（纺织工程专业论文）服装压力测试系统的开发[纺织工程专业优秀论文].pdf

长春工业大学硕士学位论文 摘要 随着生活水平的提高，人们对服装舒适性的要求也越来越高，除了满足简单地 束身、保型之外，人们对服装的透湿性、压力等舒适性都有更高的要求。而服装压力 的大小是评价服装舒适性的重要指标之一。服装压力舒适性是一个比较复杂的体系， 它涉及到人体曲面的复杂性及人体运动时的生理、物理变化的复杂性。国内外专家学 者们也在不断地对其进行探讨，但仍然未形成完整的理论体系。通常对服装压的研究 主要是从建立理论模型和不断改进相关的测试手段来开展的。先进的服装压力测试系 统是压力舒适性客观评定的依据和基础。因此，对服装压力的客观测量有助于深入、 系统、数字化地开展服装压力舒适性的研究工作。 本文根据非电量检测技术理论，结合气压式服装压力测试技术，开发了一套用于 对服装压力进行客观测量的测试系统。该系统由计算机、模拟量数据采集模块1 - 7 0 1 7 r 、 数据通讯模块i 一7 5 2 0 r 、c y b i l w 型压力变送器、2 台直流电压源、感压及传压气路等 组成。 本系统通过传压导气管将用塑料材料制作的感压元件所接收的服装作用于人体的 压力，传递给压力变送器的通气输入端，压力的变化就转换为压力变送器的模拟量一 电压信号被检测出来，计算机通过数据通讯模块实时控制和接收模拟量数据采集模块 采集到的压力变送器的响应数据，并在屏幕上显示采集数据；在工作界面中，可实时 输出数据采集模块采集到的数据，并把数据存入文本文件中，供使用者以后作进一步 信号处理。 本系统的软件设计中，采用微软公司的v i s u a lc + + 6 0 语言设计数据采集及显示 程序，操作简单，界面友善。 最后，使用本服装压力测试系统为测量工具，设计了弹力紧身长裤的服装压力测 试实验，较好地研究了服装压力与服装变量宽裕量之间的关系。 总之，本压力测试系统功能全面，操作简便易行，数据观察和分析方便，为深入、 系统地开展服装压力舒适性的研究工作提供了可靠的实验数据基础。 关键词：服装，舒适性，压力，压力测试系统 长春工业大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ei m p r o v e m e n to ft h el i v i n gs t a n d a r d ，p e o p l e sr e q u i s i t i o nf o r c o m f o r t a b l e n e s so ft h ec l o t h i n gi sh i g h e ra n dh i g h e r b e s i d e ss a t i s f i e d s e l f - r e s t r a i n e d ，p r o t e c t i n gt y p eb r i e f l y ，t h ec o m f o r t a b l e n e s s ，s u c ha sp e o p l e c o m p l e t e l yw e t ，p r e s s u r et ot h ec l o t h i n g ，e t c a l lh a v eah i g h e rr e q u e s t o n e o ft h ei m p o r t a n ti n d e x e so ft h ec o m f o r t a b l e n e s so ft h ec l o t h i n gt h a ta n dt h e s i z eo ft h ec l o t h i n gp r e s s u r ei st ot h i n k t h ep r e s s u r ec o m f o r t a b l e n e s so ft h e c l o t h i n gi sam o r ec o m p l i c a t e ds y s t e m ，t h ec o m p l e x i t yo ft h ep h y s i o l o g yw h e n i ti n v o l v e st h ec o m p l e x i t yo ft h eh u m a nc u r v e ds u r f a c ea n dh u m a nm o t i o n ， p h y s i c a lc h a n g e d o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a le x p e r t sa n ds c h o l a r sa r ec a r r y i n g o nt h ed i s c u s s i o nt oi t c o n s t a n t l yt o o ，b u th a sn o t f o r m e dt h ei n t a c t t h e o r e t i c a ls y s t e my e t u s u a l l ym a i n l yl a u n c hf r o ms e tu pt h e o r ym o d e la n d u p d a t et h er e l e v a n tt e s tm e a n st h er e s e a r c ht h a tt h ec l o t h i n gp r e s s e s i ti s b a s i sa n df o u n d a t i o nt h a tt h ep r e s s u r ec o m f o r t a b l e n e s se v a l u a t e so b j e c t i v e l y t h a tt h ea d v a n c e dc l o t h i n gp r e s s u r et e s t st h es y s t e 札s oa f f o r dt oc o n t r i b u t e t od e e p e n ，s y s t e m ，d i g i t i z a t i o nt oo b j e c t i v em e a s u r e m e n t c l o t h i n go f p r e s s u r e t h i st e x td e t e c t i n gt e c h n i q u et h e o r yo ft h en o n e l e c t r i cc o n s u m p t i o n ， c o m b i n i n gc l o t h i n gp r e s s u r em e a s u r i n gt e c h n o l o g yo ft h ea t m o s p h e r i ct y p e ，h a s d e v e l o p e do n es e tf o rt e s ts y s t e mt h a ti sm e a s u r e dt ot h ep r e s s u r eo ft h e c l o t h i n go b j e c t i v e l y t h i ss y s t e mi sm a d eb yt h ec o m p u t e r ，g a t h e r i n gt h em o d u l e i na n a l o gq u a n t i t yd a t ai 一7 0 1 7 r ，d a t ac o m u n i c a t i o nm o d u l eo f1 - 7 5 2 0 r ，m o d e l c y b ii wp r e s s u r ec h a n g e r ，2d i r e c tc u r r e n t sp r e s st h es o u r c e ，r e c e i v i n g p r e s s u r ea n dt h ep i p et os p r e a da i re r e t h i ss y s t e mp r e s s e st h ep r e s s u r et h a tt h ew i r e w a yp r e s s e st h es e n s em a d e i np l a s t i cm a t e r i a lt h ec l o t h i n gr e c e i v e do fc o m p o n e n ta n da c t so nt h eh u m a n b o d yt h r o u g hp a s s i n g ，t r a n s m i t t i n gt ok e e p i n gi nt o u c hw i t ht h ei n p u te n do f t h ep r e s s u r ec h a n g e r ，t h ec h a n g eo ft h ep r e s s u r ec h a n g e si n t ot h ea n a l o g q u a n t i t yo ft h ep r e s s u r ec h a n g e r t h ev o l t a g es i g n a li sm e a s u r e do u t ，c o m p u t e r u t i l i z ea n a l o gq u a n t i t yd a t ag a t h e rm o d u l er e a l i z ec o l l e c t i o n ，v o l t a g eo f s i g n a la n di to u t p u t st ob ec a nd i g i t a ls r g n a lt h a tc o m p u t e rd i s c e r n ，a n dt h e n g a t h e rt h ed y n a m i cr e s p o n s ed a t ao ft h ep r e s s u r ec h a n g e ri nr e a lt i m et h r o u g h t h ed a t ac o m m u n i c a t i o nm o d u l e ：i nt h ej o bi n t e r f a c e + ，g a t h e rt h ed a t at h a tt h e l i 长春工业大学硕士学位论文 m o d u l er e c e i v e si nv e r yr e a l t i m ed a t e o u t ，a n ds t o r et h ed a t ai nt h et e x tf i l e ， m a k ef u r t h e rs i g n a lt od e a lw i t ha f t e rs u p p o r t i n gu s e r s i ns o f t w a r ep r o g r a md e s i g n i n g 。a d o p tv i s u a lc + + 6 0l a n g u a g ed e s i g nd a t a o fm i c r o s o f tt og a t h e ra n ds h o wt h ep r o c e d u r e ，i ti ss i m p l et oo p e r a t e ，t h e f r i e n d li n e s so ft h ei n t e r f a c e f i n a l l y ，u s i n gt h i sc l o t h i n gp r e s s u r em e a s u r i n gs y s t e ma st o o l 。d e s i g n i n g t h ec l o t h i n gp r e s s u r em e a s u r i n ge x p e r i m e n to fe l a s t i c i t yt r o u s e r s ，s t u d i e dt h e r e l a t i o nb e t w e e nt h ec l o t h i n gp r e s s u r ea n dq u a n t i t yo fs i z e a l lw o r d s ，t h ef u n c t i o no ft h i sc l o t h i n gp r e s s u r em e a s u r i n gs y s t e mi s o v e r a l l l y ，i ti ss i m p l ea n de a s yt od o ，o p e r a t e ，i ti sc o n v e n i e n tt oo b s e r v e a n da n a l y z ed a t a ，h a v eo f f e r e dt h er e l i a b l ee x p e r i m e n t a ld a t af o u n d a t i o nf o r t h ew o r ko fc l o t h i n gp r e s s u r ec o m f o r t a b l e n e s st or e s e a r c h d e e p l ya n d s y s t e m a t i c a l l y k e y w o r d s ：c l o t h i n g ，c o m f o r t a b l e n e s s ，p r e s s u r e ，p r e s s u r em e a s u r i n gs y s t e m h i k = 春工业人学硕上学位论文 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作 所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经 发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中 以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 6 7 论文作者签名：售毛n 日期： w d ) 年弓月f 日 ， 长春工业大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 引言 服装是维持适应自然环境的人类的生命、保持健康、推进生活活动的必需品，是 人类自己生产的物质生活的一种形式，它是人类智慧的创造，是人类摆脱动物状态的 一种手段，也是人类取得自由的物质确证服装是人与环境接触的中介体，可以说是 人类的第二皮肤，是人体最亲密的“环境”。人类在不断与自然界作斗争的过程中，对 服装的要求不再是单纯的遮羞蔽体，对服装的功能性要求不断提高。随着人们生活水 平的日益提高，服装的舒适性需求愈来愈显著。尤其在运动、探险、部分特殊行业工 作等方面，常要求探索人体在极端恶劣环境条件下，可能达到的极限工作效率，服装 对人体的安全防护，这就对服装的舒适性提出了更高、更为特殊的要求。因此，对服 装舒适性研究为服装学领域注入了新的研究内容。 目前服装舒适性与运动效能之间的研究，国外已经取得了不少科研成果“嘲，而国 内有关服装舒适性方面的研究相对较少删，但也逐渐引起了国内专家的重视。服装压 力的测试叫，在我国没有完整的测试理论，更没有与之相对应的测试系统开发，该课题 可以填补服装压力测试的国内空白，对服装科学和生理卫生科学领域的理论研究有补充 作用。尤其在以健美、瘦身为时尚的生活时期，人们往往喜欢穿着紧身、甚至是束身的 服装为荣，那么服装对人体产生了巨大的阻碍作用，穿着者就会因活动受到阻碍而无效 功增加，导致人体疲劳，或者发生血液循环障碍、呼吸加快，消化不良或者胃下垂等病 态反应通过此项研究，对人体各部位的压力进行测试，更好地指导设计师科学地设计 服装、指导人们科学地择衣及穿衣，为人类提供一个生态环保、健康的生活空间有着重 要的参考意义。人在穿着服装时，由于服装的款式、面料、放松量、舒适性等等因素的 作用，会使穿着者心理、生理产生某些变化，进而影响穿着者的疲劳感和工作效率。通 过测量服装作用于人体的压力的变化我们就可以获得服装舒适性的信息，从而评价舒适 性程度 本研究利用非电量检测技术理论，采用直接接触法测试技术开发相应的压力测试 系统，分析人们在穿着不同放松量、弹性模量的衣服时作用于人体不同部位的压力变 化，把人的“感觉一舒适程度”通过压力变化率表现出来，使以前定性的分析变成定 量的分析，从而可以得到服装舒适性各个因素给人的主观所带来的影响，进而评价服 装的穿着舒适性，为设计师科学地进行服装设计、人们科学地择衣及穿衣提供理论依 据，使服装更具人性化。 1 2 服装舒适性研究的发展现状 服装舒适性的研究，可追溯到第二次世界大战时。虽然仅有几十年的历史，但发 长春工业大学硕士学位论文 展是比较快的。它涉及纤维材料学、生理学、心理学、人体工程学、服装学等多门学 科，非常复杂，其中服装的热湿舒适性一直是国内外研究的重点“” 1 2 1 服装舒适性 服装的舒适性是一个广泛的生理、心理概念，涉及人体、服装、环境三因素组成 的系统。由于对舒适的理解千差万别，学术界至今还没有取得统一的定义它是指人 体着装后，人体心理因素、服装性能及环境因素相互作用时，服装具有的满足人体要 求并排除任何不舒适因素的性能。从广义上讲，服装舒适性指着装者通过感觉( 视觉、 触觉、听觉、嗅觉、味觉) 和知觉等对着用的服装得到的综合性体验，包括生理上的 舒服感、心理上的愉悦感和社会文化上的自我实现、自我满足感“，它是一个既受生 理、心理等因素的影响又受温度、湿度、风速、人体活动强度等外在因素的影响，也 受服装材料本身的热阻、湿阻、通透性等内在因素影响的性能；从狭义上讲，服装的 舒适性中服装卫生学主要研究的生理舒适性，是人体、服装和环境之间的生物热力学 的综合平衡“”，主要包括满意的热平衡和湿平衡，它是气温、湿度、太阳辐射强度、 风速、人体活动水平和服装热湿传递特性等协调的结果 真正的舒适只存在于没有任何不舒适因素的条件下，通过学者们多年的研究，对 服装舒适性的要求已经形成了较为客观一致的认识，认为狭义的服装舒适性就是指生 理性舒适，主要包括温度性舒适、接触性舒适与适体性舒适等，下面分别简述之 温度性舒适 服装的舒适性多强调温度性舒适。温度性舒适指服装在外部环境条件与身体活动 条件的共同作用下，能够发挥适当的辅助的体温调节功能，使人体保持满意的热平衡 状态1 1 3 j ，即在适宜的温度条件下，人体产生的热量与服装散发的热量达到平衡状态， 人没有热或冷的感觉它主要通过分布在皮肤表面下的温度感觉神经末梢感受热平 衡包括显热与潜热两部分显热指环境与人体之间的温度差引起的热能交换；潜热是 水与蒸汽相变导致的能量交换，与水蒸气的浓度变化相关主要分为： 热舒适性，在适宜温度下人体所产生的热量与服装散发的热量取得平衡，人不会 有热或冷的感觉； 湿舒适性，与服装材料的吸湿性、透汽性有关，在人体感觉舒适的湿度条件下， 人体的排汗量与服装传导、吸湿、蒸发的水汽量相平衡，皮肤上既没有凝结水，也不 会感觉到湿闷感“”： ， 接触热舒适性，当服装接触皮肤时，皮肤温度升降幅度很小，并能很快地达到平 衡状态： 接触湿舒适性，着用贴身衣服时，即使人体出汗也不会粘贴皮肤，既不影响人体 活动，也不会感觉到湿闷感； 接触性舒适 2 长春工业大学硕士学位论文 服装的接触性舒适是指穿着服装时人体对材料触感的舒适，是服装材料的物理机 械性能及表面性能对人体皮肤的作用，主要包括触觉神经末梢感知的皮肤感觉与温度 感觉神经末梢感知的瞬间接触冷暖感。主要分为： 织物手感舒适性，用手触摸、攥握织物时织物的某些物理机械性能作用于人手并 通过人脑产生对织物特性综合判断为整体性能舒服的感觉； 接触舒适性，与服装材料的冷感性( 织物刚与人体皮肤接触时，对人体产生的一 种冷热知觉反应) 有关，当服装刚刚接触皮肤时，人体既不感到冷，也不感到热，很 舒服的感觉； 摩擦舒适性，穿着的贴身衣服柔软舒适，既不会摩擦损伤皮肤，也不会有“溜动” 的感觉： 刺扎舒适性，指穿着的服装与皮肤接触时，人体不会感到刺痒、刺扎、j 戳痛的感 觉； 粘体舒适性，指穿着的服装与皮肤接触时，人体不会感到粘贴力较大、也不产生 服装带电的感觉； 适体性舒适 服装的适体性舒适指服装与人体的复杂曲面相吻合，包括服装尺寸的合体性与人 体运动的自由度等力学角度的舒适程度，主要由压力感觉神经末梢感知。我认为，适 体性舒适主要指服装的压力舒适性，即服装的重量、结构及各部位尺寸既不太紧而影 响血液流通，也不太松影响人体的正常活动和运动时发力及对人体防扭伤的保护等性 能的舒适，进行服装运动功能性或束缚性评价 1 2 2 服装压力舒适性 在人体骨骼和肌肉的运动下，服装产生被了动的运动或变形即服装的运动机能性， 这种主要由于肢体运动时变形引起的服装材料的拉伸、弯曲、压缩、剪切及它们的合 力、肢体变形与面料变形不同步时引起的摩擦阻力、服装重量等作用与人体而产生的 舒适性感觉称为压力舒适性服装作用于人体的力是上述力综合作用的结果，而无法 逐一分解研究，目前，学术界仅对服装垂直作用于人体产生的力进行探讨，研究服装 对人体的运动紧束性。 服装压力 由于人体的运动，使服装与人体部位之间形成动态接触，服装则以与人体部位相 对的滑移和材料的变形来符合人体的运动变化，因材料的变形而产生了内应力，包括 拉伸上、剪切、压缩和弯曲内应力【1 5 l ，其合力直接作用于服装与人体相接触部位，引 起接触部位的皮肤变形而直接刺激皮肤深处的压觉点，因而着装者感受到了服装压力。 服装对人体的运动紧束性是服装自重或服装弹性变形对人体产生的负荷，这种由 服装垂直作用于人体产生的力【1 6 】或服装对皮肤的压迫力【1 v l 称为服装压力( c l o t h i n g 3 长春工业大学硕士学位论文 p r e s s u r e ) ，简称为服装压服装压力的产生可分为三个方面的原因：( 1 ) 服装本身具 有一定的质量，必然会形成一定的服装压力，简称重量压( w e i g h tp r e s s u r e ) ，尤其 是各种防护服、婴儿服及高龄患者服的重量压显得极为重要；( 2 ) 静态时，与人体接 触的服装围度部位的宽松量过小，外系绳带或内装弹性带而束缚产生的服装压力，简 称束缚压( h o o pp r e s s u r e ) ，如中国古代的裹脚、西欧的紧身胸衣、日本和服的腰带、 韩国的裙腰等产生的压力；( 3 ) 为适应人体的运动变化引起的衣料变形产生的张力垂 直于人体曲面的分解力【1 卅而产生的服装压力，包括拉伸、压缩、剪切和弯曲应力，简 称面压( i n t e r f a c ep r e s s u r e ) ，常常发生在肘、膝及背部位。服装某部位的压力是上 述一个力作用或几个力同时作用的结果，是影响服装穿着舒适性的一个重要因素。 服装压力舒适性 压力舒适性是服装舒适性研究非常重要的因素，是评价服装舒适性的一项重要指 标。服装压力的大小，既影响着装舒适性，也与着装者的疲劳感和作业效率有密切联 系。决定服装压力舒适性? ? 运动机能性的基本要素有力的要素? ? 拉伸强度、弹性、 摩擦阻力、服装重量等、织物参数与结构要素? ? 质感、亲和力【埘、弹性模量、组织 结构等、服装结构? ? 宽松量( 适体程度) 、廓体造型、服装款式【矧等。服装压是运动 机能性的常用评价指标。还可从肺机能、肌电图，主观感觉评价等生理反应方面来研 究评价服装的运动机能性。 服装压力过小、过大均不符合人体生理要求d e n t o n 指出舒适的服装压力范围为 2 m 4 0 9 c m 2 ( f 01 9 6 旬9 2 k p a ) ，与人体皮肤毛细血管的血压值相接近，符合人体生理 需求。根据人体着装心理需求不同、着装习惯不同及身体高低部位不同，此值也会相 应地变化调整，略有区别。因此，学术界也相继展开了不同个体穿着不同材料、不同 款式、不同宽松量的服装来研究人体不同部位的服装压力舒适性，且已取得了令人折 服的阶段性成果，为进一步研究服装压力舒适性提供了大量的基础数据和结构模型。 1 2 3 服装压力舒适性的功能 日常生活中的服装压，不仅影响着装者的穿着感觉，左右着装者的心情，影响着 着装者的疲劳感和工作效率，而且还关系着人们的身体健康 在中国，先人们很早就将服装作为影响人体健康的一个主要因素，而制作成宽衣 大袖，尽量减少日常生活中服装对人体运动功能性的束缚和制约；在西方，从古希腊 时的皮肤呼吸论开始，学者们提出“头部是散热器，头寒足热利于健康”，出现饱含冷 水海绵或毛毡的头盔。但追溯历史，以牺牲人体健康而追求时髦或习俗为目的，造成 人体损害的事例也很多1 6 世纪，以西欧柬胸为时尚的危害持续到1 9 世纪，造成大多 数妇女染患肺病、脊柱弯曲等疾病；旧中国蔓延了上千年的妇女裹足，残害脚骨等。 这大都是在人体的部位，通过服装或绸带给予人体过大的服装压力，对人体健康产生 了极大的迫害，因此研究服装压力舒适性与人体健康之间的关系，根据人体所处不同 4 长春工业大学硕士学位论文 的工作条件、生活环境及恶劣环境下的服装对人体的防护变得极为重要 适当的服装压力可刺激神经、减轻疲劳、增强生理机能、提高工作效率 当从事剧烈地体育运动时，人们习惯性地戴上护腕、护膝、护腿、护腰等体育用 品，给予人体关节、肌肉部位以适当的压力，一方面可以使皮下毛细血管血液流动受 阻，促使肌肉被动地进行无氧呼吸，当剧烈运动的瞬间，通过肢体的运动，主动地进 行有氧深呼吸，血液流动加快，短时间内获得充足的氧气，血液养分瞬问达到最高， 肌肉获取营养成分较平时高出很多，同时大脑也处于高度兴奋状态，增强了人体的生 理机能，减轻了人体的疲劳感，提高了工作效率；但日常生活条件下，着用上述体育 用品，就会使人体皮肤受到压迫，人体运动受到一定的阻碍，增加了人体无效功的消 耗，使人体感到不舒服。在小腿上穿着收缩腿腹的束腿时，在动态下作业时，对肌肉 呈规律性压迫与驱动，而促进血液循环，疲劳感反而比未穿束腿时出现的迟 适当的服装压力可以增强人体防护安全性 当人体进行剧烈地运动时，血液流动加快，为获得充足的养分，肌肉进行急速、 短促地呼吸，因而外观呈现无规律的振动或抖动现象，运动时易造成肌肉拉伤或损伤， 如果对人体运动起关键部位的肌肉如小腿、大腿腹等部位施加适当的服装压力( 如戴 上护腿) ，既可以减少人体因肌肉振动或抖动的无效功消耗，同时又起到了防护人体安 全的作用，可以说是一举两得。 过小或过大的服装压力对人体起不到防护的作用或造成生理性病变 人体对服装压的机械性刺激的承受能力是有限的，过小的压力，剧烈运动时易与 人体产生滑移，而起不到防护安全之功效；压力过大时，会因活动受阻碍而无效功增 加，易引起人体疲劳，对人体正常的生理机能不利，甚至发生内脏变形、变位病态反 应因此，服装压力的大小是决定服装压力舒适性的一个重要因素。 服装压力是服装人体工程学、服装卫生学中研究的一个重要内容，为了指导人们 科学地择衣及穿衣，更好地指导设计师科学地设计服装，如果在设计阶段就研究服装 的静态和动态服装压力分布情况，熟练掌握人体静态、动态特征，就可以较好地设计 合体舒适的完美服装。因此，通过对服装压力的测试，建立起服装与人体生理指标之 间的联系，从而指导企业科学地设计、生产服装，指导消费者科学地选购与穿着服装， 以保障人类有一个健康而舒适的服装生活环境，具有深远而重要的意义。 1 2 4 服装舒适性研究的发展现状 服装舒适性的研究，可追溯到第二次世界大战时虽然仅有几十年的历史，但发 展是比较快的。它涉及纤维材料学、生理学、心理学、人体工程学、服装学等多门学 科，非常复杂，其中服装的热湿舒适性一直是国内外研究的重点。 这几十年来，国内外许多专家、学者在服装舒适性的机理、测试仪器、试验方法 等方面做了大量的研究工作，尤其在服装热湿舒适性方面的研究取得了大量的成果。 5 长春工业大学硕士学位论文 目前，对于服装舒适性的研究主要集中在湿热舒适性方面，其中包括织物导热、导湿 性能的研究，服装湿热舒适性评价方法研究等。服装舒适性研究除了包含热湿舒适性 研究以外还包括结构舒适性研究。服装结构舒适性研究是基于服装结构设计和人体工 学的基础上，通过结构设计中放松量的设计、运动舒适量的确定以及生理舒适量选择 等来评价人体着装感受，从而确定最佳的舒适量。但从目前看来，这方面的研究很少 服装舒适性研究分主观评价和客观评价两方面。早期研究集中在探索与纺织品热 湿舒适性有关的衡量指标方面【2 1 调，主要是依靠实验手段获得实验数据，并对所得结 论给予定性解释，有的学者对织物动态热湿传递的机理也进行过探索与研究，建立了 一些数学模型擤冽，为进一步研究服装热湿舒适性提供了基础模型；我国学者姚穆例 和王晓东【3 1 】分析了织物与皮肤接触后皮肤温度变化规律，提出了织物接触热舒适一接 触冷感产生的理论模型，讨论了个体特征物理指标的相关关系；石巍1 3 2 】研究了织物的 温度传递特性，王青华【3 3 】研究了织物热阻计算公式，都为服装舒适性研究提供了宝贵 的研究方向和研究模型。， 相反，服装学者对服装适体性舒适研究起步较晚，我国自2 0 世纪舳年代才进行 了部分适体性舒适方面的研究，以东华大学、西北纺织工学院为代表，进行了主观评 价研究服装随着社会的进步与科技的发展、人们生活水平的提高，对服装的舒适性 日益重视，学术界也投入更多的关注，服装的舒适与功能科学得以快速发展。 1 3 服装压力舒适性研究的发展现状 现代服装的穿着要求装饰性与舒适性的完美结合，在穿着服装的各种状态下的舒 适性，即服装运动功能性( 服装对动作的适应性) 的研究是我国服装人体工程学研究 的新课题。其相关影响因素有氧气的吸入量、脉拍、服装压、能量率、拘束感( 自我 判断) 、材料厚度等因素，其中服装压是评定运动功能性最重要的指标服装压越小， 就失去了服装对人体的防护、安全功能，服装压越大，对人体运动的束缚性就越强， 甚至引起肢体、内脏器官变形、移位，对人体健康造成巨大危害。因此，服装压力小 或大都有一个极限，要确定该极限，就必须进行压力的测试 服装业发达的国家自2 0 世纪初就开始研究服装压力的测试，我国少数服装院校也 投入到这项研究中。总体来讲，服装压力的研究方法主要采用国际上公认最为成熟的 研究服装人体工程学的方法试验法，尤其在研究人体动态形变服装人体 的影响方面开展的较广泛。服装压力测试，可划分为主观评价法和客观测试法 1 3 1 主观评价法 主观评价是指通过人体生理学试验或现场穿着试验，对服装拟评部位的压力感觉 的大小进行评价，采用服装舒适性研究的心理物理学方法，通过要求受试者用数值评 定感觉的强度，以使感觉量化。既然人体各部位的舒适的服装压力具有一定的范围， 6 长春工业大学硕士学位论文 并且受人们运动量、心理因素、生理机能的影响，因此，通过设计一组或若干组试验， 预先制定好主观评价尺度，如“0 ”一非常紧、“1 ”一紧、“2 ”一稍紧、“3 ”一正好， “4 ”一稍松、“5 ”一松、“6 ”一非常松，根据人们对穿着相同款式不同宽松量的服 装的心理、生理反应及服装对皮肤压力的刺激感受不同，采用问卷形式，由着装者的 主观申报来评价服装压力大小的方法。目前广泛采用心理量表法，由被实验者进行服 装压力大小的数量估计。主观评价法易受着装者的穿衣习惯、风俗、年龄、社会，环 境、生理及心理等多个因素的影响，压力值往往因人、因地、因时而异，误差较大， 有一定的局限性。 主观评价法洲，简便、快速而被广泛采用，是人们评价服装压力大小的最常用的 方法，虽不能准确及时地测定具体部位的服装压力的大小，但能分析服装压力的大小 与织物性能、服装宽松量等因素相关，为服装设计提供材料选择、秸构尺寸确定技术 支持，具有重要意义随着人们对服装舒适性要求的进一步提高，人体各部位舒适压 力大小的异同，需准确测定各部位静态、动态承受压力的大小，因而阻碍了服装的科 学设计和服装的科学消费，导致服装设计工作者不能科学地设计出符合人体生理卫生 需要的日常生活装，医务工作者不能对因着装不适的患者给出科学的着装建议 1 3 2 客观测试法 与主观评价法相反，能较准确地测定具体部位服装压力的大小，基本原理是：将 微小的感压部件贴置于拟测部位，直接计量服装作用于感压部件的压力大小的测定方 法客观测试法可分为直接测试法和间接测试法两种。 直接测试法 用按已知标准标定好的测量仪器，对 某一个或多个未知量直接进行测量，得出 未知量的数值，这类测试或测量称为直接 测试( 量) 法。直接测量的优点是测量过 程简单而迅速，是工程技术采用得比较广 泛的测量方法。 采用压力测试装置直接测试服装作用 于人体的具体部位的压力方法。目前，用 图卜1流体压力法测定服装压 于纺织品对人体压力的直接测量方法主要有简易流体压力装置测试法、拉伸应变式、 气压式服装压力测试法三种。 简易流体压力装置测试法 将内置空气的感压部件( 膜泡) 直接贴附于拟测部位，读取单管内水银柱、水 柱的高度变化量或u 形管内两侧的高度差，即为所测的服装压力( 如图卜1 ) 特别是对于动态服装压的测试十分困难，日本的a m i t e c h n o 公司就是应用水为流体设 7 长春工业大学硕士学位论文 计制作了a 0 5 0 5 型简易型拘束压计接触压计 拉伸应变式服装压力测定法 服装对人体的压力会使柔性的服装材料产生拉伸、剪切等变形，在拟测部位粘附 厚度很薄、测量误差较小的应变片式触力传感器即可反映压力变化的测定方法。目前， 用于测试服装压力的触力传感【3 5 l 主要有金属电阻应变片式和半导体应变片式( 压阻式) 传感器。将体积微小( 面积约2 0 r a m 2 、直径约1 8 r a m 、厚度1 卜1 5 m ) 的应变片式触力 传感器作为感压部件粘附于拟测部位，服装压 使应交片产生变形，把压力的变化作为电阻、 电压的变化检测出来这种测试装置体积小、 重量轻、测试精度高，测试结果稳定。而半导 体应变片式压力传感器在线性度、抑制温漂等 性能方面优于金属电阻应变片式，因此，能够 实现低压下的高精度测量韩国的t e c hs t o r m 公司就是应用触力传感器测定法设计开发了 服装压力测量系统( c p m s ) ，来检测、分析和 处理内衣、运动服和汽车驾驶员座椅给予人体 的压力，为服装设计或座椅的舒适性提供技术 支持图1 - 2 气压式服装压力测定法 气压式服装压力测定法 该测试方法结合了流体压力测试法和拉伸应变式测定法的优点而开发的服装压力 测定法( 如图1 - 2 ) 基本原理是：在微小的感压部件中充入一定量的气体，粘贴于拟 测部位，感压部件感应出的服装压力输入到与其连接的半导体应变片式压力传感器的 输入端，从而压力的变化作为电压的变化被检测出来感压部件的厚度在3 m m 以下， 采用弹性性能差、柔软易弯曲变形的材料，据不同的拟测部位，制成了圆形，圆角矩 形，受复杂构造的人体、服装材料的伸长特性与刚柔性的影响较小，定量程度较高， 能够进行动态测量【蚓，应用范围较广日本的a m i - t e c h n o 公司就是应用该测定法原理 设计制作了a m l 3 0 3 7 系列气囊式接触压测定器，并取得了美国、欧洲认证，广泛应用 于纺织服装科研院所，体育学院、医科大学等科研机构，为研究人体工程学、体育运 动学、服装卫生学提供了先进、科学的仪器设备 间接测试法 对几个与被测量有确切函数关系的物理量进行直接测试或测量，然后通过已知函 数关系的公式、曲线或表格，求出该未知量，这类测量( 试) 称为间接测量。间接测 量方法手续较繁，花费时间也较多，一般在直接测量不方便、误差较大及缺乏直接测 量的仪器等情况下采用。 采用模拟或物理学基础理论研究的方法，通过测试有关影响服装压力的物理量来 长春工业大学硕士学位论文 间接测试服装压力的方法。用于纺织品对人体压力的间接测量方法主要石膏法和理论 计算法。 石膏法 用石膏或合成树脂，做成模拟胸、肘和膝等部位的模型，直接贴置拉伸应变式触 力传感器，测定服装该部位的压力。可以测出静态时与穿衣时相接近的服装压力，但 不能进行动态测试p 5 】，且石膏模型制作繁琐，不具有普遍性。在此法基础上，国际上 已开发了服装压假人测试系统。 理论计算法 人们穿着衣服做各种动作时，衣服会沿纵向、 横向和斜向被伸长而变形理论上可从各个方向 上的材料伸长变形和曲率变化来推算服装压力的 大小若着装时衣料某点在经向、纬方向的曲率 半径分别为r 。、r ：( c m ) ，张力分别为t 。、t 2 ( n c m ) 则该点的服装压p ：t 打l + t 2 r 2 。现要测定衣服的 伸长变形量，可用刻度尺测出布料在经纬方向的 对应伸长率n 。、n 2 ，由伸长曲线图上读出对应于 n - 、n 2 的经纬向拉伸力t i 和t ：；按图3 所剩3 习， h 一刻度盘所测受力点凸起高度，巾一带有刻度盘的 量具的作用半径，r 受力点在经纬向的曲率半径 r i 、r 2 ，可求出受力点在经纬方向的曲率半径r 。、 岵 一 7 、， z ， 。 l j - 弓( 州) r 2 ，即可按前式求出该部位的服装压理论计算法图卜3 人体部位曲率半径求法 主要是对于服装材料的受力微小的变型测量，从而求出服装压力的一种方法，但 材料的运动变形性难以准确的测定，虽然成本较低但科学性差 1 3 3 服装压力测试技术的发展趋势 服装压力测试技术及其应用研究对于优化提高服装的结构设计，改善服装的合体、 健康性具有重要意义，必将推动我国服装产业的迅猛发展，提高我国服装业的整体设 计水平，只有将服装专业总体水平提升到国际先进高度，才能从“服装大国”跃为“服 装强国”。我国服装压力测试技术及其应用研究还不够成熟，我认为，今后的发展趋势 主要有如下几个： 人们对服装压力大小的评定，长期处于主观的生理反应评价阶段，随着服装科 研工作者对穿着舒适性研究的逐步发展，必将向着科学性、准确性、合理性的方向发 展 目前，国内对服装压力测试及其舒适性研究还仅限于纯理论性的研究，未真正 应用到实际而且没有国家标准。随着服装业的迅猛发展，必将建立服装压力舒适性标 9 长春工业大学硬士学位论文 准，加强理论研究与设计、生产密切相结合，保障人类有一个健康而舒适的服装生活 环境 工业科技化是社会历史发展的必然趋势，服装压力测试技术必须与c a d 、c a m 、 c a q 、m i s 等系统密切合作，才能顺利进入工业化生产，提高服装企业c i m s 系统的整体 水平，真正地提高服装的科学技术含量 综上所述，服装压力的测试方法主要分为主观评价法和客观测试法，各有优势。 主观评价法的结果几乎完全依赖于人的主观公正性、个人的反应受心理、生理、社会 及环境因素的影响大、需要大量的测量值等不确定性，但能够解决客观测量不能解决 的许多问题，可以比较公正地反映着装人体对服装的真实感觉，因此在服装压评定、 服装舒适性研究领域内有着广泛的应用。客观测试法又分为直接测试法和间接测试法 直接测试法，虽能够测定服装具体部位的压力，但因采用感压部件放置在拟测部位， 感压部件的外形结构尺寸影响着装的真实状态，必然会对测试时，被实验者的主观、 心理及生理造成一定的影响；同时，由于人体表面的压缩弹性和曲率的不同，服装材 料压缩刚性和伸长特性的不同，而导致反应出的压力不同，进而影响服装压力测试的 准确性。间接测试法不是石膏模型制作较繁，就是服装材料的运动变形性难以准确的 测定，压力测定的科学性差。 近几十年，国外许多科研院所对服装压( c l o t h i n gp r e s s u r e ) 测试原理、仪器进 行了研究，主要是日本和韩国已开发出比较先进的服装压力测试仪，在我国，随着服 装热湿舒适性研究的逐步深入，服装压力的研究工作也于二十世纪末开始了，并在服 装压测试方法、测试原理研究、测试仪器研发等领域也取得了一些成绩，但与世界先 进技术还有一定的距离目前的压力舒适性研究还无法正确地指导人们科学穿衣，以 至相当多的人以紧身为美、以束身为荣，结果导致身体产生变形、变位而发生病变。 所以需要寻求一种能够适合人体表面特征，而且能够适应运动环境，不受服装材料特 性影响的一种测试原理，并开发研制出满足要求的服装压测试仪器成为服装人体工程 学和服装生理卫生学领域内的一个重要课题。 1 4 本论文的研究内容 上一节中对服装舒适性研究的现状，已经做了系统的阐述，从中不难发现： 对服装热湿舒适性的研究很多，对纤维、织物性能方面的研究也取得了一些进 展 对服装舒适性与肢体运动方面之间已经有所研究，但对于服装压力舒适性研究 较少 在服装舒适性的研究中普遍采用的是主观评价法，很难找出一个客观的变量将 舒适性量化 国内服装压力舒适性的研究尚属起步阶段。 1 0 长春工业大学硕士学位论文 服装的压力舒适性同服装与人体问相互机械作用有关，与织物的力学性能和表面 性能等基本属性有关嘲。它涉及到人体工程学、服装功效学、服装卫生学，服装心理 学等学科的问题，使服装压力舒适性的研究变得困难、复杂。通常对服装压的研究主 要是从建立理论模型和不断改进相关的测试手段来开展的。先进的服装压力测试系统 是压力舒适性客观评定的依据和基础因此，对服装压力的客观测量有助于深入、系统 数字化地开展服装压力舒适性的研究工作。从时代性意义来讲，压力舒适性研究是服 装舒适性研究的一个必然方向，鉴于目前提高服装压力舒适性的迫切性、国内服装压 力测试技术的现状，特选定了“服装压力测试系统的开发”为课题，主要的研究内容 如下： 运用非电量电测技术理论，根据服装压力客观测试法的测试原理，结合现有的实 验条件，开发服装压力测试系统。 压力测试系统的原理框架及硬件设计 服装压力测试系统标定 压力测试系统的数字显示软件设计 压力测试系统综合特性及数据分析 基于生理、物理和心理因素，服装压力舒适性的研究定于两个方面：一是主观穿着 评价服装压力舒适性作为穿着者的主观应答，是穿着者的心理和生理，及织物的各 种物理性能复杂的综合反映二由服装压产生的物理机理来看，在一定的着装部位， 服装压主要与材料的弹性、拉伸长度有关。而拉伸长度主要由服装的适体程度、款式 和服装材料的弹性性能决定。