鞋带松紧度和位置对跑步时鞋带拉力的影响

通过研究不同鞋带松紧程度下不同位置的鞋带在跑步过程中的拉力变化规律,为跑鞋鞋带自动束紧系统的研发提供数据支撑。使用三维运动捕捉系统、测力台以及自主研制的微型鞋带拉力传感器,采集15名男性跑者在不同鞋带松紧(松弛、舒适、紧绷)状态下,以3.8 m/s速度跑步时,不同位置(前、中、后)的鞋带拉力变化。研究表明:在鞋带松弛和紧绷的状态下,后部鞋带最大峰值拉力均大于前部和中部(P<0.05);在鞋带松弛状态下,前部、中部及后部最大峰值拉力分别出现在步态周期的(49.4±14.6)%、(47.6±9.9)%、(38.7±16.7)%。而在鞋带舒适和紧绷状态下,前部鞋带最大峰值拉力出现于步态周期的(29.1±11.8)%和(25.7±6.6)%,中部鞋带拉力最大峰值出现于步态周期的(48.2±9.2)%和(48.5±12.1)%,后部鞋带拉力最大峰值出现于步态周期的(40.8±18.9)%和(43.4±15.7)%。跑步时鞋带拉力随步态周期各个时段呈规律性变化,且后部的鞋带拉力最大。建议未来跑鞋设计时应针对鞋带部位进行分区设计,以提高跑步运动时的舒适性和运动表现。

跑步中运动文胸的支撑强度对乳房运动的影响

为了探究在运动中运动文胸对乳房保护效果的影响因素,文章选择了两款不同支撑强度的运动文胸,运用VICON运动捕捉系统采集了在不同跑步速度下中五名75B罩杯的年轻女性的乳房各部位的位移及速度数据。运用Matlab软件将乳房上各部位的位移数据转化成相对躯干的位移,并使用SPSS软件进行检验分析,同时结合主观评价分析运动文胸的保护效果。研究得出,在不同跑速下,穿着相同支撑强度运动文胸时乳房的运动轨迹较为相似,而穿着不同支撑强度的运动文胸时乳房的运动轨迹有一定的差异。乳房内侧点和下侧点的在左右方向、前后方向和垂直方向的运动幅度会随跑速的增大而增大,因此不能仅考虑运动文胸对乳房在垂直方向的保护;穿着低支撑强度运动文胸跑步时乳房各点的速度极差明显大于穿着高支撑强度运动文胸,且二者差值随跑速的增大而增大;当跑速为9~15 km/h时,高支撑强度的运动文胸主观舒适度评价分值更高。

不同硬度的鞋底-鞋垫组合对运动鞋减震性能的影响

探讨不同硬度的鞋底-鞋垫组合对运动鞋减震性能的影响。采用冲击试验机测试3种不同硬度中底(Shore C35°、Shore-C48°、Shore-C58°)、2种硬度鞋垫(Shore C51°、Shore C71°)及1种橡胶外底(Shore-A51°)的不同组合方式,在3种冲击高度下对减震性能评测指标的影响。结论:在高、中、低三种能量冲击下,材料硬度可以显著影响鞋底-鞋垫组合的减震性能,高硬度鞋底或鞋垫组合的鞋底-鞋垫减震性能较差,中等硬度鞋底或无鞋垫组合的鞋底-鞋垫减震性能居中,低硬度鞋底或鞋垫组合鞋底-鞋垫减震性能较好。从降低脚后跟冲击损伤出发,在进行低能量冲击运动如慢走运动,建议选择低硬度的鞋底-鞋垫组合的运动鞋,在进行中等能量冲击运动如快走运动,建议选择低硬度和中等硬度鞋垫搭配的鞋底-鞋垫组合的运动鞋,在进行高能量冲击运动如慢跑运动,建议选择有鞋垫的运动鞋。

鞋底-鞋垫减震性能材料测试有限元仿真分析

文章研究了鞋底-鞋垫减震性能材料测试有限元仿真分析方法及有效性。以不同硬度材料的鞋底-鞋垫组合为研究对象,采用3D扫描和逆向工程技术获取了鞋底-鞋垫与冲击头的有限元模型。对鞋底-鞋垫材料标准件进行压缩力学性能测试,获取不同鞋底-鞋垫材料的力-位移曲线,拟合鞋底、鞋垫常用的橡胶材料和乙烯醋酸乙烯酯材料本构模型,定义鞋底-鞋垫材料参数。采用三维动态有限元技术,仿真了6种高度下18种鞋底-鞋垫组合冲击测试,采用Bland-Altman差值分析法,验证有限元仿真与材料冲击测试法在鞋底-鞋垫减震性能冲击力峰值指标上的一致性。有限元仿真分析可以代替Impact Plus 5.0冲击试验机获取不同硬度鞋底-鞋垫组合减震性能的冲击力峰值指标,分析其减震性能,并依此指导鞋底-鞋垫组合材料的选用及减震结构优化,提高鞋底-鞋垫整体减震性能。

后跟具有硬质支撑结构的鞋垫对老年人行走稳定性的影响

本文旨在探究后跟具有硬质支撑结构鞋垫对老年人自然速度行走时稳定性的影响。采用Kistler三维测力台采集18名老年人以自然速度行走时垂直地面反作用力(vGRF)及压力中心(COP)轨迹数据,通过vGRF将步态的支撑相划分为负荷反应期(LR)、支撑中期(MSt)、支撑末期(TSt)、摆动前期(PSw)4个亚相,对比各亚相内COP的变化。结果显示,相比无鞋垫,基础鞋垫和支撑鞋垫均显著增加了LR时间,并减小了COP轨迹偏差,且支撑鞋垫效果更加显著。研究表明,鞋垫的硬支撑结构有助于减少老年人行走过程中的步态不稳定性,从而降低跌倒风险。

服装运动舒适性研究进展

人们生活水平不断提高的同时,体育运动也在飞速发展,群众对服装的运动功能提出了愈加迫切的希望和要求。以服装的运动舒适性为研究切入点,从服装运动舒适性的影响因素与评价方法方面展开综述。研究表明,不同面料的选择、服装施加的压力以及人体在运动过程中的动态特征,都会影响服装的运动舒适性,服装应根据运动特点进行选择。传统的服装舒适性评价多倾向于利用静态测试方法,忽略了动态层面下的人体舒适性。从人因工效学的角度探究服装与运动的交叉融合,推动运动服装领域的科学发展。

基于CFD仿真技术的我国跳台滑雪男子运动员的稳定飞行姿态差异研究

探讨中国运动员同世界顶级水平运动员在稳定飞行姿态上的技术差异与不足.研究记录8名中国运动员、8名日本运动员以及10名欧洲运动员的成绩及相关运动学参数,视频解析获得稳定飞行人/板姿态角度参数.建立具备项目特征的人/板系统精细化模型,应用CFD仿真技术对比稳定飞行人/板系统的气动特性差异.结果表明:中国运动员早期形成稳定飞行姿态及后期维持稳定飞行姿态的速度明显慢于欧洲、日本运动员,以至于在跳跃距离上表现出较大的水平差距(P<0.01);中国运动员稳定飞行时髋角度较小,偏小范围为4~8°;踝角度较大,偏大范围为7°~11°,身体姿态不够舒展;身体与雪板之间的角度较大,身体姿态不够前倾;中国运动员在稳定飞行时后方的回流涡强度较大,流线较为紊乱且密集,获得的总升力较小,特别是身体升力,而总阻力较大,以至于升阻比较小,整体气动特性效果较差.研究发现中国运动员成绩上的较大差距主要是由不合理的飞行姿态造成的,这种人/板姿态上的差异会直接影响稳定飞行时的气动特性效果.

制鞋行业有机废气处理工艺探析

制鞋行业产生的VOCs成分复杂且污染范围广,但目前该行业VOCs处理工艺仍处于落后阶段,因此已成为VOCs污染整治提升的重点行业。通过其他行业相对成熟的VOCs废气治理工艺的分析对比,提出“固定床吸附浓缩+催化燃烧”“沸石转轮吸附浓缩+催化燃烧”“沸石转轮吸附浓缩+RTO”3种工艺作为参考,其中以催化燃烧为组合的工艺在安全性和经济性上具有一定的优势和研究前景,有望成为新一代制鞋行业VOCs处理的主流工艺。

微波技术在材料化学中的原理及其运用

微波技术作为一种新型技术形式,在众多行业领域中都有着广泛运用,尤其是材料化学方面,该项技术具有明显的优势。文章首先阐述微波技术原理以及特点,其次明确微波技术形式,再次提出微波技术在材料化学中的具体运用,最后分析微波技术的发展展望,目的是利用微波技术,确保对材料化学进行有效地分析和处理,提升材料化学产品的质量以及生产力度,获取最佳经济效益,同时希望给相关研究工作提供一定参考。

智能可穿戴纺织品应用现状及发展趋势

智能可穿戴纺织品作为传统与科技交织领域的新兴力量,正在以其独特的优势和潜力,引领着新一轮的科技革命。文章介绍了智能可穿戴纺织品的市场现状、发展趋势及以个性化定制、健康监测与医疗应用、环保可持续、多功能智能集成为代表的市场机遇,阐释了智能纺织品在运动服装领域的发展前景。

冬季运动项目服装的专业功能体现

本文运用文献资料法,逻辑分析法等,重点对冬季项目服装的发展进行回顾和展望。无论为了竞技比赛,还是大众运动,专项服装是开展现代冬季项目不可或缺的一部分。本文从冬季运动项目服装发展历史的视角出发,基于人-衣-环境的匹配,围绕基础保温和辅助运动等冬季专项服装的核心功能,对国内外相关研究机构的成果,主要包括服装的材料、结构、专项功能、科技研发、紧身服装和服装产业等进行回顾和总结,并对国内冬季运动项目服装的科技发展及产业发展提出展望。建议:借助2022北京冬奥会及全国冰雪运动发展的契机,国内产业层面能够把冬季项目服装的专业功能与冰雪运动的群众推广进行有机结合。

足弓结构和跑鞋类型对慢跑状态下足底压力分布的影响

探究了足弓结构与跑鞋类型对足底压力分布的影响。选取21名女大学生(正常足、扁平足和高弓足各7名)分别穿着3种不同类型的跑鞋(减震鞋、控制鞋、稳定鞋),以3 m/s的速度对慢跑状态下的足底压力分布进行测试,使用双因素重复测量方差分析分别对峰值压强、接触面积、压强时间积分等动力学指标进行分析。足弓结构与跑鞋类型对前掌区域接触面积的交互作用具有显著性,且高弓足人群穿着减震鞋时前掌区域接触面积最大;足弓结构对后跟区域峰值压强的影响具有显著性;跑鞋类型对足底区域的各个指标的影响均具有显著性。跑鞋类型因素对足部动力学指标的影响显著削弱了足弓结构的差异,这可能会对预防运动损伤提供帮助。

性别与足弓类型对慢跑时足底压力中心轨迹的影响

主要探究性别与足弓类型对慢跑状态下足底压力中心轨迹的影响.使用Footscan平板式足底压力测试系统(采样频率为300 Hz)采集47名大学生(男性19名、女性28名)裸足状态下以3 m/s速度慢跑时的足底压力中心轨迹数据.采用双因素重复测量方差分析法分别对足底压力中心轨迹的速率、位移等指标进行统计分析,显著性水平α设为0.05.结果发现性别因素在前足蹬伸阶段对压力中心侧向偏移量(COPx)的影响具有显著性(P=0.035),且男性COPx大于女性;足弓类型在支撑期的三个关键时刻对COP x的影响均有显著性(P>0.05);不同足弓类型对垂直支撑时相的影响具有显著性(P=0.034);在前足蹬伸时相三种足弓类型之间的差异具有显著性(P=0.028).这些结果进一步为不同性别与足弓类型人群的矫形鞋(垫)设计提供了理论支持.具体而言,对女性来说,需要在前掌蹬伸阶段增大COP向内侧的位移,以增强人体稳定性;高弓足则需要更多的外侧支撑,而扁平足需要更多的内侧支撑来提高稳定性及减少下肢应力.

矫形鞋垫对扁平足人群足底压力分布的影响

招募了17名女性扁平足受试者,制作了9种足弓支撑高度和材料硬度不同的鞋垫,受试者分别随机穿着9种鞋垫以3 km/h的速度在跑步机上进行测试。使用足底压力测量系统记录不同鞋垫下的足底压力分布,并对每双鞋垫进行主观舒适性评价。结果显示:鞋垫硬度对前掌区域峰值压强的影响具有显著性(P=0.02),且硬度为50°shore C的矫形鞋垫对足底降压效果最好;鞋垫足弓支撑高度仅对前掌区域峰值压强(P=0.04)和压强时间积分(P=0.02)的影响具有显著性,鞋垫足弓支撑高度为24 mm时,矫形鞋垫能显著降低前掌区域的峰值压强和压强时间积分。硬度为50°shore C,支撑高度为24 mm的矫形鞋垫对于降低扁平足人群前掌区域的峰值压强的作用效果最为明显。

冰雪滑动摩擦研究现状及发展趋势

随着材料、检测设备和仿真软件的发展,冰雪摩擦的研究有了进一步的突破.冰和雪都拥有独特的摩擦特性,它们的微观结构、表面薄层和测试方法一直都是科学研究的重点.本文作者综述了关于冰雪与不同固体材料表面之间的摩擦学特性,简要介绍了冰雪微观形态、物态变化以及更深层次地从微观和纳观层面研究冰雪摩擦机理;重点介绍现有国内外在室内与室外进行冰雪摩擦测试的方法和测试装置的差异及影响,并结合减摩特性的摩擦机理研究在运动器材设计中的运用进行了简要总结.最后,在未来的发展中应更加注重这几个方向的研究,为国内冰雪摩擦领域研究及冰雪运动器材设计产业提供理论支持.

跑步着地模式与鞋底落差对跑者髌股关节压力影响的研究

目的:研究跑步过程中裸足、鞋底前后落差和跑步着地模式,对髌股关节反作用力和压力的影响,为消费者合理选择跑鞋和跑步着地方式,科学锻炼,预防“跑步膝”的发生提供科学依据。方法:选取13名男性跑步爱好者作为研究对象,使用Vicon红外三维动态捕捉系统和Kistler三维测力台,获取受试者裸足和穿着不同鞋底前后落差(4 mm、8 mm和12 mm)的跑鞋,采用不同着地模式(后足着地模式和前脚掌着地模式),以3.33 m/s的速度进行跑步时,下肢运动学、动力学和髌股关节参数等数据,包括触地时踝关节角度、峰值膝关节屈曲角度、峰值膝关节伸肌力矩、有效接触面积、峰值髌股关节反作用力、峰值髌股关节压力负荷、前脚掌着地时髌股关节反作用力和髌股关节负荷的第一峰值。结果:后足着地模式触地时,踝关节跖屈角度、峰值膝关节伸肌力矩、峰值髌股关节反作用力和压力显著大于前脚掌着地模式(P<0.001);裸足状态触地时,踝关节跖屈角度、峰值膝关节伸肌力矩、髌股关节反作用力和压力的第一峰值显著小于穿鞋时(P<0.001)。结论:跑步时,选择裸足或鞋底前后落差小的跑鞋,采用前脚掌着地模式,能够有效地降低髌股关节峰值反作用力和压力,可能有助于降低髌股关节的损伤风险。

基于CFD仿真的跳台滑雪空中飞行姿态优化及其验证研究

跳台滑雪的空中飞行阶段姿态及稳定性决定了飞行的距离.本文作者以跳台滑雪的人/板系统为研究对象,探究其在空中飞行阶段所受到的空气阻力以及保持平衡所需要克服的力矩问题.结合空中飞行过程中人/板系统姿态的主要参数,即雪板间相对倾角、身体与雪板夹角以及V型夹角进行仿真分析,采用正交试验方法,获取不同因素角度下的总升阻比、滑雪板升阻比、身体力矩以及滑雪板力矩.仿真结果表明主要参数的耦合关系对人/板系统的总升阻比、滑雪板升阻比、身体力矩以及滑雪板力矩均会产生影响,并能间接的影响到运动员空中飞行过程中的气动特性以及姿态稳定性.通过分析得到人/板系统的最优组合为雪板间相对倾角为120°,身体与雪板夹角为26°,V型夹角为32°.最后利用视频解析法验证了本研究结果的可靠性.

基于空气-雪两相流动力学仿真的滑雪板界面特性及其减阻性能研究

在冬奥会的比赛中滑雪板是重要的比赛装备,滑雪板与雪的界面特性极大地影响了滑雪板的性能.滑雪板与雪的界面同时存在雪、空气与滑雪板三者的耦合作用且作用时间短,因此常规的试验研究难度很大.计算流体动力学(CFD)仿真是研究流体界面性能的重要手段,可以模拟真实滑雪条件下,滑雪板滑行时的界面状态,量化分析界面的作用力等物理量.本文中以单板滑雪板作为研究对象,单板滑雪板在滑动界面上涉及到空气与雪两相流体问题.因此,本研究中采用CFD仿真的方法对坡面障碍单板进行分析研究.结合滑雪板的运动位姿状态,将结构分为4个变量参数进行分析,结果显示侧刃弦长对界面作用力影响最大,并探究结构最优组合;攻角则分为5个不同参数进行分析,结果显示雪板抬起角度为5°左右时,可以起到降低滑动界面作用力的效果.滑雪板结构与攻角的优化,可为后续的滑雪板设计与运动员运动过程中滑雪板姿态起到指导作用.

置于身体不同部位可穿戴式电子计步器准确性和可靠性的研究

目的:研究在身体不同部位的计步器(手腕、腰部和鞋中底)在步行、慢跑和上下楼梯时记录步数的准确性和可靠性。方法:20名受试者按照实验要求以自我选择的速度依次在400m塑胶跑道上进行步行和慢跑以及上下总共17层的楼梯共10次。所有的步数通过计步器和摄像机记录。一周后所有受试者人员重复上述测试,只记录计步器数据。结果:在步行时,腰部和鞋中底的计步器的精确性显著性的高于腕部(p<.05)。在慢跑和上下楼梯时,鞋中底的计步器的精确性显著性的高于腕部(p<.05)。计步器放置于腰部和鞋中底都表现为较小的相对误差值(<3%)。在慢跑和步行时,放置于所有位置的计步器都表现为较高的可靠性(alpha>0.80)。结论:在慢跑和上下楼梯时,计步器的精确性并不受到放置位置的影响,但是上下楼梯时无论放置在任何身体位置都未达到高度可靠性。综合所有情况,在鞋中底嵌入计步器可能是用以记录人体日常活动情况最佳选择。

不同鞋帮类型足球鞋对踝关节稳定性的影响

探讨穿着三种不同鞋帮类型的足球鞋(高帮、袜套和低帮)在进行45°横跨步侧切(side-step cutting)运动时对踝关节稳定性相关指标的影响。选取15名泉州师范学院体育学院足球专项男性运动员作为研究对象。采用VICON动态捕捉系统和Kistler三维测力台分别采集下肢三位运动学和地面反作用力数据。主要输出指标包括三个平面的触地瞬间关节角度和力矩,最大关节角度和力矩以及关节活动度。袜套鞋的峰值踝关节屈曲角度是显著性大于低帮鞋(p=0.001, dz=0.68)。总的矢状面踝关节活动度表现为高帮鞋显著性小于低帮鞋(p=0.009,dz=0.61)。穿着高帮足球鞋虽然没有限制45°横跨步侧切时踝关节的峰值内翻角度和关节活动度,但会影响矢状面的部分运动学特征,以及水平上部分的运动学和动力学特征表现为中到大效应量。因此建议鞋帮高度的设计和材料的选择能够在一定程度上提高踝关节的稳定性。