一种用于腰带整体力学性能测试的仪器开发及测试方法

1 引言

腰带作为服装配件，已成为服装形象的一个重要组成部分，在着装中有着不容忽视的作用。腰带以精美而质朴的制作工艺、精妙绝伦的装饰物来实现其审美和实用的双重作用。腰带的作用已经从实用逐渐蔓延至时尚搭配方面，其点缀的重要意义也日益凸显[1-3]。目前市面上的腰带按照使用功能分为两类：常规腰带和装饰腰带。常规腰带以皮腰带和机织腰带为主，注重其束腰系身的使用功能；而装饰腰带则强调其装饰美化的作用。在款式上，常规腰带主要为片状式带体为主，一般采用自动扣和针扣的方式进行固定，而装饰腰带更关注美观，带体的款式多变，材质之间的拼接、材质的不同形态、不同编织方法等形成各种类型的带体，其固定件的设计也各式各样，主要采用挂钩、双环扣，针扣、按扣、直接绑系等方式进行固定。

力学性能是腰带的重要检测指标之一，其检测方法受到广泛关注。但随着时代审美的转变，腰带的款式也日新月异。现有检测标准适用性有限，不能满足新型腰带的发展要求，使得某些款式腰带的力学性能检测无标可依，形成质量监管的盲区，在一定程度上限制了腰带行业的发展。因此，开发一种适用于新型腰带力学性能的检测方法非常必要。

2 腰带力学性能检测标准现状分析

针对具有特殊用途的腰带，我国均有相应的行业标准进行规范，如GA 890—2018《公安单警装备 多功能腰带》、GA 290—2001《警用服饰 内腰带》、GA 291—2001《警用服饰 外腰带》、YZ/T 0101.6—2003《邮政服饰 第6部分：腰带》、HY/T 088.13—2005《中国海监制式服装 腰带》、GA 889—2010《公安单警装备 警用多功能皮革腰带》[4-5]。对于常用的腰带产品，通常执行FZ/T 63005—2010《机织腰带》和QB/T 1618—2018《腰带》两标准，其中QB/T 1618—2018《腰带》运用最为广泛[6-7]。

QB/T 1618—2018《腰带》中力学性能考核项目包括带体断裂力、带扣咬合力、带齿咬合力和带孔撕裂力。测试方法可简述为分部位取样、按标准夹持、强力机测试。

虽然腰带力学性能测试方法非常成熟也延续至今，但依然存在如下一些问题：

（1）分部位测试。仅对主体材料进行测试，并未考核到全腰带的最薄弱位置，同时测试结果可能因材料加工不均匀、裁样位置不同以及不同部位之间的相互影响而产生误差。

（2）测试材料范围较小。目前的测试方法仅适用于皮革、人造革、纤维材料等制成的腰带，对金属、串珠、塑料等材料制成或组合制成的腰带并不适用。

（3）对腰带的固定方式无考核。随着工艺和设计的发展，腰带的固定方式也并非只有针扣式和自动扣式，其他诸如按扣、挂钩、双环扣、直接绑系等方式，现有测试方法无法考核。

（4）对于复合式腰带无法进行综合测评。越来越多的拼接式腰带在市场流通，涉及到多种材料混合使用，不同材料的连接部位一般比较薄弱，较容易出现问题。

因此，急需一种能综合表征腰带力学性能的技术方案与测试方法。

3 一种腰带整体力学性能测试方法

考虑到腰带款式的多样性以及测试的简便性，本文设计了一套可模拟腰带实际使用状况下的力学测试方法——腰带整体力学性能测试方法，并设计一款适用于该方法的腰带整体力学性能测试配件（见图1）。配件包括用于连接到强力机的安装部、与安装部连接的框架，还包括安装到所述框架的供腰带绕设的横杆、套设到横杆的两个活动限位件以及安装到所述框架的正反转丝杆。正反转丝杆与所述横杆平行，且正反转丝杆的一端为正螺纹段，另一端为反螺纹段。两个活动限位件分别将螺纹连接到正螺纹段、反螺纹段，从而在正反转丝杆的驱动下分别朝相反的方向移动，用于将位于两者之间的腰带定位到所述横杆的中心部位。

腰带整体力学性能测试方法涉及仪器（见图2）包括强力机和一对腰带整体力学性能测试配件。该方法的操作步骤如下：

图1 腰带整体力学性能测试配件示意图

图2 腰带整体断裂强力测试仪器

a）将两个测试配件分别安装到强力机上，使两个测试配件呈上下对齐。

b）将腰带绕设到两个测试配件的横杆上，使腰带的上下部分分别位于对应的测试配件的两个活动限位件之间，将腰带的固定件连接到腰带使腰带呈闭合状态。

c）通过转动测试配件的正反转丝杆使每个测试配件的两个活动限位件分别贴靠腰带的两侧，从而将腰带的上下部分分别定位到对应的横杆的中心部位，使腰带保持居中。

d）启动强力机进行测试，使两个测试配件互相远离，直至腰带断裂，记录腰带的最大力值，该值即为腰带的整体断裂强力；记录断裂位置。

这种腰带整体力学性能测试方法采用膨胀撑拉式进行断裂强力测试，配件中的螺纹限位件能保持试验样品在测试过程中始终保持以受力轴线为中线居中对称，保证测试力值的准确性，同时解决不同尺寸、款式样品的易滑动的测试难点。该方法可模拟腰带的实际使用状态，满足多种款式腰带的测试，还能通过一次测试考核多个部位，如带体、带孔、带扣、不同材料拼接等部位，提高了测试结果的准确性和可信度，同时可以减少腰带的测试项目数量，节约测试时间和测试成本。

4 结语

不同于QB/T 1618—2018《腰带》中裁取各部位样品拉伸测试带体、带孔、带扣、带齿的强力，腰带整体力学性能测试方法的设计实现对整条腰带的考核，采用膨胀撑拉式进行断裂强力测试，既能考察带体、不同材料连接部位以及腰带固定件的牢度和力值，还能解决挂钩、双环扣、针扣、按扣等新型固定方式的测试难点，同时得到整条腰带在使用过程中最易损坏的部位，避免加工不均匀、测试裁样位置等原因造成的误差。对于某些特殊款式的腰带，例如直接绑系腰带，可结合带体断裂强力进行考核，实现腰带力学性能的全方面考核。

腰带整体力学性能测试方法可以填补腰带特别是装饰腰带在质监工作中的欠缺、检验方法的空白，作为企业组织生产和质量监督检验的依据；同时在生产、流通领域的监督抽查，生产厂家、销售企业、消费者对装饰腰带的委托测试的过程中达成一致诉求，便于企业的质量控制和监管部门快速执法。