您现在的位置： 
服装力学刍议
人气：
【字体：大 中 小】
发布时间：2007-03-15 21:39:57
所谓服装力学，是服装与人体间的相互作用产生力的现象，主要研究服装穿着后，服装与人体间相互作用的力的状况，以及这些力与服装材质、形态、构造方面的相互关系和影响，从而在服装材料的选用、服装造型结构、工艺加工技术等方面如何做相应的处理，达到设计所要求的服装造型和功能。所以，对服装的力学研究在服装学中有着重要的地位，并在服装设计过程中起着十分重要的作用。
一、服装着装力学状况
休 闲居 编 辑
(一)着装静态力学状况服装穿在人体上后，最基本的一对力是服装本身的重力和人体对它的支撑力，其力的大小由服装本身的重量决定。
当服装较宽松时，其受力情况是很单一的，就上衣来说，力的作用点就在人体的双肩部，即肩斜线上，力的方向为重力向下，支撑力向上。
当服装紧贴人体时，即各围度规格较小，服装紧裹人体，在这种状况下，它们之间力的相互作用情况就相对较复杂。首先，在贴紧人体的部位产生了一对新的力，即服装对人体的压力(裹紧力)和人体对服装的扩张力，其作用点就分布在服装紧贴人体部位的接触面上，力的大小与紧贴程度成正比；同时，在服装紧贴人体部位的接触面上会产生磨擦力。这种磨擦力可分解服装向下的重力，使人体支撑服装的力减弱。
(二)着装动态力学状况人体关节决定了各部位骨骼特定的运动方向和运动量，关节活动引起有关骨骼、肌肉、筋腱的转位、膨缩、伸曲等变化，其结果就形成了特定的部位变形，皮肤在这些特定的部位就产生不均的伸缩，这种伸缩作用使服装产生变形，以适应人体相应部位的变形。产生这种变形的作用效果表现为人体变形对服装的伸长和曲张力，服装对人体变形的束缚牵制力，以及在服装与人体紧密接触部位的磨擦力。
人体着装后，人体的所有运动包括呼吸运动，都可能对服装产生力的作用，力学状况因运动方式和运动幅度不同而不同，比较复杂。如下蹲运动：主要运动部位是臀部、大腿和膝关节。下蹲时，臀部和膝关节部位扭曲变形；膝关节前侧、臀部后侧伸长，其相应的裤子臀围、直裆(股上)、中裆等部位所承受的拉伸力和曲张力十分明显。当裤子的臀围规格过小或面料伸缩(弹性)性能不佳，就会对下蹲运动带来限制，若强行下蹲，人体变形产生的拉伸力、曲张力大大超出面料及缝线的牢度性能，裤子的相应部位将被撕裂。
又如手臂运动：其运动部位主要是肩部和手臂，运动方式有上举、前后摆动、屈肘、水平转动等。
手臂上举运动时，屈伸、曲张变形最大的是肩膀部，对服装产生的拉伸力基本上都集结在袖底十字缝上，即手臂上举连带上衣两侧胁向上牵拉，同时又引起袖子底缝向下牵拉。这些牵拉力的大小与服装的宽松度(胸围和袖肥)和面料的弹性成反比；另外，袖子的袖山部位造型规格尺寸对牵拉力也有明显的影响，袖山浅(规格尺寸小)对手臂上举的约束减弱，产生的牵引力较小，反之，则牵引力加大，呈正比关系。
手臂前后摆动或屈肘运动，对袖子的作用力主要集中在后侧袖肘线部位上。屈肘使手臂外侧伸曲变形，引起袖子后侧自上下两端向袖肘线处牵拉，当双臂做对称屈肘时，袖子向肘关节点的牵拉力又引起上衣后背部向中间牵拉，这些力的大小主要处决于服装的宽松度和后背及袖山部位的结构。
手臂水平转动，一般情况下受力的作用关系较简单，手臂上举水平状态时，其力学状况与前面手臂上举运动时所述相同；转动时引起肩部曲张变形，可使袖子连带上衣后背部产生向后中线的牵拉力。
二、服装材料力学分析
在前面讨论服装力学状况中曾提到某些力与服装材料有关，众所周知，有的面料富有弹性,而有的面料伸缩性能差。这些都属于材料的性能特征，主要由强度和稳定性所决定的。从力学角度来讲，就是指面料在各种外力的作用下，产生各种变形的性能，也称机械性能。作用外力种类很多，有拉伸、弯曲、扭转、摩擦、压缩等，在这些外力的作用下，面料相应地产生各种变形，主要有拉伸变形、弹性变形和收缩变形等，其性能特征为拉伸强度、弹力强度及收缩力。
纺织面料的拉伸强度由于其纤维材料和纺织组织结构的不同会有所差异，纤维和织物的拉伸强度常以其断裂伸长率指标来表示(见表)。伸长率大的表示其具有较大的伸长幅度，能承受人体运动变形产生的较大的伸张力；伸长率小的，由于其伸长幅度小，承受人体变形的伸张力也相对弱，则对人体的牵拉力加剧，引起这对力的矛盾激化，其结果是人体运动受到约束限制或服装被撕裂。一般来说，化学(合成)纤维的伸长率大于天然(植物)纤维；化学纤维中氨纶特大，维纶长丝较差；天然纤维中毛较大，丝次之，棉较小，麻最差；针织物大于梭织物。
织物受拉伸力作用，产生相应的伸长变形，当除去拉伸力，织物的伸长部分即刻回复。织物弹性好，变形恢复能力强，抗拉伸能力强，塑型性能好，能完全贴合人体，特别适宜制作紧身服装。高弹性织物制作的服装，贴合人体时能产生较大的磨擦力，可分解服装自身的重力或其它拉伸力，使穿着者感觉舒适，减弱牵拉、羁绊感。
纺织面料在一定条件下会产生收缩变形，一般所指的收缩性，除干收缩外，还有在湿、热、外力等情况作用下的缩水性和热收缩性。面料的收缩性能常用收缩前后的长度比率即收缩率表示，它与织物结构、纤维、纱线性能、织造工艺等有关。如针织物越紧密收缩率越小，反之则收缩率大；梭织物的经纬向紧密度不同时，其收缩率也就有差异。通常天然纤维织物要比化学(合成)纤维织物的湿(水)收缩率大；而它们的热收缩率则刚好相反。织物的这种收缩特性，是一种形态稳定性能，表明当面料受到湿、热、外力条件作用时，就会引起收缩变形，导致服装变形，这种收缩变形产生的力称面料的收缩力。这种力可直接作用于服装本身，同时也不同程度地会对着装者产生一定的影响，如紧身服装围度方向收缩引起规格缩小，收缩产生的力表现为对人体的束缚力加剧，影响舒适感。