運(yùn)動鞋的生物力學(xué)分析

運(yùn)動鞋的生物力學(xué)分析班級：本碩121姓名：孟憲章導(dǎo)師：湯斌兵logo主要內(nèi)容：1足的生物力學(xué)研究

2“足一鞋”的生物力學(xué)研究3國際品牌運(yùn)動鞋的生物力學(xué)核心技術(shù)4國內(nèi)品牌運(yùn)動鞋核心技術(shù)的生物力學(xué)研究logo1足的生物力學(xué)研究1．1足的形態(tài)與結(jié)構(gòu)分析1．2足的運(yùn)動學(xué)測量分析1．3足的動力學(xué)測量分析1．4足的生物力學(xué)建模研究基于CAD計算機(jī)輔助設(shè)計并結(jié)合數(shù)字化技術(shù)的腳型測量系統(tǒng)Siegler:人體踝關(guān)節(jié)和距下關(guān)節(jié)的三維運(yùn)動學(xué)特征Sammarco:踝關(guān)節(jié)在背屈和內(nèi)翻動作中的運(yùn)動學(xué)特征Root:提出了足部形態(tài)結(jié)構(gòu)影響足部運(yùn)動功能的觀點(diǎn)復(fù)印技術(shù),通過記錄即時壓力曲線，并獲得足底壓力分布的運(yùn)動圖像技借助于數(shù)值建模和有限元分析，不僅可以研究十分復(fù)雜的足部結(jié)構(gòu)與功能，而且，可以分析足運(yùn)動的生物力學(xué)原理和運(yùn)動損傷機(jī)理。2足一鞋的生物力學(xué)研究2．1“足一鞋”界面與足健康的生物力學(xué)研究2．2“足一地”界面與足健康的生物力學(xué)研究不同的運(yùn)動鞋，通過鞋的中底材料及其鞋底結(jié)構(gòu)進(jìn)行能量吸收與釋放，以緩沖足底所受的撞擊力并保護(hù)足健康。Shorten等認(rèn)為，柔性緩沖系統(tǒng)可以延長足底撞擊力的作用時間以減小力值，更重要的是，可以增大足底受力面積以減小壓強(qiáng)。Skang應(yīng)用非線性有限元分析，研究了不同的鞋跟墊材料對足底沖擊波的吸收能力，發(fā)現(xiàn)用二階非線性“應(yīng)力一應(yīng)變”曲線能準(zhǔn)確地描述這些制鞋材料，肯定了有限元法在設(shè)計具有特殊功能的鞋類中起到的關(guān)鍵作用。Morlock等的研究肯定了減小足底壓力有助于降低運(yùn)動性足損傷。Claire等的研究指出，足底各部位的壓力分布相對平均，可以有效降低足運(yùn)動傷害，并可以對鞋尤其是運(yùn)動鞋的功能設(shè)計提出關(guān)鍵要求。3國際品牌運(yùn)動鞋的生物力學(xué)核心技術(shù)3．1模擬裸足裸足行走及運(yùn)動可以同時訓(xùn)練足部的大、小肌肉群，尤其是足底肌肉群。足部大、小肌肉群的同步訓(xùn)練有利于減少運(yùn)動性足損傷，已經(jīng)得到“振動臺訓(xùn)練”實(shí)驗(yàn)的支持。模擬裸足的生物力學(xué)依據(jù)已被學(xué)界肯定，其概念也早已被運(yùn)動鞋制造商充分運(yùn)用。具有較強(qiáng)的小肌肉群支持的踝關(guān)節(jié)，在運(yùn)動中產(chǎn)生的關(guān)節(jié)內(nèi)力(圖右)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于只有大肌肉群支持的踝關(guān)節(jié)(圖左)。3．2能量回歸運(yùn)動鞋能量回歸的原理是：落地緩沖階段鞋底產(chǎn)生形變以儲存能量，離地蹬伸時該能量部分回歸給人體。EMA(energymanagementathletics)的設(shè)計理念，是基于鞋中底前、后掌位置的兩個彈性懸空設(shè)計，因?yàn)閼铱?，可以大形變，進(jìn)而在鞋底形變時儲存大能量。PB(PowerBounce)的設(shè)計理念是通過鞋底材料的改進(jìn)實(shí)現(xiàn)能量回歸