（服装设计与工程专业论文）基于三群判别法的精纺毛料成形性与纱线结构参数关系研究.pdf

浙江理t 大学硕士学位论文 基于三群判别法的精纺毛料成形性与纱线结构参数关系研究 摘要 当今时代，人们的着装品位随着物质水平和精神文明的快速发展不断提升，消费者希 望服装造型美观并富有个性，这就要求面料设计师能够提供具有良好成形性能的优质面料 以满足服装造型的需要。以往，我国的面料设计方法更多地是建立在仿造和经验设计基础 上，而仿造的方法显然缺乏创新性，经验设计往往难以准确地把握面料性能指标的要求， 也不利于面料设计理论的完善和发展。因此，科学地研究面料构成要素对成形性影响的规 律，分析面料构成要素的变动对成形性的影响，有助于完善服装面料成形性经验设计，具 有重要的理论研究价值和实际意义。 作为面料直接材料的纱线，其基本组成要素如纱线细度和捻系数等结构参数的变动在 很大程度上影响着面料成形性性能的变化。因此，对面料成形性与纱线结构参数之间关系 的研究显得尤为重要，它是完善科学研究面料成形性设计规律中的一个重要组成部分。 课题以三群判别法作为面料成形性的基本分析方法，通过求取三群判别法中8 个基本 力学指标值与纱线结构参数之间的变化关系，探讨由纱线结构参数变化引起的成形性变化 矢量模( 成形性变化程度) 、成形性变化矢量方向( 成形性变化趋势) 问题，即面料成形 性与纱线结构参数之间关系的问题。 课题首先自制了5 6 个具有可比性的精纺毛料样本，并利用k e s 测试仪对三群判别法 中8 个基本力学指标进行测试。 然后，采用曲线拟合等方法，分别确定在纱线结构参数变化条件下，各基本力学指标 变化值的规律以及各变化值之间的叠加关系，求解成形性变化矢量模与纱线结构参数之间 的关系式；同时，采用聚类分析的方法对成形性变化矢量模与纱线结构参数之间的关系式 进行进一步说明。 再者，基于矢量加权思想，建立成形性变化指标体系；采用变权理论以及综合分析法 确立不同纱线结构参数变化条件下，成形性变化指标体系中指标的权重；根据权重确立成 形性大致变化方向；在此基础上，结合成形性变化矢量模与纱线结构参数之间的关系式， 求解成形性变化矢量方向与纱线结构参数之间的关系式。 最后，通过收集市场上有代表性的精纺毛料，在对其性能指标进行测试和分析的基础 上，从实际应用角度，验证样本在三群判别图中的位置与专家对样本成形性主观判定之间 的吻合性、不同样本成形性差异与纱线结构参数之关系与成形性变化矢量与纱线结构参数 浙江理工人学硕士学位论文 关系式的吻合性以及三群判别法测试值和成形性变化矢量与纱线结构参数关系式计算值 之间的相关性。 通过研究，得出成形性变化矢量模以及成形性变化矢量方向，也就是成形性变化程度 以及成形性变化趋势与纱线结构参数之关系式，并有以下结论：就纱线细度而言，当各类 纱线支数( 低支纱、中支纱、高支纱) 变化量相同时，由成形性变化矢量模与纱线细度关 系式所得面料成形性变化矢量模相同，但其意义并不相同，支数越高的区域，面料成形性 矢量模所表示的成形性变化越不显著；当纱线细度由粗变细且变化量在5 一- - 4 0 n 范围内时， 精纺毛料成形性总体上呈现向t y p e d 区域( 悬垂类) 变化的趋势，其中，纱线细度由粗 变细且变化量在5 - 2 0 n 范围内时，变化趋势并不明显，当纱线细度由粗变细且变化量在 2 0 - 4 0 n 范围内时，变化趋势比较显著。就纱线捻系数而言，在课题所采取的捻系数范围 内，一旦捻系数变化量固定不变，其对应样本之间的成形性差异不变。即由成形性变化矢 量模与纱线捻系数关系式所得的任意一个成形性变化矢量模表示的成形性变化程度具有 确定性意义；捻系数变化产生的面料成形性变化趋势主要由各力学指标变化矢量以 0 1 5 7 1 9 6 ，0 0 4 8 7 6 3 ，0 0 9 2 1 0 3 ，0 1 5 7 1 9 6 ，0 2 0 6 8 8 2 ，0 1 2 1 2 1 5 ，0 0 8 4 4 5 9 ，0 1 3 2 1 8 6 权重分配综合确定。此外，通过验证表明，成形性变化矢量模、成形性变化矢量方向与纱 线结构参数关系式，在一定范围内能较好地反映了面料成形性与纱线结构参数之间的变化 关系，可作为面料成形性没计的理论参考依据。 关键词：面料；成形性；纱线结构参数；三群判别法；矢量 i i 浙江理工火学硕士学位论文 r e s e a r c ho nt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nw o r s t e d f a b r i c s f o r m a b i l i t ya n d s t r u c t u r a lp a r a m e t e r so f y a r nb a s e do nd i s c r i m i n a n te q u a t i o n a b s t r a c t i nc u r r e n te r a , w i t ht h ed e v e l o p m e n to fs u b s t a n c ea n ds p i r i t u o u sc i v i l i z a t i o n ，c u s t o m e r s w a n tt os i l h o u e t t eo fe a c hg a r m e n tb e c o m em o r ea n dm o r eb e a u t y s oi t i sv e r yi m p o r t a n tf o r d e s i g n e r st od e s i g nat e x t i l em a t e r i a lw i t hw e l lf o r m a b i l i t ys u i t a b l ef o rs i l h o u e t t ed e s i g no fe a c h g a r m e n t a sar u l e ，t h ed e s i g no ff o r m a b i l i t yb a s e do ne x p e r i e n c e ，i ti sd i f f i c u l tf o rf o r m a b i l i t yt o b ei m p l e m e n t e d ，s oi th a sm u c hm e a n i n gt or e s e a r c ho r d e r l i n e s so fd e s i g nf o rf o r m a b i l i t y s c i e n t i f i c a l l y f a b r i ci sc o m p o s e do fy a m ，t h ef a c t o r e s ，f o ri n s t a n c e ，y a mc o u n ta n dt w i s ti n f l u e n c e s f o r m a b i l i t yo ff a b r i c si nah i g h l ye x t e n t s oi ti sv e r yi m p o r t a n tt or e s e a r c ht h er e l a t i o n s h i p b e t w e e nf o r m a b i l i t yo ff a b r i c sa n ds t r u c t u r a lp a r a m e t e r so f y a r n t h es t u d yb a s e do nad i s c r i m i n a n te q u a t i o n i tc a ne v a l u a t ef o r m a b i l i t yo ff a b r i c sb yt e s t e i g h tm e c h a n i c a lp r o p e r t i e s b a s e do nt h ed i s c r i m i n a n te q u a t i o n ，t h ec h a n g eo ff o r m a b i l i t y b e t w e e nt w od i f f e r e n tf a b r i c si sav e c t o r , w h i c hc o m p r i s e sm o d u l ea n dd i r e c t i o n t h i ss t u d y r e s e a r c h e st h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nv e c t o ra n ds t r u c t u r a lp a r a m e t e r so f y a r nm a i n l y f i r s t l y , t h es t u d yp r o d u c e d5 6w o r s t e df a b r i c s ，a n dt e s t e de i g h tm e c h a n i c a lp r o p e r t i e so f t h e s ew o r s t e df a b r i c s s e c o n d l y , i to b t a i n e do r d e r l i n e s so fe v e r ym e c h a n i c a lp r o p e r t i e sa n dt h e i rr e l a t i o n s h i pb y c u r v ee s t i m a t i o nm e t h o de t c b a s e do nt h eh e r e i n b e f o r er e s e a r c h ，t h es t u d yo b t a i n e da ne q u a t i o n w h i c hd e s c r i b e st h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nf o r m a b i l i t yv e c t o rm o d u l ea n ds t r u c t u r a lp a r a m e t e r so f y a r n t h e nm a d et h ee q u a t i o ne n d o w sw i t he s s e n t i a lc o n t e n tb yh i e r a r c h i c a lc l u s t e ra n a l y s i s t h i r d l y ，t h ep a p e rd i s c u s s e dt h ea n a l y t i c a lm e t h o do ff o r m a b i l i t yv e c t o rd i r e c t i o n ，a n d i n t r o d u c e dat h e o r y b a s e do nt h et h e o r y , t h es t u d ye s t a b l i s h e das y s t e mw h i c hd e s c r i b e st h e c h a n g eo ff o r m a b i l i t y , t h e ne s t a b l i s h e st h ef a c t o rw e i g h tb yv a r i a b l ew e i g h t sc o n c e p t i o ne t c h e r e t o ，t h es t u d yc a ne s t a b l i s ht h er o u g hd i r e c t i o nb yf a c t o rw e i g h t ，a n dc o m b i n e di tw i t ht h e e q u a t i o nw h i c hd e s c r i b e st h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nf o r m a b i l i t yv e c t o rm o d u l ea n ds t r u e t u r a l i i i 浙江理工大学硕士学位论文 p a r a m e t e r so fy a mt o o b t a i na n o t h e re q u a t i o nw h i c hd e s c r i b e st h er e l a t i o n s h i pb e t w e e n f o r m a b i l i t yv e c t o rd i r e c t i o na n ds t r u c t u r a lp a r a m e t e r so fy a m l a s t l y , t h es t u d yc o n f i r m st h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nf o r m a b i l i t yv e c t o ra n ds t r u c t u r a l p a r a m e t e r so f y a mb ym a r k e t a b l ef a b r i c sw i t hs u b j e c te v a l u a t i o na n do b j e c te v a l u a t i o n b yr e s e a r c h ，t h es t u d yo b t a i n e de q u a t i o n sw h i c hd e s c r i b et h er e l a t i o n s h i pb e t w e e n f o r r n a b i l i t yv e c t o ra n ds t r u c t u r a lp a r a m e t e r so fy a r n ，a n dg e tc o n c l u s i o n s ：t h es a n 圮e v a l u a t i o n s o b t a i n e db ye q u a t i o nw h i c hd e s c r i b et h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nf o r m a b i l i t yv e c t o rm o d u l ea n d y a r nc o u n th a v ed i f f i d e n tm e a n i n g si nd i f f i d e n ty a mc o u n te x t e n t s ；t h ed i f f e r e n c eb e t w e e n d i f f i c u l tf o r m a b i l i t yo ff a b r i c si ss t e a d yi nt h ec o n d i t i o no ft h es a m ev a r i e t yo f t w i s t ，n a m e l ya n y e v a l u a t i o no b t a i n e db ye q u a t i o nw h i c hd e s c r i b et h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nf o r m a b i l i t yv e c t o r m o d u l ea n dt w i s th a sc o m f i r m e dm e a n i n g ；t h ee q u a t i o nw h i c hd e s c r i b e dr e l a t i o n s h i pb e t w e e n f o r m a b i l i t yv e c t o rd i r e c t i o na n dy a r nc o u n tc a nb ee x p r e s s e db yaf u n c t i o no fa t a na b o u t f o r m a b i l i t yv e c t o rm o d u l e ；t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nf o r m a b i l i t yv e c t o rd i r e c t i o na n dt w i s tc a n b ec o m f i r m e db yf a c t o r sw e i g h t s t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nf o r m a b i l i t yv e c t o ra n ds t r u c t u r a l p a r a m e t e r so fy a r nc a nb ee x p r e s s e db ye q u a t i o n sw h i c hd e s c r i b et h er e l a t i o n s h i pb e t w e e n f o r m a b i l i t yv e c t o ra n ds t r u c t u r a lp a r a m e t e r so fy a r n e v a l u a t i o n so b t a i n e db ye q u a t i o nw h i c h d e s c r i b e st h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nf o r m a b i l i t yv e c t o rm o d u l ea n dy a r nc o u n tm a yb el e s st h a n a c t u a le v a l u a t i o n s ；e v a l u a t i o n so b t a i n e db ye q u a t i o nw h i c hd e s c r i b e st h er e l a t i o n s h i pb e t w e e n f o r m a b i l i t yv e c t o rm o d u l ea n dw i s tm a y b em o r et h a na c t u a le v a l u a t i o n sa tz 1d i r e c t i o na n dl e s s t h a na c t u a le v a l u a t i o n sa tz 2d i r e c t i o n k e yw o r d s ：f a b r i c ；f o r m a b i l i t y ；s t r u c t u r a lp a r a m e t e r so fy a r n ；d i s c r i m i n a n te q u a t i o n ；v e c t o r i v 浙江理工大学硕十学位论文 第一章绪论 目录 1 l 。l 选题背景1 1 2 国内外研究现状1 1 3 课题研究内容及思路4 1 3 1 研究内容4 1 3 2 研究思路。4 1 3 3 课题创新点一5 第二章面料成形性判别方法及其基本力学指标分析 6 2 1 面料成形性三群判别法6 2 1 1 三群判别法引入6 2 1 2 三群判别法基本力学指标8 2 2 面料成形性基本力学指标分析一9 2 2 1 面料成形性基本力学指标作用机理分析9 2 2 2 面料成形性基本力学指标与纱线结构参数关系分析。1 7 第三章精纺毛料样本制备及其力学性能测试 2 3 3 1 精纺毛料样本制备2 3 3 1 1 精纺毛料样本规格设计2 3 3 1 2 精纺毛料样本织造及整理2 5 3 2 精纺毛料样本基本力学性能测试2 8 3 2 1 测试条件及仪器2 8 3 2 2 测试原理及方法2 8 3 2 3 测试结果3 1 第四章基于三群判别法的成形性变化矢量模与纱线结构参数关系的研究。3 2 4 1 成形性变化矢量模与纱线结构参数关系式的研究3 2 4 1 1 成形性变化欠量模与纱线细度关系式的确立3 3 4 1 2 成形性变化矢量模与纱线捻系数关系式的确立3 8 4 2 成形性变化矢量模与纱线结构参数关系式性质的研究4 0 4 2 1 成形性变化矢量模与纱线细度关系式性质的分析。4 0 4 2 2 成形性变化欠霄= 模与纱线捻系数关系式性质的分析4 3 4 3 本章小结4 3 第五章基于三群判别法的成形性变化矢量方向与纱线结构参数关系的研究。4 5 5 1 成形性变化矢量方向研究方法探讨4 5 5 2 成形性变化矢量方向与纱线细度关系的研究4 8 5 2 1 成形性变化指标体系建立4 8 5 2 2 纱线细度变化条件_ 卜指标权重的确立5 0 5 2 3 成形性变化矢量方向与纱线细度关系式的确立5 0 5 3 成形性变化矢量方向与纱线捻系数关系的研究5 5 5 3 1 纱线捻系数变化条件下指标权重的确立5 5 5 3 2 成形性变化矢量方向与纱线捻系数关系的确立6 0 5 4 本章小结6 0 第六章成形性变化矢量与纱线结构参数关系式的验证6 1 6 1 验证样本的收集6 1 v 浙江理工大学硕士学位论文 6 2 验证样本的力学性能测试及判别值计算6 3 6 3 成形性变化矢量与纱线结构参数关系式的验证6 4 6 3 1 样本成形性的主观评定与三群判别法评定的一致性验证6 4 6 3 2 成形性差异与纱线结构参数之关系与成形性变化矢量与纱线结构参数关系式吻合性验证6 7 6 3 3 三群判别法测试值与成形性变化矢量与纱线结构参数关系式计算值的相关性验证6 8 6 4 本章小结7 2 结论与展望 结论7 3 月民重星7 4 参考文献 致谢。 附录1 毛纱清单 7 9 附录2 自制样本力学性能测试结果8 0 附录3 成形性变化矢量方向证明 附录4 验证样本力学性能测试结果 附录5 验证样本成形性评定调查问卷 攻读硕士学位期间发表的论文。 v i 8 3 浙江理t 大学硕士学位论文 1 1 选题背景 第一章绪论 视觉风格和穿着舒适性是影响服装造型和品质的重要因素，而面料的成形性既是构成服 装视觉风格和穿着舒适性的重要因素，也是面料造型和性能研究的主要内容。发达国家早在 2 0 世纪6 0 年代就开始研究和探索面料服用性能的科学设计方法，并已初步形成一个比较科 学的方法体系【l 】。相对而言，由于我国在纺织面料设计理论与试验等这些方面的研究起步较 晚，面料设计师和生产一线技术人员长期使用仿造和经验法设计服装面料。这在一定程度上 影响了面料性能指标的具体实现和设计理论的发展。改革开放激活了我国的经济发展，人们 生活水平已向全面小康社会迈进，着装品味的提高使得人们对于服装造型和面料的性能要求 愈来愈高，加入w t o 更给我国面料设计师的设计水平提出了新的挑战。因此，科学地研究 面料设计规律，完善服装面料经验设计，为服装造型设计提供良好的素材，这是纺织品设计工 作者的职责，也是纺织品研究领域的一个重要课题。 然而，在面料性能设计方法的研究和探索途中存在着较大的复杂性和困难度，需要逐步 完善。这是因为影响面料服用性能的因素众多，而各因素对面料服用性能的影响规律尚处于 探讨之中。因此，科学地研究面料各构成要素对成形性影响的规律，可为服装面料成形性设 计的理论研究打下基础。 本文以面料成形性与纱线结构参数的关系为研究主题，即从纱线结构角度探讨其对面料 成形性性能的影响规律。因为纱线是面料的直接材料，纱线基本组成要素的变动在很大程度 上影响着面料的各方面性能的变化，包括直接影响服装造型的成形性能。 1 2 国内外研究现状 迄今为止，直接研究面料成形性与纱线结构参数之关系的课题和论文尚未见报道，但对 于其相关研究已取得一定进展，主要涉及面料成形性评价方法及其应用研究、面料基本力学 性能研究两方面。 ( 1 ) 面料成形性评价方法及其应用研究 l i n d b e r g 最早提出面料成形性( f o r m a b i l i t y ) 这一概念。他指出，服装加工成形性能定量化 为面料的抗弯刚度与面料在自身平面内压缩变形曲线的线性度的乘积关系n 3 。 浙江理工人学硕士学位论文 随后，澳大利亚联邦科学工业研究组织c s i r o 基于f a u s t 测试仪开发了面料成形性指标【2 1 ， 该指标反映出面料成形性主要与面料受2 0 及5 c n c m 拉伸应力作用下的伸长率以及面料的弯 曲刚度有关。 2 0 世纪8 0 年代初，k a w a b a t a 3 】运用k e s 系统测量得到面料机械性能指标，并通过主客观 判别分析，研究了男士西服成形性能。k e s 仪主要测试的是模拟人体着装效果的力学指标， 测试指标包括小变形拉伸、弯曲、剪切等十六个性能。k e s 测试仪的出现加速了面料力学性 能的测试研究。 8 0 年代末，长期从事服装构成学的绫田雅子与面料专家丹羽雅子做出一项有意义的科研 成果一服装款式类型与面料力学性能的关系，开发了判断面料所适合的最佳服装款式类型的 一次判别公式【4 1 和二次判别公式【5 】o 其意义在于，对于任何一款面料，只要测出其力学性能， 都能通过判别公式计算出判别值，并在判别图中找到该面料对应的坐标位置，进而了解或确 定它所适合的服装款式类别i l 4 】。 至此，对于面料成形性评价方法的研究开始进入应用研究阶段。东华大学师生采用5 0 多 种差别化长丝织物和4 0 多种精纺毛织物对绫田他们开发的一次判别公式和二次判别公式的实 用性进行验证，得出一次判别公式适合精纺毛织物，二次判别式适合差别化长丝织物的结论 【6 1 。东华大学博士生马海青【7 1 通过对1 5 种涤纶织物在k e s f s n f a s t 系统下的对比研究，探讨 了两种评价系统之间成形性的相关性，并提出k e s f 系统表征成形性的指标值愈大，织物成 形性愈好。2 0 0 4 年东华大学师生对服装面料成形性进行判别【6 1 。2 0 0 5 年苏州大学博士生孙鸿 文【8 】等利用b p 神经网络对服装面料的成形性进行了探讨，指出b p 神经网络能准确、快速地评 价面料成形性等级。c k c h a n t 9 】等人将1 2 种制服分类，利用k e s 系统对制服面料性能进行测 试，得出纱线性能与影响制服类别的基本物理性能关系模型。 ( 2 ) 面料基本力学性能研究 织物力学性能的研究始于2 0 世纪2 0 年代，其发展大致可分为三个阶段：第一阶段为2 0 年 代至4 0 年代，关于织物的研究开始涉及力学性质；第二阶段为4 0 年代至8 0 年代末，这一阶段 开始研究织物的拉伸、剪切、弯曲等力学性质，并开始用拉伸等织物力学参数用做织物手感 指标；第三阶段为8 0 年代末至今，在这期间出现了织物细观本构理论【1 0 】。 经历了三阶段的发展，面料力学性能的研究已取得诸多成果。p e i r c e 首先将织物中的纱线 横截面看作在外力作用下不变形的圆截面，忽略纱线的抗弯刚度，建立织物结构模型，推导 出未变形状态下织物结构参数的理论计算公式【1 1 。随后，各国研究者在此基础上对模型进行改 进，建立了拉伸、弯曲等各种力学性能的预测模型 1 卜1 3 】。j r c o l l i e r l l 4 1 采用以经典非线性板 2 浙江理工大学硕士学位论文 材理论为基础的非线性有限元要素法探讨了织物弯曲性能和悬垂性。印度k t a s w a n i 【1 5 】和 r c d k a u s h i k 1 6 】对织物内纱线的滑移力以及纱线对织物的影响进行定性分析。j s u e s a t 1 7 1 等 研究了纱线工艺参数对拉伸性能的影响，研究中指出拉伸性能受到织物内纱线之间转移的影 响等结论。p a u lv c a v a l l a r o t l 8 】等人对平纹织物的力学性能进行了研究。w m l o t l 9 1 对机织物 在各个方向上的剪切性能进行了研究，得出剪切刚度在各个方向上的计算公式。此外，孙亚 宁【2 0 】、王尚美【2 、耿琴玉吲等从纱线原料角度探讨面料基本性能与织物结构参数的关系。 上述文献主要是采用理论建模等方法对面料基本性能进行研究。除此之外，还有较多文 献是较为深入地从面料结构参数角度对面料力学性能进行研究。例如： 燕飞【2 3 】搜集大量试样，测定相关的纤维、纱线、织物结构参数和织物弯曲性能。分析影 响织物弯曲性能的各项因素，定量或半定量得出织物结构参数对织物弯曲刚度的影响，并得 出纱线屈曲率是影响织物弯曲刚度的重要因素。杨萍f 2 4 】通过对现有测试方法以及测试系统的 改进，对织物与纱线的弯曲刚度进行了研究，得出纱线弯曲刚度是影响织物弯曲刚度的最主 要因素。孔令剑【2 5 】提出分析纱线与织物弯曲特性的方法，并将其与实验观察结果对比，提出 织物交织点处纱线间的接触条件是随局部力的平衡而改变这一观点。 冯世刚【2 6 】通过对大量代表性面料进行分析和k e s f b 测试，利用逐步回归分析法对织物 的剪切性能进行了研究，得出织物剪切刚度与纱线特数呈正相关，织物剪切滞后与剪切刚度 程正相关等结论。汪玲【27 】在已有梭织物剪切刚度理论研究基础上，结合实验数据，采用逐步 回归分析方法求取摩擦系数变化率与织物结构参数关系方程，并结合理论方程得到精纺毛型 织物剪切刚度的预测方程，通过交织点处剪切滞后和结构因素间的实验关系探讨，得出精纺 毛织物剪切滞后预测方程。徐广标、王府梅【2 8 】等在大量实验数据基础上，探讨了精纺毛织物 剪切性能与纱线、织物结构参数之间的关系，指出精纺毛织物剪切刚度主要决定于经纬向紧 度和平均浮长等结论。徐广标、汪玲、王府梅【2 9 】通过分析剪切变形过程中纱线间的力学作用， 研究织物结构与剪切刚度的关系，建立了织物剪切刚度与具体结构参数之间的理论方程。 总言之，国内外学者从理论推导和实验测试分析两方面对织物的成形性以及基本力学性 能进行研究，并取得了诸多成就。尤其是l i n d b e r g 、c s i r o 及绫田等建立的面料成形性判别 方法，使得后期研究者可以较为客观地评价面料成形性性能。但是需指出的是，l i n d b e r g 建 立的成形性指标只反映了服装曲面造型的某些方面，而c s i r o 开发的成形性指标对适用材料 有较大的限制，只有绫田等提出的判别公式不但能从多方面反映服装曲面造型，而且适用材 料范围较广，在此基础上东华大学师生对该判别公式进行了大量的验证工作，这使得后期研 究者可以采用绫田等提出的判别公式更为客观的判别面料成形性。同样，k e s 等测试仪的开 浙江理工大学硕士学位论文 发，以及东华大学等师生利用各测试仪对面料基本力学性能的研究，使得广大科研人员可以 较为清晰和深入地了解面料基本力学性能与面料结构参数之间的关系。这为面料结构与面料 服用性能关系的研究以及面料服用性能的科学设计提供了理论依据。 但是，迄今为止，尚未有学者较为深入地研究面料构成要素对成形性的影响，这对于推 动面料成形性的科学设计，显然是一个欠缺和空白。因此，有必要在前人研究的基础上，从 面料性能设计角度出发，探讨面料构成因数对面料成形性的影响，探寻和完善面料性能的科 学设计方法和规律。 i 3 课题研究内容及思路 i 3 1 研究内容 本课题以精纺毛型面料为对象，基本力学性能为桥梁，以三群判别法为基本分析方法， 探讨纱线结构参数( 细度及捻系数) 变化引起的成形性变化程度和成形性变化趋势等规律， 建立服装面料成形性与纱线结构参数之间的关系。 课题研究内容主要有以下四方面： ( 1 ) 面料基本力学指标与纱线结构参数之间的理论关系分析； ( 2 ) 成形性变化矢量模与纱线结构参数关系式的建立及分析； ( 3 ) 成形性变化矢量方向与纱线结构参数关系式的建立及分析； ( 4 ) 成形性变化矢量与纱线结构参数关系式的验证。 1 3 2 研究思路 课题首先自制具有可比性的精纺毛料样本，并利用k e s 测试仪对三群判别法中的基本力 学指标进行测试。 然后，采用曲线拟合等方法，分别确定在纱线结构参数变化条件下，各基本力学指标变 化值的规律以及各变化值之间的叠加关系，从而求解成形性变化矢量模与纱线结构参数之间 的关系式；同时，采用聚类分析的方法进一步说明成形性变化矢量模与纱线结构参数关系式。 再者，基于矢量加权思想，建立成形性变化指标体系；采用变权理论以及综合分析法确 立不同纱线结构参数变化条件下成形性变化指标体系中指标的权重；根据权重确立成形性大 致变化方向；在此基础上，结合成形性变化矢量模与纱线结构参数之间的关系式，求解成形 4 浙江理t 大学硕十学位论文 性变化矢量方向与纱线结构参数之间的关系式。 最后，通过收集市场上有代表性的精纺毛料，在对其性能指标进行测试和分析的基础上， 从实际应用角度，验证样本在三群判别图中的位置与专家对样本成形性主观判定之间的吻合 性、不同样本成形性差异与纱线结构参数之关系与成形性变化矢量与纱线结构参数关系式的 吻合性以及三群判别法测试值和成形性变化矢量与纱线结构参数关系式计算值之间的相关 性。 1 3 3 课题创新点 本课题首次从面料性能设计角度探讨了纱线结构参数对面料成形性的影响。具体创新点 以下三方面有：一、从纱线结构参数角度出发，对三群判别式中各力学指标之间的叠加关系 进行了理论研究；二、基于矢量加权思想探讨成形性变化矢量方向问题；三、基于变权理论 确定样本力学指标对面料成形性影响的权重。 浙江理上人学硕士学位论文 第二章面料成形性判别方法及其基本力学指标分析 面料成形性主要指二维面料制成三维服装时面料性能对服装三维曲面造型的适合程度 【1 1 。关于它的判别有多种方法，本课题将其中能较好地体现面料的基本性能与服装曲面造型 之间关系的三群判别法作为基本分析方法。因此，本章从分析三群判别法及其基本力学指标 作用机理入手，重点探讨基本力学指标与纱线结构参数的关系。 2 1 面料成形性三群判别法 2 1 1 三群判别法引入 从国内外现状分析可知，面料成形性的客观评定始于上世纪6 0 年代，经历了长期的发展， 取得了较大成就。三群判别法是长期从事服装构成学的绫田雅子和面料专家丹羽雅子联合纺 织服装界多位专家，通过对3 0 0 多个有代表性的样本进行研究的基础上得出的。其代表公式 为： 刁= c l ，z i = 1 七 z 2 = c 2 f x i 2 一( 1 ) x i = ( x i m i ) o f 式中：z 1 、z 2 判别值； c l i 、c 2 i 常数； x i 标准化后的力学量； x i 基本指标； m i i 的平均数； o f1 i 的标准差。 根据绫田雅子等前辈的研究成果，对于任何一款面料，人们只需测其基本指标，然后依 据2 一( 1 ) 式即可得其成形性判别值，并以坐标点位置直观反映在图2 1 面料对应服装款式类 别的聚类判别图中的t y p e t 、t y p e h 和t y p e d 三个区域中，其中：t y p e t 由面料通过一侧 超喂缝制形成曲面；t y p e - h 则利用身体与服装间的空间突出服装外轮廓；t y p e - d 由面料自身 6 浙江理工大学硕士学位论文 的悬垂作用而形成曲面轮廓【4 1 。 - 5- 43 - 2一，0 12345 z 1 t y p e - t 合体类服装款式； t y p e - h 一宽松挺括类服装款式； t y p e d 一悬垂类服装款式。 图2 1 面料与服装款式之适应性判别图 图2 2 即为对应于t y p e - t 、t y p e h 和t y p e d 的三种服装基本型。在三种基本款型基础 上变化所产生的t h 、t d 、h d 等款型则分别反映在图2 - 1 的坐标位置分界线处。 7 浙江理工大学硕士学位论文 图2 2t y p e - t 、t y p e - h 和t y p ed 的基本型 需指出的是，虽然影响服装外观形态特征的直接因素是服装款式和样板设计，其次才是 面料的风格和性能。但是，由面料力学性能支配的服装外观轮廓往往有诸多相似处【1 1 ，图2 - 2 中的三种服装款型就是属于由面料性能支配形成相应曲面的服装基本款型。 由此可知，三群判别法不仅较好地体现了面料的基本性能与服装曲面造型之间的关系， 且公式2 一( 1 ) 和判别图2 2 既能直观地展示面料判别值所对应的坐标位置，又能形象地展 示相应面料所适应的服装基本型。 2 1 2 三群判别法基本力学指标 2 1 2 1 基本力学指标选取 根据绫田雅子等前辈的研究结果，三群判别法的基本力学指标主要包括l t ( 拉伸线性 度) 、l o g e m ( 最大负荷下的伸长率) 、l o g b ( 弯曲刚度) 、l 0 9 2 h b ( 弯曲滞后) 、l o g g ( 剪切刚度) 、l 0 9 2 h g ( 剪切变形角爹= o 5 。的剪切滞后量) 、l 0 9 2 h g 5 ( 剪切变形角爹= 5 。的剪切滞后量) 及l o g w ( 重量) 【4 1 。其中部分指标取对数的原因在于将统计中的偏态分布 转化成正态分布。 浙江理工大学硕士学位论文 2 1 2 2 基本力学指标标准化 三群判别公式的建立基于统计分析，所以，标准化公式( 见公式2 - 1 ) 中的基本力学指标 平均值m i 和标准差6 ，值都源于统计中原始固定值( 见表2 1 ) ，其意义是：一、待测面料基 本力学指标无量纲化；二、将待测面料置于原始试样群中评价其成形性【1 】o 表2 - 1 三群判别公式参数 注：无特殊说明，文中右卜标“l ”均表示面料经向性能，“2 ”表示纬向性能，无卜标则表示经纬向平均 值。 2 2 面料成形性基本力学指标分析 2 2 1 面料成形性基本力学指标作用机理分析 面料的力学性质涵盖多方面，例如，纤维和纱线的力学性能、静态和动态的力学性能、 低负荷( 一般情况下不超过断裂负荷的5 ) 下的力学行为、破坏性、耐久性等。有关成形性 的力学性能则主要体现为面料低负荷作用下模拟人体实际穿着的力学行为。 2 2 1 1 面料拉伸作用机理 ( 1 ) 面料拉伸作用过程3 0 】 低负荷作用下面料的拉伸变形性能是影响服装成形性的重要性能之一。面料拉伸过程中 的负荷一伸长曲线如图2 - 3 所示。该曲线分为三个阶段，分别对应织物不同的变形作用：第一 阶段( 即纤维问摩擦作用区) 是织物高模量区，由织物克服纱线和纤维间因弯曲变化引起的 9 浙江理工大学硕十学位论文 摩擦阻力而产生，此阶段较短；第二阶段( 即织缩减小纱线伸直作用区) ，织物主要变形特征 是在受力方向上纱线的弯曲减小和垂直方向上纱线的弯曲加大的弯曲变形，以及纱线在交织 点的压缩；第三阶段( 即纱线和纤维伸长作用区) 为纱线的伸长，包括纤维的伸直、伸长和 滑移，故为高模量区，且模量