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服裝舒適性一直是近些年來國內(nèi)外學(xué)者研究的熱門話題之一。Slater將服裝舒適性定義為人與環(huán)境間生理、心理及物理協(xié)調(diào)的一種愉悅狀態(tài)。進(jìn)一步而言,舒適性包括以下幾方面的內(nèi)容:熱濕生理舒適性、感覺舒適性、運(yùn)動(dòng)舒適性、服裝美觀性[1]。服裝壓力是指服裝垂直作用于人體所產(chǎn)生的壓力,主要包括由服裝自身重量作用于人體產(chǎn)生的重量壓和由服裝面料的伸長變形所導(dǎo)致的壓力對(duì)人體表面產(chǎn)生壓力。服裝壓力舒適性是指在一定環(huán)境和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)人體在一定的服裝壓力下能夠滿足的狀態(tài)[2]。過大的服裝壓力易引起肌肉疲勞、影響血液循環(huán),嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)浩葍?nèi)臟器官。而良好的服裝壓力舒適性以及滿足某些運(yùn)動(dòng)所能提供的服裝壓力值,利于提高穿著舒適性。適合的服裝壓力還可以運(yùn)用于醫(yī)療保健及醫(yī)療康復(fù)中。因此研究服裝壓力舒適性可給服裝的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)??梢栽诜b生產(chǎn)之前對(duì)服裝舒適性和功能性給予全面的的預(yù)測,指導(dǎo)生產(chǎn)。
一、服裝壓力舒適性的研究現(xiàn)狀及分析
1.早期階段服裝壓力舒適性的早期研究(20世紀(jì)30~70年代)主要停留在服裝壓力的定義及其產(chǎn)生壓力的生理機(jī)制的基礎(chǔ)研究上。KirkWm等人1996年提出了一種測量人體皮膚在運(yùn)動(dòng)時(shí)的延伸率的方法,這種方法后來被用作計(jì)算壓力與皮膚延伸關(guān)系的重要參考[3]。SalimM.Ibrahim在1968年探討了具有雙向拉伸性能的織物制成的保型性內(nèi)衣的機(jī)械性能,并給出了內(nèi)衣壓、內(nèi)衣穿著在人體上的外形輪廓、人體在行走時(shí)的震顫情況的測試方法[4]。1972年Denton指出舒適服裝壓力的范圍為1.96~3.92kPa,當(dāng)服裝壓力超出此范圍時(shí)會(huì)令人感到不舒服,其程度因人和身體部位而異。不舒適服裝壓力的臨界值介于5.88~9.81kPa之間,與人體皮膚表面毛細(xì)血管的血壓平均值7.85kPa接近,當(dāng)服裝壓力超過此值時(shí),血液流動(dòng)非常困難,從而導(dǎo)致血液流動(dòng)受阻甚至停止流動(dòng)[5]。
2.中期階段服裝壓力舒適性的中期研究(20世紀(jì)80~90年代)主要集中在客觀穿著壓力測量和主觀壓迫感接受,以及二者間的關(guān)系上,主要是對(duì)各功能產(chǎn)品具體舒適閾值和影響因素進(jìn)行分析。Denton,HarumiMorka等人從人體自身角度分析了影響服裝壓的人體方面的因素主要包括:人體表面曲率,皮膚變形量,皮下脂肪,人體的彈性模量,運(yùn)動(dòng)幅度等。得出服裝壓力隨身體曲率的增大而增大;壓力與人體脂肪含量有一定的相關(guān)性。NorikoIto,HarumiMorooka,AyakoInamura等人從面料性能的角度具體分析了影響服裝壓力舒適性的織物物理性能,主要有:面料摩擦因數(shù)、柔軟度、光滑度、接觸感、面料雙軸向拉伸、彈性模量、橫向拉伸性能、剪切性能和彎曲性能等。由芳、張欣從服裝結(jié)構(gòu)的角度進(jìn)行了緊身服的寬裕量、彈性模量與服裝壓感關(guān)系的相關(guān)研究,以服裝的寬量作為服裝合體程度的指標(biāo),以服裝面料彈性模量作為彈性性能的指標(biāo),二者可以較好地預(yù)測服裝的穿著壓感。
3.現(xiàn)階段從2000年至今,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及相關(guān)學(xué)科的發(fā)展,現(xiàn)行的有限元軟件不僅可以和所有的三維軟件進(jìn)行轉(zhuǎn)換,而且在模型建立的參數(shù)選擇上更加接近實(shí)體。例如皮膚、軟組織以及骨骼彈性模量的設(shè)置,極大地增加了模型的真實(shí)性。一些學(xué)者圍繞人體和服裝之間的動(dòng)態(tài)接觸力學(xué)機(jī)制對(duì)服裝壓力舒適性進(jìn)行了探索和研究,運(yùn)用彈性力學(xué)、有限元等方法,建立了相應(yīng)的預(yù)測模型或三維壓力模型。2003年,李毅等人進(jìn)一步建立了女體的三維物理學(xué)模型以研究女性胸部與胸罩之間的動(dòng)態(tài)力學(xué)接觸,該模型包括彈性胸部和剛性軀體,胸罩被認(rèn)為是材料線性和幾何非線性,人體和胸罩之間的按觸被認(rèn)為是動(dòng)態(tài)滑移界面,采用有限元分析法獲得了動(dòng)態(tài)接觸的模擬結(jié)果,并通過實(shí)例實(shí)現(xiàn)了該模型的模擬效果。該模擬結(jié)果與同類文獻(xiàn)報(bào)道所測得的服裝壓力值相比,具有很好的預(yù)測性。2014年,鞠帆等通過有限元方法進(jìn)行三維實(shí)體建模,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行塑身褲的壓力預(yù)測,并指導(dǎo)塑身褲的設(shè)計(jì)。同時(shí),也將三維實(shí)體模型預(yù)測值和實(shí)際測試值進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果表明預(yù)測值和實(shí)際值誤差在可接受范圍內(nèi),證實(shí)了有限元在壓力研究中的可行性。2016年,Yu等將手部視為彈性體,運(yùn)用有限元方法模擬研究了醫(yī)療手套的壓力分布特點(diǎn)。其特點(diǎn)在于不僅僅運(yùn)用有限元方法模擬手部壓力分布及大小,同時(shí)將手部的幾何形狀以及手套和人體組織的性能也納入數(shù)值應(yīng)力分析之中。
二、發(fā)展展望服裝壓力舒適性的研究
從單因素的研究逐步到多因素分析,并借助計(jì)算機(jī)技術(shù)使得其研究在準(zhǔn)確度上有了很大的提高。但是,目前的服裝舒適性的研究多停留在靜態(tài)研究上,而人體大部分著裝是處于動(dòng)態(tài)條件下的,動(dòng)態(tài)研究又受制于測量裝置。其次,在關(guān)于服裝壓力影響因素中未考慮服裝所處的環(huán)境及洗滌等外界因素的影響。再者,多是研究單件服裝的壓力值,未出現(xiàn)對(duì)于服裝著裝系統(tǒng)的研究。應(yīng)研發(fā)服裝壓力的動(dòng)態(tài)測量設(shè)備,提高精確程度,使研究更接近于實(shí)際的著裝條件下的壓力值。服裝壓力的分布及預(yù)測的可視化也是一個(gè)重要的發(fā)展趨勢。服裝作為傳統(tǒng)工業(yè),國內(nèi)大部分服裝企業(yè)還主要依賴于人工生產(chǎn),相比其他工業(yè),其自動(dòng)化程度水平較低。“工業(yè)4.0”和“互聯(lián)網(wǎng)+”的提出,極大地沖擊著傳統(tǒng)的服裝工業(yè),其競爭也會(huì)愈演愈烈。若能將其與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合,使服裝壓力可預(yù)測和可視化,必將極大程度地提高服裝企業(yè)的競爭力。
作者:常淑真;王宇宏 單位:遼東學(xué)院服裝與紡織學(xué)院