面料力學(xué)性能與結(jié)構(gòu)性能的相關(guān)性分析

沈 璐

(東華大學(xué)服裝學(xué)院，上海 200051)

在服裝生產(chǎn)過(guò)程中，面料的力學(xué)性能很大一部分決定了成衣的效果和質(zhì)量，也是服裝的成衣加工性能的客觀體現(xiàn)，因此服裝面料力學(xué)性能的研究已經(jīng)成為目前紡織服裝科研方面的一大主題。 同時(shí)面料結(jié)構(gòu)參數(shù)也是影響成衣效果的重要指標(biāo)，因此，企業(yè)為了提高生產(chǎn)的準(zhǔn)確性，迫切需要得到有關(guān)服裝面料結(jié)構(gòu)參數(shù)與力學(xué)性能參數(shù)的關(guān)系作為客觀參考，以適應(yīng)市場(chǎng)需要。 本文對(duì)面料力學(xué)性能與結(jié)構(gòu)性能的相關(guān)性作了分析。

1 結(jié)構(gòu)參數(shù)主成分因子提取

針對(duì)誤差剔除和篩選后的120種織物面料，做了相關(guān)的結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)量，得出其厚度、克重、經(jīng)密和緯密幾種結(jié)構(gòu)性能參數(shù)，同時(shí)以厚度與克重的比值作為一種新的性能表達(dá)指標(biāo)，間接表達(dá)織物緊度。

針對(duì)織物結(jié)構(gòu)性能參數(shù)進(jìn)行SPSS相關(guān)性分析得出，織物厚度、克重、織物厚克比值以及織物經(jīng)密、緯密，都表現(xiàn)顯著的相關(guān)性，其中織物厚克比值與織物厚度和克重表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)性，與織物經(jīng)密和緯密表現(xiàn)出顯著的負(fù)相關(guān)，故可以求取織物厚克比值與其他幾個(gè)變量直接之間的回歸關(guān)系，以織物厚克比值作為反映織物結(jié)構(gòu)性能的綜合性因子，回歸分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 模型擬合過(guò)程

表1中R2表示自變量xi與因變量y之間線性關(guān)系密切程度的指標(biāo)，取值范圍在0～1之間，其值越接近1，表示線性關(guān)系越強(qiáng)。為消除自變量的個(gè)數(shù)以及樣本量的大小對(duì)判定系數(shù)的影響，這里引入修正后的R2，作為回歸模擬優(yōu)劣的評(píng)價(jià)指標(biāo)。由表中和修正的值可以看出，R2和修正后的R2之間的差異性很小，即建立的回歸方程比較好。

方差分析表顯示回歸擬合過(guò)程中每一步的方差分析結(jié)果。Sig為F值大于F臨界值得概率，表1中結(jié)果表明，當(dāng)回歸方程包含不同的自變量時(shí)，其顯著性概率值均小于0.001，即拒絕回歸系數(shù)均為0的原假設(shè)[2]，因此，最終的回歸方程應(yīng)該包括這4個(gè)自變量，且方程擬合效果很好。

表2 回歸分析因子系數(shù)表

備注：TH—織物厚度，GR—織物單位面積克重，TH/GR—織物厚克比值，D1—織物經(jīng)密，D2—織物緯密。因變量：TH/GR。

由表2得知，B為結(jié)構(gòu)性能主成分因子與力學(xué)性能主成分因子之間的回歸系數(shù)，Sig值表示的是回歸系數(shù)的優(yōu)化程度，此值越接近于0，說(shuō)明回歸擬合度越好，表中每個(gè)主成分因子對(duì)應(yīng)的Sig值都小于0.05，即織物厚克比值參數(shù)與其他結(jié)構(gòu)性能因子的回歸線性擬合度都較好。因此織物厚克比值與厚度、克重、經(jīng)密和緯密間的回歸關(guān)系方程可以寫為：

TH/GR=9.013+31.377×TH-0.027×GR-0.001×D2

(1)

為驗(yàn)證主成分因子獲取的正確性以及其表達(dá)信息的準(zhǔn)確性與完整性，對(duì)織物厚克比值與各結(jié)構(gòu)變量進(jìn)行散點(diǎn)圖線性模擬，得出厚克比值與各結(jié)構(gòu)自變量之間具有高度的線性相關(guān)性，即織物厚克比值這一新生成的變量指標(biāo)完全可作為以表達(dá)織物結(jié)構(gòu)性能的綜合性指標(biāo)。

2 力學(xué)參數(shù)主成分因子提取

本文盡可能多的選擇多種物理力學(xué)性能指標(biāo)，并采用多元線性逐步回歸來(lái)計(jì)算出織物的風(fēng)格值，得出各種物理力學(xué)性能指標(biāo)對(duì)織物質(zhì)量和風(fēng)格的影響程度，并通過(guò)一種全面、整體、科學(xué)的表達(dá)式來(lái)定量表達(dá)；從中找出影響織物質(zhì)量和風(fēng)格的主要物理力學(xué)性能指標(biāo)[3]。本文中面料力學(xué)性能參數(shù)是通過(guò)KES織物風(fēng)格測(cè)試儀分別對(duì)各種織物的表面性能參數(shù)、彎曲性能參數(shù)、剪切性能參數(shù)、拉伸性能參數(shù)、織物克重、織物厚度以及織物經(jīng)緯密等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量；以此應(yīng)力下的力學(xué)性能參數(shù)來(lái)更加準(zhǔn)確表征服裝面料穿著時(shí)的效果[4]。

根據(jù)儀器對(duì)樣品的損傷程度，即拉伸>剪切>彎曲>壓縮>表面摩擦，安排樣品力學(xué)性能測(cè)試順序：表面摩擦→壓縮→彎曲→剪切→拉伸；實(shí)驗(yàn)采取同種實(shí)驗(yàn)相同部位測(cè)量三次求均值的方法，以減少測(cè)量誤差，其中拉伸性能、剪切性能、彎曲性能和表面摩擦性能有經(jīng)緯向之分，采取經(jīng)向、緯向各測(cè)試三次求其均值，以更加準(zhǔn)確的表征面料的風(fēng)格性能。

材料準(zhǔn)備：首先對(duì)分類后選取的120種織物面料進(jìn)行預(yù)縮和熨燙，針對(duì)預(yù)縮和熨燙完成后的面料進(jìn)行試驗(yàn)樣片準(zhǔn)備，每種面料在距布邊10 cm內(nèi)取樣，以20 cm×20 cm的規(guī)格裁剪6塊樣品，并且一條邊與經(jīng)向平行，標(biāo)清面料分類及編號(hào)和經(jīng)緯方向，然后在恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室中放置24 h以上，以便面料樣品在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下有足夠的時(shí)間恢復(fù)至自然伸展?fàn)顟B(tài)，以減小因環(huán)境因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成的偏差；按順序進(jìn)行測(cè)試。

由相關(guān)性分析可得出：彎曲性能與剪切性能、壓縮能量、壓縮回彈性和拉伸性能都表現(xiàn)出顯著的相關(guān)性；剪切性能與彎曲性能和拉伸性能表現(xiàn)出顯著的相關(guān)性；壓縮性能與彎曲性能和拉伸性能表現(xiàn)出顯著的相關(guān)性；拉伸性能與彎曲性能、剪切性能、壓縮能量和壓縮回彈性表現(xiàn)出顯著的相關(guān)性；并且除經(jīng)、緯向表面摩擦系數(shù)平均偏差MMD數(shù)據(jù)顯示出較明顯的不相關(guān)性之外，其他同一類參數(shù)下經(jīng)、緯向數(shù)據(jù)均表現(xiàn)出顯著的相關(guān)性，因此這里將相關(guān)性顯著的經(jīng)、緯向數(shù)據(jù)進(jìn)行用均值表示此參數(shù)的綜合性能。

對(duì)使用均值表征的面料綜合性能數(shù)據(jù)進(jìn)行因子分析及主成分分析，得出6種主成分，由分析得出總共有6組數(shù)據(jù)變量的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到了90%以上，故獲取6個(gè)新的變量作為表達(dá)所有織物風(fēng)格信息的6個(gè)主成分，給其命名分別為Factor1、Factor2、Factor3、Factor4、Factor5、Factor6。

3 結(jié)構(gòu)性能與力學(xué)性能參數(shù)相關(guān)性模型的建立

針對(duì)織物結(jié)構(gòu)性能參數(shù)中所提取的織物厚克比值和力學(xué)性能參數(shù)中所提取的六個(gè)主成分因子，論文進(jìn)一步使用SPSS數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)其進(jìn)行多元線性回歸分析，尋找其間的線性關(guān)系，并對(duì)其間的線性關(guān)系進(jìn)行線性模擬。

表3 模型擬合過(guò)程

注：預(yù)測(cè)值：(常量)，F(xiàn)actor1, Factor2, Factor3, Factor4, Factor5, Factor6。因變量：TH/GR。

表3中使用了反映自變量與因變量之間線性關(guān)系密切程度的指標(biāo)R2和修正后的R2來(lái)判定因變量和自變量線性回歸模擬的擬合優(yōu)度，以更加準(zhǔn)確地反映線性模擬效果；由表中和修正的值可以看出，R2和修正后的R2之間的差異性很小，即建立的回歸方程比較好。

表4 回歸分析因子系數(shù)表

由表4得知，B為結(jié)構(gòu)性能因子與力學(xué)性能主成分因子之間的回歸系數(shù)，Sig值表示的是回歸系數(shù)的優(yōu)化程度，此值越接近于0，說(shuō)明回歸擬合度越好，表中每個(gè)主成分因子對(duì)應(yīng)的Sig值都小于0.05，即每個(gè)力學(xué)主成分因子與結(jié)構(gòu)性能因子的回歸線性擬合度都較好。因此織物結(jié)構(gòu)性能與力學(xué)性能回歸關(guān)系方程可以寫為：

TH/GR=12.034+2.240×Factor1-2.148×Factor2-1.891×Factor3+3.429×Factor4+0.973×Factor5+0.981×Factor6

(2)

4 結(jié)論

本文選取企業(yè)常用面料，在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上用SPSS進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，建立了各類面料主成分因子與織物結(jié)構(gòu)性能間的相關(guān)性模型。實(shí)現(xiàn)了目前企業(yè)對(duì)面料性能客觀性評(píng)價(jià)的需求，為以后新開(kāi)發(fā)面料以及投放市場(chǎng)打下了基礎(chǔ)。

[1] 盧紋岱.SPSS統(tǒng)計(jì)分析[M].第4版.北京:電子工業(yè)出版社.2010.

[2] 莊楚強(qiáng),何春雄.應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)[M].第3版.廣州:華南理工大學(xué)出版社.2006.

[3] 陳麗,許樹(shù)文,張國(guó)君.西服面料與粘合襯配伍效果的評(píng)判模型[J].浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006 (1):13-21.

[4] 張金瑞.輕薄毛精紡面料與雙點(diǎn)粘合襯的配伍性研究[D].上海：東華大學(xué)，2005:12-14.