时的张力Fmax为67cN/cm，可计算出压力数值Pmax为1.968kPa，然后计算内衣设计的最大松量值（ ）应≤17.02%；另一面料张力Fmax为93cN/cm，Pmax为2.072kPa，最大松量值设计（ ）应≤15.23%。

3 结论与展望

面料主要的选择标准是以实现舒适压力，并被实验者接受由面料压力和面料张力产生的对人体的效果。在传统意义上，男式内衣设计仅考虑面料的单轴拉伸能力和各项力学性能指标。因此，面料的选择方程的研究，为男式内衣的设计提供了重要的手段与参考。

使用仪器KES-FB1获得面料力学数据，得出某面料在固定拉伸下可产生最大压力值及最大（不舒适）可设计松量，从而确定设计松量的范围，符合内衣舒适度研究的发展。在下一步的研究将包括更多数量男人体样本，更多的针织面料，以提高预测方程的准确度。

[1]CHENG Zhe，KUZMICHEV V.Art and constructive design database of men's underwear(Part.1)[J].Sewing Industry，2013（6）：26-29.

[2]程哲，李月.男式内衣压力测试分析[J].浙江纺织服装职业技术学院学报，2014（1）：42-45.

[3]孟祥令，张渭源.服装压力舒适性的研究进展[J].纺织学报，2006（27）：109-112.

[4]覃蕊，陈东生.服装压力分布及预测的研究与进展[J].纺织学报，2010（31）：139-144.

[5]尹玲,张文斌.服装压力舒适性的研究综述与剖析[J].纺织学报，2008（29）：137-142.

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[8]KUZMICHEV.V，CHENG Zhe，Dominique C..Analysis of pressure distribution in system“Men-Underwear”[C].Recep EREN.Book of 14th AUTEX World Textile Conference，May，26-28，Bursa（Turkey），2014：45.

Experimental Study on Ease Prediction of Knitted Fabrics

CHENG Zhe KUZMICHEV V. WU Hao LI Yue
(1.School of Fashion,Wuhan Textile University,Wuhan Hubei,430073,China; 2.School of Textiles,Ivanovsky State Polytechnic University,Russia)

Based on previous research data,a body-material system has been established.The Flexi Force sensor has been used to test the male body and KES-FB1 system.This paper analyzes the results of maximum pressure,tension and elongation of fabrics.Finally,the mathematical equation model has been built based on theindexrelationship,whichprovides thefoundationandmeansforthefabricsselectionofmen'sunderwear and the ease.

knitted materials;men's underwear;KES-FB1;tension;ease

TS941.6

B

1674-2346(2015)01-0027-04

(责任编辑 竺小恩)

2014－09－10

程哲，男，硕士研究生。研究方向：服装结构与舒适度