乳罩中的托底鋼圈的設(shè)計(jì)

乳罩中的托底鋼圈的設(shè)計(jì)憂秀的文胸鋼圈設(shè)計(jì)，不但能便文胸款式時(shí)尚.而且其結(jié)構(gòu)符合人體工程學(xué)，穿弄舒適?？钍襟w現(xiàn)在鋼囲的內(nèi)外側(cè)點(diǎn)的高度和訥囲弧線長(zhǎng)度I面.與設(shè)計(jì)肴的設(shè)計(jì)珅念相關(guān)，而胖適性則與鋼圈所涉及的人體工程學(xué)息息相關(guān)，主要表現(xiàn)在穿著以后鋼圈與乳房底部輪廓線的貼合程度和鋼圈對(duì)人體的壓力上面。本章主要結(jié)合文胸面料利鋼圈材質(zhì).將鋼圈的受力問(wèn)題轉(zhuǎn)化為敖學(xué)的模型進(jìn)疔求解。5A2問(wèn)題分桁a■動(dòng)作分析經(jīng)過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)和動(dòng)作分析，將文胸穿著過(guò)程通過(guò)攝影丈件慢魏頭回啟，得到文同定位亙施力打開一乳屈寬▼T固定位置一?乳房底部輪訓(xùn)線圖靈】動(dòng)作與文膚狀態(tài)對(duì)比用農(nóng)觀察圖示并總結(jié)如下：（1）鋼圈最低點(diǎn)與乳房最低點(diǎn)重合，點(diǎn)分、O、冷在同一平面內(nèi)+鋼圈在經(jīng)過(guò)乳房最低點(diǎn)的豎直平面上，處于不受力狀態(tài).此過(guò)程大致確定丈腳的高低位置。（2）給團(tuán)翼■宦的拉力，便鋼圈在半面內(nèi)橫向打幵。此時(shí)丈胸鳩心己經(jīng)貼體，鋼圈征某…半面內(nèi)受到測(cè)與的拉力*開【I度增加.（3）繼續(xù)對(duì)側(cè)翼施加拉力.改變側(cè)翼方向.使其與人體貼含*鋼懼也隨Z貼含于人體腳部。此時(shí)，創(chuàng)圈受到的側(cè)翼拉力*乳龍支持力利鋼闊的內(nèi)應(yīng)力也隨Z產(chǎn)生；銷圈在它們的綜合作用下到達(dá)乳房底部輪酬線的形狀，直到拆疔扌||和合。b.問(wèn)題分析將鋼圈受力的間題轉(zhuǎn)化為質(zhì)點(diǎn)的拉移問(wèn)H＞通過(guò)數(shù)學(xué)公式和受力關(guān)系對(duì)運(yùn)動(dòng)位移進(jìn)行分析和求解，從而得到初始狀態(tài)到受力狀態(tài)的鋼圈變形i/j況，作為鋼圈紙樣設(shè)計(jì)的理論依據(jù)。依據(jù)匕面的動(dòng)作分析，論文將鋼圈受力情況總結(jié)如下，就文炯右邊鋼圈受力及位移總結(jié)如下:（1）鋼圈受到側(cè)翼橫向的拉力，以處低點(diǎn)為支點(diǎn)，外側(cè)弧向右打開，產(chǎn)生向右的位移。外側(cè)點(diǎn)〃產(chǎn)生向右的位移。（2）受到側(cè)翼向身體厚度方向的拉力，以最低點(diǎn)為支點(diǎn)，外側(cè)弧向身體厚度方向傾倒，產(chǎn)生向后的位移。外側(cè)點(diǎn)/產(chǎn)生向身體后側(cè)的位移。（3）市于鋼圈的弧長(zhǎng)的限制，外側(cè)點(diǎn)產(chǎn)生向下位移。域終''B”點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到“夕”點(diǎn)的位魁，任人體乳房底部輪廉線處達(dá)到半衡狀態(tài)。5.2模型假設(shè)將現(xiàn)實(shí)中丈雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)的問(wèn)題，使分析模型更加消晰.便丁?理解，這就是數(shù)學(xué)建模的總圖。在數(shù)學(xué)模型建立Z詢，需要給出模型一些假設(shè)條件，搖棄復(fù)余且對(duì)結(jié)果影響較小的細(xì)節(jié)，抓住問(wèn)題的核心進(jìn)行詳細(xì)的剖析，是數(shù)學(xué)建模的關(guān)鍵。就本論文模型，做如下假設(shè)：（1）假設(shè)人體側(cè)面和背部足一個(gè)連續(xù)fl光滑的Itllffi.整體呈倒梯形。（2）假設(shè)著身后鋼圈的受力集中在鋼圈外側(cè)點(diǎn)上受到的水平拉力，不考渥力系作用，且人小等于著身后側(cè)翼的內(nèi)部張力。（3）假設(shè)鋼圈在未受力前為規(guī)則的半圓弧。（4）假設(shè)鋼圈弧線匕任意點(diǎn)符合?正態(tài)分布，在力的作用下，其位移與點(diǎn)的縱坐標(biāo)值成正比.5.3符號(hào)說(shuō)明及名詞定義531模型建立在問(wèn)題分析中，鋼圈的變形足三維方向的，而H影響鋼圈產(chǎn)生三維變形的岡索為側(cè)翼的拉力和鋼圈內(nèi)應(yīng)力，建立如卜?模型：已知某女性乳房輪廓線和文胸款式，按照文胸款式截取乳房輪廓線的內(nèi)外側(cè)點(diǎn)，假設(shè)得到的規(guī)則曲線為：lltl線一AOB:”=一丁班2/?+.丫）（2斤＜乂＜0,尸＜0）（斤為乳房半徑）（5_］）令曲線一上三點(diǎn)力，C、R、力為乳房?jī)?nèi)側(cè)點(diǎn)，0為乳房最低點(diǎn)，&為乳房外側(cè)點(diǎn),受到側(cè)翼拉力的作用后,曲線二上點(diǎn)〃由初始位世變化到刀,求曲線二的形態(tài)。模型求解a.模型關(guān)系式的建立以13點(diǎn)為原點(diǎn)?建立坐標(biāo)系，模型如卜?:圖52平面鋼圈與乳房底部輪解線Z幼的關(guān)系根據(jù)假設(shè)(1)和⑵,人體的側(cè)面和背部光滑,鋼圈受力大小為側(cè)翼被拉開之后的內(nèi)部張力尸。設(shè)F0X軸正方向的夾角為a?所以：0點(diǎn)在才方向的受力巴為F*=F*cosa(5-2)呂點(diǎn)在y方向的受力殲為Ft=A*sina(5-3)同時(shí)令B點(diǎn)在X軸方向的位移B1大小為“,在F方向的位移B\大小為力,在Z方向的位移晟為c則正切值tana=—h(5-4)正弦值bsina=/、、da1"(5-5)余弦值acosa=‘；J/+F(5-6)卜向介紹模型中涉及到的參數(shù)的計(jì)算和獲取。b.參數(shù)求解〃值求解文胸鋼圈穿著前后的打開度為四，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該數(shù)據(jù)同樣適合本論文樣本測(cè)量值，所以在論文模型中，〃的值為1.6"〃。力值求解從模型分析中我們r(jià)-I以G到,鋼圈外側(cè)點(diǎn)B在縱向的位移ft為從平面B點(diǎn)到R、即乳房最低點(diǎn)到外側(cè)點(diǎn)的縱向距離,所以在款式要求下，確定乳房外側(cè)點(diǎn),通過(guò)該點(diǎn)的Z標(biāo)值可得到〃的大小.c值求解從5-2中叫■以看到，由于鋼圈外側(cè)弧線長(zhǎng)度的限制，鋼圈外側(cè)點(diǎn)衣到7會(huì)仃向下的位移個(gè)?為了求得個(gè)的值，將此問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求岡內(nèi)弦的問(wèn)題：?jiǎn)栴}假設(shè)：〃到〃點(diǎn)的約束值為鋼圈外弧線長(zhǎng)，為了研究方便，論文假設(shè)為該約束值為外側(cè)點(diǎn)到蟻低點(diǎn)的線段長(zhǎng)。問(wèn)題描述：外側(cè)點(diǎn)由只到力點(diǎn),看作是外側(cè)弧線繞最低點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng),C的值即為上圖53所示距離。問(wèn)題分析：1）圓的半徑為鋼圈外側(cè)點(diǎn)到最低點(diǎn)的距離/：;2）鋼圈為變形時(shí)，其〃點(diǎn)所在圓對(duì)應(yīng)的半弦長(zhǎng)人體乳房外側(cè)寬為工；3）鋼圈受力變形后，其〃點(diǎn)在園內(nèi)的半弦長(zhǎng)為兒+“?所以，根據(jù)I員I的相關(guān)定理，得到&的表達(dá)式為：c=（兀+“）2（5-7）其中，4、耳、兀+"都町以通過(guò)人體測(cè)量得到。（4）尸值求解側(cè)翼的拉力是由鋼圈款式、材料和側(cè)風(fēng)面料決定的，要在已知文胸側(cè)風(fēng)的材料和縫制匸藝后，制作小樣并通過(guò)強(qiáng)力機(jī)測(cè)試得到側(cè)翼的內(nèi)部張力，進(jìn)而求御尸的值。5.4模型舉例上面已經(jīng)對(duì)鋼圈受力和位移給出求解方式,通過(guò)模型的計(jì)算,設(shè)計(jì)者可以得出鋼圈外側(cè)點(diǎn)受力前后的位置和關(guān)系，從而在乳房底部輪廓線已知的前提下，通過(guò)UG軟件中的曲線功能求得鋼圈紙樣。己知人體乳房底部輪綁線和文胸設(shè)計(jì)款式見附錄4,現(xiàn)根據(jù)其中給出的側(cè)翼物料和工藝制作小樣,測(cè)得側(cè)翼拉力和變形量的關(guān)系,并得出對(duì)應(yīng)鋼圈的其紙樣尺寸。側(cè)翼拉力F求值（1）文脳1款式及工藝要求說(shuō)明文胸基丁?標(biāo)準(zhǔn)對(duì)稱型乳房底部輪廓線進(jìn)行設(shè)計(jì)，其款式為3/4罩杯文胸，鋼圈采用W2270材質(zhì)，側(cè)克面料為某公司常用面布和底布一一型號(hào)FL0204,卜.下側(cè)翼橡根為型號(hào)X。工藝上要求橡根和側(cè)翼面布平車縫合,然后雙排小人字車固定上下側(cè)翼,橡根夾在中間.<2）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備刮作三份測(cè)試用小樣。取型號(hào)FL0204的而布，裁剪尺寸為130//////X60//////的兩塊,同時(shí)収200〃〃〃等長(zhǎng)的兩條橡根，按上面所述工藝要求制作3塊小樣。怏用西安工程人學(xué)內(nèi)衣研究室電子織物強(qiáng)力機(jī)進(jìn)行測(cè)試，使用前，需調(diào)整好夾持器隔距，檢查鉗丨1準(zhǔn)確的對(duì)止和平行，然后根據(jù)測(cè)試需要對(duì)強(qiáng)力機(jī)進(jìn)行設(shè)置：測(cè)最類型為“定伸長(zhǎng)”、行車位置為“100〃〃〃”、測(cè)鼠次數(shù)為“3次”。（3）測(cè)試樣品制作小樣三份，型FL020?面布三塊，長(zhǎng)為120〃〃刀的橡根三條，<4）測(cè)試過(guò)程根據(jù)FZ/T70006-200444針織物拉伸彈性回復(fù)率試驗(yàn)方法”規(guī)定,將小樣固定在強(qiáng)力肌的夾持器上，測(cè)試時(shí)被夾長(zhǎng)度為100〃〃〃，在裝配時(shí)要使上下對(duì)齊，保證小樣表面半服，同時(shí)觀察顯示屏數(shù)據(jù)，預(yù)加張力1N,調(diào)整好行車位置和初始長(zhǎng)度，將測(cè)最數(shù)據(jù)清零以后，啟動(dòng)測(cè)試儀。為行車位置到達(dá)預(yù)定伸2時(shí)，夾持器停止運(yùn)動(dòng)，停辻30$,返回初始行車位置，然后進(jìn)行2次、3次測(cè)晴，測(cè)帚:完畢，儀器自動(dòng)記錄拉伸力值.說(shuō)明：通過(guò)測(cè)量人量的文胸樣本（見附錄5）,文JWFIH長(zhǎng)-?般較文胸號(hào)型中的卜開長(zhǎng)減少4.5“〃-9.5“〃（依據(jù)側(cè)翼面料、文胸款式、制作工藝的不同而不同），著身后側(cè)翼的變化量大概為13.64%-33.93%,所以在強(qiáng)力機(jī)定伸長(zhǎng)測(cè)量時(shí),將小樣的定伸長(zhǎng)値設(shè)定為60〃〃〃，保證測(cè)得的變形數(shù)據(jù)包括側(cè)號(hào)穿祥過(guò)程中的極限拉力。同上面的方法，分別對(duì)橡根和面布進(jìn)行測(cè)量。（5）測(cè)試結(jié)果圖54第?份側(cè)翼小樣力和變形雖的關(guān)系圖56第三份側(cè)呢小樣力和變形駅的關(guān)條曲線1是第一次拉伸小樣時(shí)的力和長(zhǎng)度變化，曲線2是第二、三次拉伸小樣時(shí)的力和長(zhǎng)度變化情況（第二、三次拉伸時(shí)的軌跡幾乎重合），曲線3為第一二三次拉伸恢復(fù)時(shí)F-N的軌跡（三次拉伸恢復(fù)時(shí)的幾乎軌跡重合）。（6）結(jié)果分析1）從上圖5-3、5-4、5-5可以看到,定伸長(zhǎng)測(cè)試時(shí)，小樣在受到拉力作用后的變化近似直線變化，小樣拉力和小樣變形量呈線性相關(guān)關(guān)系，即側(cè)翼在著身后其拉力的大小與被拉伸的長(zhǎng)度有關(guān),拉伸越長(zhǎng)，拉力越大，它們之間呈現(xiàn)線性相關(guān)的關(guān)系。2）第一次拉伸和第二、三次拉伸中，明顯看出，小樣的伸長(zhǎng)量相等時(shí)，第一次拉伸力最大,第二、三次拉伸所需的力較小,說(shuō)明小樣在受到第一次的拉力作用后,織物之間的張力減小。同時(shí)由曲線3可以看?到,在形變?yōu)?0如的位置,發(fā)生不可恢復(fù)的形變。所以文胸側(cè)風(fēng)在賽次穿行以后也會(huì)發(fā)生不對(duì)恢丈形變。所以為滿足文胸的舒適性等目的，取第二、三次的測(cè)最結(jié)果來(lái)求小樣受力后的平均形變鼠。3）綜介上面三個(gè)圖，取不同的力作川卜?，求小樣的平均形變最，然后繪制該小樣在不同拉力作用下的F_N圖。測(cè)帚三個(gè)圖中曲線二、三上各點(diǎn)的坐標(biāo)值，允許誤差為導(dǎo)入SPSS中，同時(shí)線性分析得到三分小樣的F-N關(guān)系式假設(shè)小樣F-N圖滿足線性關(guān)系：y-kx由圖中數(shù)據(jù)得到：小樣一:X,=0.225(13.5/60)小樣二：A=0.22(11/50)

小樣三：^=0.2125(8.5/40)所以得到斤=0.2288，即小樣F_N線性關(guān)系式為。實(shí)驗(yàn)一結(jié)論：在側(cè)翼變形范用內(nèi)，模型中側(cè)翼變形宣與拉力的關(guān)系為^=0.2288.r.另外參照印建榮的紙樣繪制方法W)，如果型兮為75B的文胸下圍長(zhǎng)則為61物(包括后背扣寬度),根據(jù)：(75-購(gòu))A=2(5-7)所以文胸在著身后側(cè)翼則一共被拉伸長(zhǎng)度為1567//,即左右側(cè)翼被拉伸的長(zhǎng)度均為7.5m側(cè)翼給鋼圈的拉力尸為17.16"。其它參數(shù)的確定収一測(cè)量樣本的曲線特征，分析得到其曲率圖如F：圖57某樣本乳房底部輪卿線的曲率帕從曲率附農(nóng)中，得到最低點(diǎn)位于曲線44.89%位豐，其曲率值為0.040851,所以得到具曲率半徑為2.5cm,其內(nèi)弧線特征點(diǎn)處在曲線18.37%,其曲率值為0.006163,外弧線特征點(diǎn)處于曲線65.31%位置，其曲率值為此可見,內(nèi)弧線特征點(diǎn)半徑小于外弧線特征點(diǎn)?參考第四帝內(nèi)容，該乳房底部輪廓說(shuō)低點(diǎn)曲率半徑p<5.2976,J1P$Pf，所以屈丁外側(cè)豐滿窄型，調(diào)用外側(cè)豐滿窄型乳房底部輪卿線特征，得到：(i=1.6/vwb=4」〃〃〃所以，/?///?=-=03902,Za=21°asi/)a=0.9336cosa=0.3584由上面求出的尸值為17.16N.側(cè)翼整體拉力為34.32"