探究紧身跑步服弹性形变的影响因素

(上海工程技术大学 服装学院,上海 201620)

当今社会人们关注健康，越来越热爱运动，不少人在运动时喜欢穿上紧身跑步服，因为紧身跑步服能够紧贴皮肤,包裹全身肌肉，减少运动过程中皮肤的滑移，从而使人们获得更好的运动体验。但随着运动需求的提升，人们对跑步服的舒适性和合体性的需求也有了一定的提高，而服装的弹性形变能够影响到其舒适性和合体性，针对这一问题，如下对紧身跑步服弹性形变的影响因素做了一些探究。

1 紧身跑步服的发展

1.1 中国古代

由于中国传统思想对人们的影响，中国古代运动服饰的版型以平面舒适为主，不要求与人体各个部位相贴合，不需要去刻意表现人体的曲线，从而显得宽松。在服饰外观上强调和谐、对称、统一。在面料和图案方面一般要求为材质轻柔、色彩简单、表达含蓄优雅，但细节要精细。

1.2 西方古代

西方在服饰上的要求则与中国相反，他们更注重服装与人体的贴合度，通过服装来塑造、展现人体，使视觉上产生相应的美感，并且更便于运动。例如古奥运会上的“裸体竞技”便是这两者的结合体现。

1.3 近代运动服

因全球性文化融合的趋势，差异较大的中西方两种文化有了一定的交融，使体育服饰在东西方间的隔阂逐渐消失。现化科学与运动服相结合，促使体育运动服日益成熟，使运动服更有效地保护人体并在一定程度上提高穿着者的运动成绩[1]。同时，竞技运动服的发展也影响了服装在面料、款式、结构等多方面的不同创新。在款式方面可以明显地看出，男子运动服饰变化较小，而女子运动服饰的变化则呈现出跳跃式的变化趋势。在20 世纪初女性在穿着上较为保守，运动服的款式更接近居家服的装扮。20 世纪20 年代后，人们对于运动的幅度和强度皆有所增加。20 世纪30 年代，由于英国的Mary Bagot Stack 女士信奉“生命在于运动”，为了方便女性的运动，她将女性运动服装的款式改良为合体的无袖衬衫和短裤。

到20 世纪40 年代，由于二战的爆发，女性转而在家进行运动，因此运动服逐渐变得更为居家、修身。20世纪50 年代，战后经济开始复苏，女性对于运动的需求日益增大，使得女性在运动服款式颜色上的选择更加大胆，并且开始为突出线条的美感而进行收腰款式的设计。到20 世纪60 年代出现了提供给女性的室内健身中心，因此女性的运动服饰逐渐开始多样化。20世纪70 年代时，由于时尚潮流不断涌现，年轻人开始崇尚张扬的风格，女性跑步运动从专注于竞技开始向宣泄自我和锻炼上发展，也有一些追求时髦的跑步者开始穿着时尚的渔网装。没过几年，田径训练服兴起，这种不分男款、女款，且样式为宽松的背心运动服标志着女权主义的兴起。在20 世纪80 年代，由于科学领域的蓬勃发展，文明的不断进步，在跑步过程中，跑步紧身衣能够有效地帮助穿着者感受运动时肌肉的运动状态，因此跑步紧身衣成为那个年代的热销产品。到2000 年之后，关于女性的运动越来越受重视，并且越来越多样化。因此，女性运动服饰的分类更加丰富[2]。

2 紧身跑步服弹性形变的影响

2.1 人体肩臂处活动的影响

人体运动时，由于人体的骨骼、关节、肌肉和皮肤会有一定位移的变化，会随此相应发生改变，因此服装也会随之发生相应的滑移、延伸、褶皱等类似的主要变化，所以服装的结构以及松量的设计都影响着人体活动的幅度范围。

人体的关节运动：人体上肢的运动主要是手臂的运动，其中肩关节是手臂运动的一个支点，其运动灵活；肘关节的运动方向则相对单调；骨骼上的肌肉运动通过肩关节这一支点带动整体骨骼方向位置的变化。因此在服装结构设计中应充分考虑上肢运动所需要的活动范围，从而放出一定大小的松量是有必要的。

人体的皮肤拉伸：人体的皮肤本身具有一定的弹性，人体皮肤会随着骨骼及关节的运动而产生不同形式的变化。研究者测量了人体的肢体在不同运动状态下皮肤的拉伸形变量，得出结论为当手臂呈上举的动作时，体侧线与手臂下纵线的皮肤拉伸率是最大的。当手臂做前伸动作时，后背宽线与手臂后纵线的皮肤拉伸率是最大的，当手臂做向后的动作时，前胸宽与手臂最大围度处的皮肤拉伸率是最大的[3]。

由于人体上肢运动的变化所产生的皮肤表面的伸展和收缩都会直接地使服装发生弹性形变，从而影响着装的舒适性，所以需要对人体的上肢运动进行详细的分析。在“人体上肢运动对服装袖型松量设计的影响分析”实验中选取3 位年龄为18～25 岁、身高为175～185cm 的男性来作为实验的样本，将臂部的运动变化概括为7 种姿势，如图1 所示，对这7 种动态姿势引起的变化进行测量[4]。由此可知，手臂的运动对于手腕尺寸、下肘围和下臂围变化没有太大影响；曲肘的动作对上肘围、上臂围的变化有较大影响；向上或水平抬手会缩小腋围，其余则反之；侧平举及上抬手臂会使后臂长减少，其余则反之，如图2 所示。

2.2 服装面料的影响

除了人体肩臂处的关节运动和皮肤拉伸对紧身跑步服有形变影响外，服装面料本身对此也有一定的影响。不同的面料由于其相应的弹性性能不同，受到关节运动及皮肤拉伸后所形成的形变效果也不同；由于不同面料的恢复力有所不同，面料在受到形变影响之后再恢复的形变状态也有所不同。

通过“弹性紧身衣的纸样放缩量设置”文献，可以了解到弹性面料主要分为两种类型，第一种是面料本身因为纤维的特性具有弹性，另一种是织物因组织结构而产生弹性，但这一类面料因为其弹性原因只能在穿着时给人们舒适感而不能很好地贴合人体的各个部位，因此紧身跑步服一般采用本身具有弹性纤维的面料来制作。

关于紧身跑步服的制作，其档差需要通过一定的比例因子来进行转换。通常情况下面料拉伸率在经向、纬向上的表现往往是不同的，且面料纬向的拉伸率通常会大于经向的拉伸率。每种面料的拉伸率在不同方向上都会有不同的变化，其比例因子也会相应发生改变。此外，服装穿着拉伸率也是影响面料弹性的一类相关因素。在穿着服装的过程中，各个方向上的拉伸量都会影响紧身衣的合体性以及服装压力舒适性，且最终通过这些方向上的拉伸量来决定服装的穿着拉伸率，由此来结合服装面料的自身弹性最终决定服装的形变[5]。

在“面料弹性测试及其分类”实验中，研究者对50种面料进行了相关的弹性测试。测试中采用恒定负荷、单向拉伸的方法进行测试。而恒定负荷时面料的伸长率γ1 以及伸长弹性回复率γ2 的计算公式分别如（1）式和（2）式。

其中L0是试样加上预加张力后的总长度（mm），L1是试样加一定的负荷并且经过一定的时间后试样伸长的长度（mm）。L1'是除去负荷之后经过一定时间后试样的长度。

通过公式（1）和（2）可知：恒定负荷时，伸长率越大面料在外力作用下越容易产生形变；面料弹性回复率越大，面料的拉伸弹性越好。运用阶梯形裁样法随机选取50 种样品，根据数理统计知识对随机样本进行分析，可以得出样本的频率分布与总体的概率分布相近似。将这50 种试样作为弹性面料的一般情形，其中高回复率面料（98%≤γ2≤100%）约占80%,因此大多数面料弹性形变恢复性好，服用性能好。

在对服装进行结构设计时，首先要针对成衣穿着效果进行规格尺寸的设计，在净尺寸的基础上加放一定的放松量。包括生理舒适量、运动舒适量，和款式需求量。这些舒适量主要由面料弹性形变产生的伸长和在人体净尺寸的基础上加放一定的松量这两个方面体现，对于一些功能性的服装应结合人体各部位在运动状态下的形变来确定放松量，合理地根据面料的弹性伸长率来进行分类规格设计[6]。

3 结语

由于人们对于紧身跑步服舒适度、合体性要求的日益提高，在紧身跑步服结构设计过程中应当注意其弹性形变的影响因素。跑步服弹性形变的影响因素主要包括人体关节运动及服装面料本身弹性形变两个方面。经过研究分析认为，人体肩臂处关节的活动对于紧身跑步服弹性形变的影响，可以通过弹性面料的研究与开发使其弹性形变性能得以提升，或是在肩部袖窿或袖山等处进行创新设计使肩臂处关节的活动对衣袖面料的牵拉影响降低，如插肩袖设计等；在肘关节处则应根据肘关节的活动状态来做出更为贴合的袖型，也可以适当加一些放松量；或者根据这些大量的研究数据来开发创新新型纤维面料或新型面料组织结构，从而减小这些因素对于紧身跑步服弹性形变性能的影响。但是研究、开发出符合条件的新型纤维、面料难度很大。在今后的研究中，希望能够通过这些方面对紧身跑步服进一步地研究，设计创新和开发更适宜的新型面料，使人们在跑步运动中能够得到更好的运动体验。