运动鞋鞋底受力分析的思考

众所周知,鞋底与鞋面不同之处,就是它要承载一个人全身的体重,在跑步等快速运动时,甚至要受到约2～4倍体重的压力。不仅如此,还要求它能具备耐磨性、避震性、弹性、防滑性、抗扭伤性、舒适性、透气性,软硬度适宜,重量轻和耐挠曲等功能。那么如何才能达到这么多的要求呢?这就必须要求制鞋者从运动鞋的定位上进行受力分析,通过检测分析手段,为鞋底设计提供依据。笔者现就运动鞋几个主要性能对鞋底受力的影响进行分析,供业界人士参考。 1 耐曲挠性运动鞋的耐折性(图1)是消费者优先考虑的要素,也是国内质量监督部门十分注重的一个物性指标,其测试方法是GB/     

日新月异的运动鞋鞋底技术——谈运动鞋鞋底的缓冲功能与返弹功能

二、鞋底的返弹功能当人们行走、奔跑或跳跃时鞋底随着冲击到地面之后，鞋底受压而变形这个过程中将冲击力吸收，随后又在离开地面之前会因变形还原时将所吸收的能量返弹给脚形成反冲力，此即为鞋底的返弹功能。在这一“变形—恢复”过程中鞋底的材料性能是起着决定的作用...     

不同鞋底厚度的运动鞋对下肢生物力学的影响研究

试验分析穿着不同厚度鞋底的运动鞋并进行不同的运动时,人体下肢生物力学变化情况。选择10名平均年龄为(20.16±0.58)岁,受过专业运动训练,无基础疾病且逻辑思维正常的受试者,分别穿着厚度为0 cm、外加厚度分别达到1、2、3 cm的胶底鞋,进行匀速行走和8 min速度200 m/min的匀速跑步,记录地面反作用力及肌肉表面肌电信号,并对不同厚度鞋底的弹性模量进行检测。结果表明：随着鞋底厚度的增加,鞋底的粘滞性也会随之增大。外加厚度达到1 cm时,运动鞋鞋底的刚度最大,使此厚度的运动鞋鞋底发生变形所需的外力最大,且脆性也最高。在匀速行走状态下的缓冲阶段,运动鞋鞋底厚度逐渐增加时,地面反作用力的变化趋势并不显著。在受试者下肢处于“蹬伸”状态时,随着鞋底厚度的增加,地面反作用力会逐渐减小。在鞋底厚度为0 cm时,多处肌肉的激活程度高于其他厚度;8 min跑步临近结束时,穿着厚度为1 cm的运动鞋时,股二头肌的激活程度低于其他厚度。结论：鞋底厚度从0开始逐渐增加时,人体下肢生物力学首先会受到积极影响,即无论是匀速行走还是匀速奔跑,受试者都会感到轻松不少。但厚度增加产生的积极影响会有一个峰值...     

不同运动鞋鞋底硬度对人体动力学指标影响探究

为总结鞋底硬度对人体下肢生物力学指标的影响规律，选择9位男性跑步爱好者分别穿着7种不同鞋底硬度(邵氏A硬度20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°)的运动鞋进行跑步运动，对跑步时运动人员下肢运动学、动力学指标差异进行分析。结果表明：当运动员开展跑步运动时，运动鞋厚度的增加会直接提高运动员着地时足外翻和外旋的程度，此时运动员因跑步运动受到的运动损伤威胁也随之增大。邵氏A硬度40°、50°是较为理想的鞋底硬度，为人体提供理想缓冲的同时，能够降低运动员的足部受伤风险。     

功能性运动鞋设计研究进展

通过查阅国内外运动鞋与运动表现相关性文献资料,分析了鞋底与地面的摩擦力,鞋底硬度及厚度,鞋底、鞋帮面对脚的支撑力、约束力,对提升穿着者技术动作控制能力和运动成绩的影响。探究了运动鞋在缓冲减震、能量回归和模拟裸足上的设计对运动表现所起到的作用,为改进运动鞋设计以减少运动损害、有针对性地选择运动鞋以提升运动成绩,提供理论依据与参考。     

运动鞋舒适性功能的开发思路

运动鞋舒适性功能开发涉及面很广,而帮面合脚性和鞋底的减震性,是实现运动舒适性功能的最基本要求,这两大技术的研究与开发具有很强的规律性,且具有成熟的系统技术。     

3D曲面运动鞋鞋底模型的设计

以运动鞋鞋底的3D曲面建模为例,总结了基于犀牛三维设计软件的鞋底模具造型设计方法,其中包括模口版、中底内仁版、上外版、侧墙、底花、剖面线、大底版等部分的设计。为了保证实际生产精度,将所建3D曲面模型横纵向剖面线与原2D工程图剖面线进行对比。结果表明,该方法误差较小,有效的缩减了鞋模生产周期与成本,满足鞋类市场销售周期短、造型多样化的需求。     

不同鞋底硬度运动鞋对下肢生物力学特征的影响

为探讨运动员在跳跃落地动作时鞋底硬度对下肢生物力学的影响。随机选择10位试验对象,分别选用某品牌鞋底硬度分别为30P、40P、50P、60P的运动鞋进行被动落地动作,通过EMG-Amplifier三维运动捕捉系统采集落地冲击过程中的动作参数,通过SPSS软件进行数据处理和分析,获得各指标的统计分析。研究结果表明：不同鞋底硬度的对比中,下肢冲击力、刚度随着鞋底硬度的增大而减小,且鞋底硬度60P与鞋底硬度30P下的下肢刚度表现出极显著性差异;不同鞋底硬度的对比中,肌肉RMS值、iEMG、振动频率随着鞋底硬度的增大普遍增大,硬度越大,下肢受冲击越大,使得肌肉放电活动不断增加,肌肉活化程度提高,肌群各项生物力学指标增大。人体根据鞋底硬度,有意识地调整肢体位置、关节角度来适应不同的鞋底硬度,保证动作稳定性。     

运动鞋鞋底设计对下肢生物力学特性的影响

运动鞋鞋底是成鞋不可缺少的一部分,其承担着助弹跳、防滑、减震、屈挠、保护人脚的作用。通过研究在运动状态下鞋底舒适性、防震和贮能设计对下肢生物力学特性的影响,以及对设计实例的探讨,总结得出:鞋的设计应当充分考虑其舒适性,保证其透气、排汗效果;在减震贮能的设计中,应当充分考虑人体的承受能力、运动重心的偏移和鞋本身的重量,为鞋的选择、设计和研究提供参考。     

基于动态测量鞋底减震性能的定量研究

在主动落地的运动状态下,运用动态测量技术以及建立的新的评价指标,对鞋底的减震性能进行定量研究。12名男性受试者分别穿着减震性能不同的3种运动鞋,从20、40、60 cm高度完成主动落地,同步采集分析落地冲击过程中的地面反作用力、足底压力分布。相比具有RUBBER中底的运动鞋鞋底,具有EVA或PHYLON中底的运动鞋鞋底能有效削减冲击过程的冲击力峰值,延长冲击力第1峰值和第2峰值的时间间隔,同时减小足底受到的最大压力和最大压强,增大足底与鞋底的接触面积。相比具有普通中底的运动鞋,穿着较软中底的运动鞋可有效减小足底峰值压强、均值压强、峰值压力,起到优良的减震效果。消散比能定量地反映出鞋底消散其所受的初始冲击力的大小,且消散比的大小和鞋底材料、结构以及下落高度有关,即消散比反映的是具体运动状态下鞋底的减震效果,而不仅仅是鞋底材料的减震效果。     

3D曲面运动鞋鞋底模型的设计北大核心

以运动鞋鞋底的3D曲面建模为例,总结了基于犀牛三维设计软件的鞋底模具造型设计方法,其中包括模口版、中底内仁版、上外版、侧墙、底花、剖面线、大底版等部分的设计。为了保证实际生产精度,将所建3D曲面模型横纵向剖面线与原2D工程图剖面线进行对比。结果表明,该方法误差较小,有效的缩减了鞋模生产周期与成本,满足鞋类市场销售周期短、造型多样化的需求。     

运动鞋新分类 各有说法

运动成为越来越受重视的时尚的时候，运动鞋穿用率也越来越高，同时运动鞋的分类也十分的精细。篮球鞋：鞋底一般是水波纹或人字纹，鞋面采用薄皮革，外形上多采用中高帮造型，保护脚踝，防止受伤。篮球运动员在弹跳时产生的撞击力相当于运动员的十倍体重；侧步滑动时，在脚侧的冲击力相当于运动员体重的２－３倍。所以篮球鞋减震力强，鞋外底多采用翻胶。网球鞋：鞋底一般是粗水波纹底，因网球场多为硬场地，比起篮球场地面粗糙，所以耐磨的鞋底很重要，多为橡胶底。设计多为矮帮，也有翻胶，前脚掌比较宽。网球鞋后鞋跟底一般向内收进一个…     

Shox运动鞋

耐克的这款运动鞋的鞋底的两层弹性塑料板之间夹入了用特殊材料制成的弹性立柱。就能产生更大推力并起缓冲作用。     

新型鞋底材料技术开发研究方法

鞋底生产企业要不断开发符合市场需求的新型鞋底材料，而将科学发展的成果应用于新型鞋底材料生产技术的开发研究，无疑对我国鞋底生产技术的改进和提高具有重要的作用。[编者按]     

参数化建模在鞋底设计中的应用

随着增材技术的发展，参数化设计迎来了更大的发展空间，参数化设计在鞋类产品设计中运用将是一个趋势，它不仅可以简化设计流程，还可以提高设计效率。文章以运动鞋大底的设计为例，将足底压力分布作为参数化设计中图像干扰的主要影响因素，实现运动鞋大底的设计与建模。通过参数化设计实践，验证了参数化设计在鞋底设计中可行，同时得到了一种用参数化设计鞋底的新的设计思路和方法。     

运动鞋鞋底花纹中的仿拟设计

随着经济的发展、人们生活水平的提高及后奥运时代全民健身运动的开展,运动鞋市场正在不断发展壮大.人们对运动鞋的风格、款式、造型、功能等方面的需求进一步提高:已从过去对简单满足穿着需求向美观、防损伤、科技含量高、帮助人们提高运动成绩等方面发展.     

运动鞋性能要求分析

1961年一家矫形鞋生产厂家利用剩余生产能力生产运动钉鞋，1962年第一双现代运动钉鞋诞生了。1977年首次对运动鞋性能进行实验室测试。随后，对运动鞋的生产研究越来越多，到1979年气垫运动鞋首次投入市场。今天，运动鞋已成为当今世界的一大产业。最初的运动鞋是为运动员设计的，三十五年过去了，运动鞋很大程度上作为一种时尚为人们所喜受。对运动鞋性能的测试确保了产品性能要求，对产品开发及研究将改善其产品的可靠性及安全性。运动鞋中休闲运动鞋看似运动鞋，但已作为时装鞋进行设计，有些休闲运动鞋样式适合普通体育爱好者使用，但不…     

鞋底前后落差对慢跑运动员髌股关节的影响研究

髌股关节痛是一种很常见的膝关节运动损伤，鞋底前后落差、着地方式、运动环境等均会对髌股关节应力造成一定影响。对此，本文在简单分析髌股关节损伤的基础上，设计了0、5、10和15 mm 4种鞋底前后落差对髌股关节的影响试验。选取18名男性受试者，分别穿着不同鞋底前后落差的运动鞋以4 m/s的速度慢跑，通过三维测力台、运动捕捉系统采集受试者的生物力学数据，得出测试结果：在受试者足部着地瞬间，鞋底前后落差对足地角大小有显著影响；相比高落差运动鞋，穿着无落差运动鞋慢跑时下肢髌股关节应力峰值较低，同时应力峰值时刻髌股关节压力、伸膝力矩、股四头肌活动等也得以减弱，从而降低髌股关节运动损伤风险。     

气垫在运动鞋设计中的应用及其发展综述

本文从气垫的功能及分类、气垫在运动鞋设计中的发展历程、气垫鞋设计带来的影响及目前存在的问题以及运动气垫鞋的发展趋势等四个方面进行了阐述,着重评述了运动气垫鞋的研究进展,进而指出气垫运动鞋鞋底设计在构型上的不断推陈出新,必将继续成为运动鞋发展的主要动力。     

运动鞋纵向扭转性能的影响因素研究

采用扭转测试仪对运动鞋的纵向扭转性能(以下简称扭转性能)进行研究,主要分析帮面及鞋底的材料和结构对扭转性能的影响,并通过采用一系列不同长度硬质塑料片条对鞋底进行改造,系统研究鞋底各个部位对扭矩的影响作用的大小并得出结论:(1)帮面扭矩约占运动鞋扭矩的30%～40%,且帮面的结实程度越高、延伸性能越小,相应的扭矩也越大;(2)鞋底中腰越宽、厚度越厚、鞋底材料越硬,鞋底的扭矩就越大;(3)鞋底不同位置对扭矩的影响程度不尽相同,由外侧向中心位置逐渐减弱。