基于典型舞蹈拉伸动作的紧身运动裤结构设计与评价

姜绿旎，陈晓娜，吴昕穗，顾奇琦，谢 红

(上海工程技术大学 服装学院，上海 201620)

人体皮肤的形变是合体裤装结构优化设计的主要基础，皮肤随肢体伸展而产生一定的延伸，其伸展方向对运动裤的移动与伸缩起牵引作用，邹平[1]探讨了如何调整合体裤结构参数,归纳了结构设计规律。袁菁红等[2]观测了人体在静止、运动这2种状态下，下肢皮肤的伸缩改变, 以此探究非静止状态下发生的皮肤变形对裤装的影响。舞蹈中腿部的动作变化多样，舞蹈运动裤的设计不仅需要贴合人体下肢皮肤和肌肉形状，同时还应满足舞蹈运动中的动作需要。因此服装的穿着合体性、滑移以及性能是设计时考虑的重点。

以服装面料性能角度为出发点，NORIKO等[3]得出服装舒适性与面料弹性、摩擦因数有关。面料弹性的选择应按照服装的功能性和款式结构[4]，在符合运动量的有效范围内选择合适的面料。为了使面料更好地适应皮肤形变，同时提供给穿着者更多的活动空间，对裤装关键部位的放松量进行修改，增加其舒适性。余国兴等[5]分析了正常女子下体的结构体态特征并建立了数学模型，提出裤装裆部结构应根据人体形态变化而相应变化。郅晓磊[6]总结出人体腰、臀部位的横截面发生变化的规律，并创建其动态模型，得到膝盖部位改变时产生的变化规律。刘东[7]提出服装的舒适性经常会表现在人体活动幅度较大的部位，如人下蹲时裤子的上裆和横裆部位。可见，设计舒适的服装，很重要的一部分是对服装的内部结构进行适当的改良，使得服装符合人体各种活动的需求。王燕珍[8]依据跑步过程中对人体下肢皮肤的变形进行了分析研究，提出了适合跑步运动的简单紧身裤结构样板，可对舞蹈运动裤的样板研究提供参考。

目前裤装研究较为集中于普通长裤、短裤及紧身裤等裤型的结构优化设计，较少有针对女子舞蹈运动裤的理论研究，且由于舞蹈腿部动作相较于日常活动的动作，活动范围及幅度更大，所以日常裤装结构优化设计的适用范围有一定的局限性。考虑到服装压力舒适性作为服装总体舒适性的一部分，对服装舒适性产生了积极的影响，因此本文将基于舞蹈运动裤的面料和合理的加放松量以及压力舒适性进行设计。

1 实验部分

在上海工程技术大学人体工学实验室进行实验与测试。室内温度控制在(25±2) ℃，相对湿度为65%±2%。

1.1 实验服装

1.2 实验对象

根据国标女子160/84 A号型人台大腿围度与身高体重综合选择11名体型相近，大腿围为(52±5)cm，身高为(160±5)cm，体重为(50±5)kg，且年龄在19～22岁之间的青年女性舞蹈爱好者作为实验对象。

1.3 实验动作

实验动作选择3个常见舞蹈拉伸动作：前抬腿、前抬膝吸脚、侧弯膝点脚。实验动作示意图见图1。

图1 实验动作示意图

1.4 实验方法

实验前，将样裤1挂在温度为(25±2) ℃，相对湿度为65%±2%的环境中约24 h。

实验对象需提前进入实验室适应室内温度与湿度，静坐约15 min后,统一更换样裤1。穿着完毕并走动5 min后,依次完成图1所示3个实验动作，并进行主观评价表的填写。使用0～5级心理学标尺，分别对腰部、裆部、腹股沟处、臀部后侧、大腿内侧和膝盖前侧的压迫感、总体压力、线迹摩擦感、整体美感和综合满意度进行评价。评价分级标准：0为非常舒适，5为极其不舒适；对整体美观和综合满意度：0为极其不满意，5为非常满意。

1.5 实验结果

对样裤1的主观评价结果见图2。可以看出，样裤1各部位压迫感主观评价值基本介于2～3之间，整体舒适性不高，穿着时紧绷感，束缚感较强。美感和综合满意度介于2.0～2.5之间，整体满意度不高。外观上由于对裤装部位进行了分割，穿起来显得腿部线条不是很流畅，有待改进。

图2 样裤1主观评价值

2 紧身运动裤的面料

紧身服装的舒适性与面料弹性性能相关。舒适性与面料弹性成正相关关系，随着面料弹性增加，服装舒适性不断增加，但是面料性能呈减弱趋势[9]。有效伸长率为25%～40%的面料适用于偏重舒适性的运动服装[10]。紧身运动裤可以选择有更高效伸长率的面料，便于体现其功能性和舒适性。

2.1 制作样裤面料

为满足腿部活动范围更大的舞蹈动作的弹性需求，通常选用含氨纶弹力丝的织物，含氨纶织物的伸长率比较大[11]，尝试选取氨纶含量更高的面料来增加面料的伸长率。基于对样裤1满意度的调查结果，本文选择所比样裤1面料的氨纶含量更高的四面弹面料(锦纶/氨纶82/18)(简称“面料2”)作为后续制作紧身运动裤的面料。

2.2 面料性能测试

采用弹性拉伸测验仪对面料经向、纬向进行测试：在面料表面平整、具有代表性并距布边10 cm以上处进行裁剪；经纬向试样各3块，试样有效尺寸为30 mm ×25 mm。

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2.3 弹性伸长测试

将面料试样长度方向的一端平整固定于夹持器内，施加重为100 cN夹子，静置0.5 h后记录拉伸长度，测试结果以3块试样数据的平均值表示，伸长率按式(1)计算：

定负荷伸长率=(L1-L0)/L0×100%

(1)

式中：L0为面料试样的原始长度，mm；L1为面料试样经过拉伸后的长度，mm。

2.4 弹性回复率测试

将面料试样长度方向的一端平整固定于夹持器内，施加重为100 cN夹子静置0.5 h后记录拉伸长度，取下夹子再测量并记录面料的长度。测试结果以3块试样数据的平均值表示，用式(2)进行计算：

拉伸弹性回复率=(L1-L0)/(L1-L0)×100%

(2)

式中：L0为面料试样的原始长度，mm；L1为面料试样经过拉伸后的长度，mm；L2为面料试样经过拉伸取消外力后的长度，mm。

2.5 面料弹性测试结果

面料1和面料2在定负荷为100 cN时的拉伸率和回复率如表1所示。

表1 面料试样的性能测试结果

由表1可知，面料2在经向与纬向的拉伸率均大于面料1，同样在回复率方面也较有优势。总体来看，皮肤形变范围内面料2的弹力性能优于面料1，故选定面料2，即成分为锦纶/氨纶82/18的四面弹面料为实验面料，制作后续实验用样裤。

3 紧身运动裤样板制作

3.1 基本样板绘制

女子舞蹈紧身裤基本款样板参考跑步紧身裤样板[8]，样裤1的样板如图3所示。其中腰围、臀围、立裆、膝围、裤脚口、裤长分别为62.0、69.0、19.1、28.0、21.5、85.0 cm。

单位：cm。图3 样裤1的样板

3.2 样裤2试穿结果

用面料2结合样裤1的版型制作样裤2并进行试穿,直立状态下样裤2试穿效果如图4所示。

图4 样裤2试穿效果

穿着样裤2进行动作测试发现以下问题：①前裆弧线太直，弧度不够，导致出现横向褶皱；②腰部过松，后中处偏低，做下蹲动作时，样裤后腰下落量太大；③后片腹股沟处有余量，导致斜向褶皱存在；④裤脚内侧偏低，导致裤脚不平。

3.3 版型的改良

针对样裤2试穿后所产生的问题，经过反复实验得到修正方法。样裤1样板修改如图5所示。

单位：cm。图5 样裤1样板修改

修改说明：①将前片裤在臀围线处向内收缩1 cm,连接前横档处的凹度变大，减小前片横裆褶皱；②将后腰片横向向内收缩1 cm，后中腰处再向上提高0.5 cm,后中腰连接至前腰的弧线长度对应的向上提高，弧度变小，腰头再增加弹力带；③将后片裤后裆弧度向外延长0.5 cm，增加臀部余量，减少后片腹股沟处的面料余量；④将裤脚内侧下降0.5 cm,使裤脚内外相平。

3.4 样裤3试穿结果

用面料2结合修正后的样板制作样裤3并进行试穿。可以发现试穿效果更为理想，说明改进的样板基本解决了样裤2存在的问题。

4 紧身运动裤服装压测试

对样裤1、2、3进行服装压力测试，测量仪器为8路网口薄膜压力传感器数据采集仪、薄膜压力力敏传感器。实验地点与实验对象与1.1相同。

4.1 实验部位

在3个典型舞蹈拉伸动作下，皮肤拉伸幅度大的部位主要在腰部、臀部后侧、大腿前侧、内侧和膝盖附近。考虑到测量的可行性，选择3个测量点：前中腰、臀部后侧最突出部位、膝盖前侧弯曲最突出部位。由于膝盖部位做前抬膝吸脚动作较做侧弯膝点脚弯曲动作幅度更大，因此测量膝盖时选择前抬膝吸脚。在前抬腿的动作上测量臀部后侧最突出部位，直立时测量前中腰部位。

4.2 实验原理

通过以太网采集压力传感器的压力数据，通过式(3)计算并分析压力测量点的压强大小。

(3)

式中：p为压强，Pa;F为压力值，N;S为接触面积，m2。

4.3 实验方法

实验准备同1.5，实验对象均先后分别穿着3条样裤完成3个设定的动作，并测量3个部位点的压力值。期间可以休息调整5～10 min，恢复体力。

4.4 压力测试结果

样裤1、2、3的平均压强见图6。可以看出，样裤1在臀部后侧、前中腰、膝盖前侧3个部位所受到的压强最大；前中腰处样裤2和样裤3相差不大，但其余2个部位样裤3受到的压强均小于样裤2。可知，实验对象穿着样裤3时3个部位所受压强最小，其穿着舒适度优于样裤1、2。

图6 样裤1、2、3的平均压强

5 舒适性评价

样裤1、2、3的主观评价比较见图7。可以看出，样裤2、3的腰部、裆部、腹股沟处、臀部后侧、大腿内侧和膝盖前侧以及总体压力和线迹摩擦感均明显低于样裤1，说明样裤2和样裤3的舒适度高于样裤1，样裤2和样裤3的整体美感和综合满意度高于样裤1。样裤2和样裤3在各个部位的评价值无显著差别，只是在腰部样裤3比样裤2的不舒适度高，说明除了腰部之外，二者各方面的穿着舒适度并无明显差异，且样裤3的整体美感和综合满意度高于样裤2。综上所述，样裤3优于样裤2和样裤1，说明实验最后达到了预期的优化效果。

图7 样裤1、2、3的主观评价比较

6 结束语

本文对市场上常见的紧身运动裤样裤1进行试穿评价，并分析面料成分，采用面料2结合样裤1的样板制作了紧身运动裤样裤2。通过结合舞蹈动作的试穿对样裤2样板进行修改，使其在改善美观性的同时又能满足舞蹈运动中的需要，在结合面料2制成了样裤3。最后，通过实验对象依次试穿3条紧身裤的主观评价和服装压力测试的客观评价，对比分析出样裤3压力小于样裤1、样裤2，样裤3具有更优的穿着舒适性和美观性。