举重鞋中底硬度对抓举发力阶段足部生物力学的影响

目的探究不同硬度的举重鞋中底对抓举发力时足部生物力学及鞋底的影响,为举重鞋优化设计奠定基础。方法模型基于健将女子举重运动员和安踏二代举重鞋,使用计算机断层扫描仪(西门子SOMATOMgo.top64排128层螺旋CT机)、Mimics 21.0、Geomagic Design X 2022、ANSYS 2020R2等对模型进行修复、耦合、约束、加载、材料和接触设置。实验使用8台Qualisys红外高速摄像机、Kistler三维测力台、Pedar压力感应鞋垫测试系统采集受试者在穿着举重鞋状态下完成最好成绩50%的下蹲抓举生物力学数据。研究所采集的抓举发力特征时刻生物力学数据用于后续仿真模拟。目前鞋类中底TPU的弹性模量多为10~50 MPa,参考本试验碳板弹性模量16.7 MPa,碳板弹性模量由低到高设置为11.7、14、16.7、20、25、30、35、40、45、50 MPa。结果中底TPU弹性模量25MPa内的应力波动较小,20 MPa时足底应力峰值最小,随着中底弹性模量的增大,足底应力峰值也随之增大。碳板应变、中底应变、外底应变与中底的弹性模量呈反比。结论举重鞋TPU弹性模量增加能降低鞋底的应变,在抓举发力中能减少鞋底的应变使得发力时鞋底稳定性增加,同时考虑足底的应力较小时能减少损伤,建议举重鞋鞋中底TPU弹性模量设置为20~25 MPa。