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织物和服装悬垂系数测量和预测

  纺织品的一个至关重要的,实际上必不可少的特性,以及将其与其他材料(例如纸或钢)区分开来的特性,是通过优雅地弯曲成单曲率和双曲率的圆形折叠而能够经受大的,可恢复的悬垂变形的能力。正是这一特征在服装的贴合性,身体构造和穿着舒适性以及将三维(3D)体形转换成二维(2D)图案时起着关键作用,反之亦然。根据纺织学院的纺织品术语和定义,“悬垂被定义为'织物在优雅的褶皱中悬挂的能力,例如窗帘或裙子的正弦型褶皱'。它指的是织物的形状如同它悬挂在自身的重量之下;Cusick将织物的悬垂性定义为“当只有部分织物直接被支撑时,由重力产生的织物变形”。悬垂,连同接缝的效果,决定了它的方式。服装塑造成身体的形状,这是服装舒适性和美学相关性的关键因素及其合身性.Ayada和Niwa4表明,聚拢裙子的视觉美感和全面质量与面料机械密切相关弯曲,剪切和织物重量的特性可以通过成形性,弹性潜力和悬垂性的参数来描述。
  织物剪切性能起主导作用的悬垂,也是身体扫描,大规模定制,计算机辅助设计和计算机辅助制造(CAD-CAM)以及服装设计自动模式制作应用中的一个至关重要的参数。和制造业。近年来最重要的发展是悬垂的经验预测和建模,以及向3D设计,模拟和虚拟建模(3D虚拟原型设计)的转变,使设计师能够将他们的设计“悬垂和验证”到计算机生成的人体模型上或者考虑到技术信息,织物类型,颜色,悬垂和拉伸以及接缝效果,建立一个合身模型的身体扫描。将2D图案转换为遵循体表(并且反之亦然)的3D配置,涉及对织物物理性质(例如悬垂性)进行建模。
  悬垂的测量
  织物悬垂特征和行为表现在服装的外观和贴合性上,并且通常主观评估。然而,相当多的研究和开发已经针对悬垂的常规客观测量和表征,并且将如此测量的悬垂性与客观测量的织物机械性能,特别是弯曲刚度和剪切刚度相关联。Chung对未缝合和缝合的织物上的静态和动态悬垂性研究进行了详细的综述,并研究了缝合余量,类型和位置对织物悬垂性的影响。她发现,随着垂直接缝的插入,弯曲长度增加,而悬垂系数随着径向接缝的增加而增加;增加接缝余量几乎没有影响。最大的悬垂系数发生在位于基座外的圆形接缝处。Schenk开发了一种新方法来测量接缝刚度对相邻织物刚度的影响。
  Chuetal开展了一项开创性的工作,他开发了一种通过FRLDrapemeter测量悬垂性的方法,将悬垂量化为无量纲悬垂系数(DC%)。Cusick随后开发了一种名为Cusick的悬垂度计(图),它仍然是测量悬垂性的标准和最常用的方法。它有一个平行光源,可以将垂褶织物的形状投射到圆形纸盘上。织物的悬垂性通常被定义为由垂褶织物的垂直投影覆盖的环形环的面积,表示为扁平环形织物环的面积的百分比,这被称为“悬垂系数”。在实践中,阴影的轮廓通常被描绘在纸上并切出以进行称重。Cusick将悬垂系数(DC%)定义为悬垂阴影(W2)的纸张重量,表示为整个环形圈面积的纸张重量(W1)的百分比DC%=W2/W1×100
  Bhatia和Phadke10表示,由于垂褶的样本会形成褶皱,因此它不会保留在一个平面上,并且跟踪的图像不一定是真实的投影图像。他们表示,了解悬垂机制需要研究以下因素。
  悬垂几何形状,即悬垂样品的构造,悬垂测量用于研究织物几何形状的影响。
  悬垂图,即3D垂直样本的投影2D简化,其中包含三个重要项目:
  1.该区域,是悬垂系数的基础;
  2.由于材料屈曲,屈曲现象,负载应用类型和边界条件而形成的节点数量;
  3.节点的形状-当节点是均匀的时,悬垂图是极坐标中的循环函数。将这些极坐标转换为矩形坐标简化了形状因子和悬垂系数之间的分析。
  表:悬垂系数(%)
 
  悬垂几何形状可根据悬垂系数预测,节点数随悬垂系数增加而减小(反向关系)。Behera和Mishra发现节点数和织物弯曲刚度之间存在负相关关系。
  “drapemeter”的典型例子包括Cusick,FRL和ITF以及MITDrape-O-Meter。测量悬垂性的其他原理包括通过环以恒定速度拉动圆形织物样品的力,该力被称为织物的“悬垂阻力”。科利尔开发了一种数字悬垂计。Matsudaira等人。使用图像分析系统来测量静态和动态悬垂性。Vangheluwe和Kiekens也使用图像分析(视频数码相机和基于计算机的图像处理系统)来测量悬垂系数,而Stylios等人。开发了下一代的悬垂度计,通过电荷耦合器件(CCD)相机作为视觉传感器,可以测量3D静态和动态悬垂性。图像分析使得能够在相对短的时间内进行许多测量。以下是一些用于测量织物悬垂性的标准测试方法:
  BS8357;BS5058/EN9073;UNI8279;AFNORG07-109;ERT90-1。
  导致织物悬垂行为的一些因素。箭头方向表示给定参数的增加或减少是否会增加织物的悬垂系数。
  另一个因素:悬垂的经验预测
  已经进行了许多实验研究,以通过回归方程和其他分析技术确定影响悬垂的织物性质并根据经验量化这些效果。Peirce对织物悬垂进行了最早的研究之一,早期的研究证明了织物刚度对悬垂性的主要作用,织物重量起着较小的作用。楚等人。表明悬垂性取决于三种基本织物性能,即杨氏模量(Y),横截面惯性矩(I)和织物重量(W)[悬垂系数=f(B/W),其中B=YI]。
  后来的研究证明了织物剪切和剪切滞后对织物和针织物的悬垂性的影响,“剪切”是当相反的力相互平行时导致扁平织物的变形(剪切刚度是剪切角度)织物开始弯曲)。Xu和Wang推导出以下预测方程式,用于短花车精纺织物的剪切刚度(例如平纹,2/1斜纹,1/2斜纹和2/2斜纹)
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