服裝力學(xué)芻議

　　所謂服裝力學(xué)，是服裝與人體間的相互作用產(chǎn)生力的現(xiàn)象，主要研究服裝穿著后，服裝與人體間相互作用的力的狀況，以及這些力與服裝材質(zhì)、形態(tài)、構(gòu)造方面的相互關(guān)系和影響，從而在服裝材料的選用、服裝造型結(jié)構(gòu)、工藝加工技術(shù)等方面如何做相應(yīng)的處理，達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的服裝造型和功能。所以，對服裝的力學(xué)研究在服裝學(xué)中有著重要的地位，并在服裝設(shè)計(jì)過程中起著十分重要的作用。

一、服裝著裝力學(xué)狀況

　　 (一)著裝靜態(tài)力學(xué)狀況服裝穿在人體上后，最基本的一對力是服裝本身的重力和人體對它的支撐力，其力的大小由服裝本身的重量決定。

　　當(dāng)服裝較寬松時(shí)，其受力情況是很單一的，就上衣來說，力的作用點(diǎn)就在人體的雙肩部，即肩斜線上，力的方向?yàn)橹亓ο蛳拢瘟ο蛏稀?br />
　　當(dāng)服裝緊貼人體時(shí)，即各圍度規(guī)格較小，服裝緊裹人體，在這種狀況下，它們之間力的相互作用情況就相對較復(fù)雜。首先，在貼緊人體的部位產(chǎn)生了一對新的力，即服裝對人體的壓力(裹緊力)和人體對服裝的擴(kuò)張力，其作用點(diǎn)就分布在服裝緊貼人體部位的接觸面上，力的大小與緊貼程度成正比；同時(shí)，在服裝緊貼人體部位的接觸面上會產(chǎn)生磨擦力。這種磨擦力可分解服裝向下的重力，使人體支撐服裝的力減弱。

　　 (二)著裝動(dòng)態(tài)力學(xué)狀況人體關(guān)節(jié)決定了各部位骨骼特定的運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)量，關(guān)節(jié)活動(dòng)引起有關(guān)骨骼、肌肉、筋腱的轉(zhuǎn)位、膨縮、伸曲等變化，其結(jié)果就形成了特定的部位變形，皮膚在這些特定的部位就產(chǎn)生不均的伸縮，這種伸縮作用使服裝產(chǎn)生變形，以適應(yīng)人體相應(yīng)部位的變形。產(chǎn)生這種變形的作用效果表現(xiàn)為人體變形對服裝的伸長和曲張力，服裝對人體變形的束縛牽制力，以及在服裝與人體緊密接觸部位的磨擦力。

　　人體著裝后，人體的所有運(yùn)動(dòng)包括呼吸運(yùn)動(dòng)，都可能對服裝產(chǎn)生力的作用，力學(xué)狀況因運(yùn)動(dòng)方式和運(yùn)動(dòng)幅度不同而不同，比較復(fù)雜。如下蹲運(yùn)動(dòng)：主要運(yùn)動(dòng)部位是臀部、大腿和膝關(guān)節(jié)。下蹲時(shí)，臀部和膝關(guān)節(jié)部位扭曲變形；膝關(guān)節(jié)前側(cè)、臀部后側(cè)伸長，其相應(yīng)的褲子臀圍、直襠(股上)、中襠等部位所承受的拉伸力和曲張力十分明顯。當(dāng)褲子的臀圍規(guī)格過小或面料伸縮(彈性)性能不佳，就會對下蹲運(yùn)動(dòng)帶來限制，若強(qiáng)行下蹲，人體變形產(chǎn)生的拉伸力、曲張力大大超出面料及縫線的牢度性能，褲子的相應(yīng)部位將被撕裂。

　　又如手臂運(yùn)動(dòng)：其運(yùn)動(dòng)部位主要是肩部和手臂，運(yùn)動(dòng)方式有上舉、前后擺動(dòng)、屈肘、水平轉(zhuǎn)動(dòng)等。

　　手臂上舉運(yùn)動(dòng)時(shí)，屈伸、曲張變形最大的是肩膀部，對服裝產(chǎn)生的拉伸力基本上都集結(jié)在袖底十字縫上，即手臂上舉連帶上衣兩側(cè)脅向上牽拉，同時(shí)又引起袖子底縫向下牽拉。這些牽拉力的大小與服裝的寬松度(胸圍和袖肥)和面料的彈性成反比；另外，袖子的袖山部位造型規(guī)格尺寸對牽拉力也有明顯的影響，袖山淺(規(guī)格尺寸小)對手臂上舉的約束減弱，產(chǎn)生的牽引力較小，反之，則牽引力加大，呈正比關(guān)系。

　　手臂前后擺動(dòng)或屈肘運(yùn)動(dòng)，對袖子的作用力主要集中在后側(cè)袖肘線部位上。屈肘使手臂外側(cè)伸曲變形，引起袖子后側(cè)自上下兩端向袖肘線處牽拉，當(dāng)雙臂做對稱屈肘時(shí)，袖子向肘關(guān)節(jié)點(diǎn)的牽拉力又引起上衣后背部向中間牽拉，這些力的大小主要處決于服裝的寬松度和后背及袖山部位的結(jié)構(gòu)。

　手臂水平轉(zhuǎn)動(dòng)，一般情況下受力的作用關(guān)系較簡單，手臂上舉水平狀態(tài)時(shí)，其力學(xué)狀況與前面手臂上舉運(yùn)動(dòng)時(shí)所述相同；轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)引起肩部曲張變形，可使袖子連帶上衣后背部產(chǎn)生向后中線的牽拉力。

二、服裝材料力學(xué)分析

　　在前面討論服裝力學(xué)狀況中曾提到某些力與服裝材料有關(guān)，眾所周知，有的面料富有彈性,而有的面料伸縮性能差。這些都屬于材料的性能特征，主要由強(qiáng)度和穩(wěn)定性所決定的。從力學(xué)角度來講，就是指面料在各種外力的作用下，產(chǎn)生各種變形的性能，也稱機(jī)械性能。作用外力種類很多，有拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)、摩擦、壓縮等，在這些外力的作用下，面料相應(yīng)地產(chǎn)生各種變形，主要有拉伸變形、彈性變形和收縮變形等，其性能特征為拉伸強(qiáng)度、彈力強(qiáng)度及收縮力。

　　紡織面料的拉伸強(qiáng)度由于其纖維材料和紡織組織結(jié)構(gòu)的不同會有所差異，纖維和織物的拉伸強(qiáng)度常以其斷裂伸長率指標(biāo)來表示(見表)。伸長率大的表示其具有較大的伸長幅度，能承受人體運(yùn)動(dòng)變形產(chǎn)生的較大的伸張力；伸長率小的，由于其伸長幅度小，承受人體變形的伸張力也相對弱，則對人體的牽拉力加劇，引起這對力的矛盾激化，其結(jié)果是人體運(yùn)動(dòng)受到約束限制或服裝被撕裂。一般來說，化學(xué)(合成)纖維的伸長率大于天然(植物)纖維；化學(xué)纖維中氨綸特大，維綸長絲較差；天然纖維中毛較大，絲次之，棉較小，麻最差；針織物大于梭織物。

　　織物受拉伸力作用，產(chǎn)生相應(yīng)的伸長變形，當(dāng)除去拉伸力，織物的伸長部分即刻回復(fù)?？椢飶椥院?，變形恢復(fù)能力強(qiáng)，抗拉伸能力強(qiáng)，塑型性能好，能完全貼合人體，特別適宜制作緊身服裝。高彈性織物制作的服裝，貼合人體時(shí)能產(chǎn)生較大的磨擦力，可分解服裝自身的重力或其它拉伸力，使穿著者感覺舒適，減弱牽拉、羈絆感。

　　紡織面料在一定條件下會產(chǎn)生收縮變形，一般所指的收縮性，除干收縮外，還有在濕、熱、外力等情況作用下的縮水性和熱收縮性。面料的收縮性能常用收縮前后的長度比率即收縮率表示，它與織物結(jié)構(gòu)、纖維、紗線性能、織造工藝等有關(guān)。如針織物越緊密收縮率越小，反之則收縮率大；梭織物的經(jīng)緯向緊密度不同時(shí)，其收縮率也就有差異。通常天然纖維織物要比化學(xué)(合成)纖維織物的濕(水)收縮率大；而它們的熱收縮率則剛好相反?？椢锏倪@種收縮特性，是一種形態(tài)穩(wěn)定性能，表明當(dāng)面料受到濕、熱、外力條件作用時(shí)，就會引起收縮變形，導(dǎo)致服裝變形，這種收縮變形產(chǎn)生的力稱面料的收縮力。這種力可直接作用于服裝本身，同時(shí)也不同程度地會對著裝者產(chǎn)生一定的影響，如緊身服裝圍度方向收縮引起規(guī)格縮小，收縮產(chǎn)生的力表現(xiàn)為對人體的束縛力加劇，影響舒適感。