带你揭秘运动鞋受力分析
nike zoom 原理
nike zoom 原理
Nike Zoom是一种先进的运动鞋科技，它采用了一种特殊的气垫系统来提供卓越的缓震和响应性能。
该科技的原理是利用压缩空气的特性来减轻跑步时的冲击力，并通过弹性材料的反弹性质提供更加有力的推动力。
具体而言，Nike Zoom鞋款中的气垫由特殊材料制成，这种材料可以在压力下压缩并迅速回弹。
当跑步者的脚部着地时，气垫会吸收冲击力并迅速恢复到原始状态。
这种反弹力有助于减少跑步时对脚部和关节的压力，提高跑步的舒适性和效率。
此外，Nike Zoom的气垫系统还具有轻量化的优势。
相比传统的缓震材料，如EVA泡沫，气垫能够提供更好的缓震效果，同时减轻鞋子的整体重量。
这使得运动员能够更加轻松地迅速移动，提高灵活性和速度。
总体而言，Nike Zoom的原理是通过特殊的气垫系统来减轻跑步冲击力，提供更好的缓震和反弹效果，同时保持鞋子的轻量性能。
这种先进的科技使得跑步者能够在训练和比赛中获得更好的运动体验和成绩。
篮球鞋构造对足部力学影响的研究分析
否维持在标准范围内，并且为其提供科学的建议和意 见，以指导、鼓 励的 方 式 落 实 持 续化的 减 肥 规 划。同 时要为其 塑 造 科 学的减 肥 观 念，可以从青少 年的生活 环 境 入手，为其 提 供 多 方监 督的 健 康 环 境，以达 到 控 制体重的目的。
低篮球运动中产生的运动损伤。如果球员长时间穿着不适合自己的篮球鞋进行比赛训练，足底受到的地面冲击力
难以分散开，冲击力过于集中于足底一个部分，可能会导致一系列损伤发生。目前研究篮球鞋对足部力学影响的观
点众多，因此，对其研究现状进行探讨有助于为篮球运动损伤的预防提供科学依据。
关键词：篮球鞋 足部 力学 损伤
biomechanics,2018,34(4):1-23.
running speed and shoe cushioning influence impact
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pressure and perceived stability in basketball shoes
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篮球鞋有个重要的功能就是缓冲减震，鞋垫和中底 是鞋底的主要组成部分，可以改变地面的反作用力。鞋 垫和中底的材料和结 构会 影响其 减 震 功能，进而会改 变运动员的负荷大小、运动模式、生物力学特征等[2]。 Wing-Kai Lam等人在研究中采用了不同中底硬度的两 款 篮 球 鞋 进 行4 种 篮 球 相 关动 作的足 底 压 力分析，发 现更软的中底篮球鞋在完成跑步、冲刺、急停变向、三 步上篮时足底所呈现出现压力相对于较硬中底篮球鞋 更小，而且前足部分更明显，说明采用较软的前足中底 可以有效地减轻前足的高负荷[2]。虽然大多数研究都证 明了更柔软的中底或鞋垫能够有效地降低篮球比赛训 练中相关动作的的足底压力，即较低的峰值压力、负荷 率、压力时间积分值等，但是也要注意较软的中底篮球 鞋 也会 影响三步上 篮时的足部 稳定性，造 成 踝 关节 扭 伤的发生[3]。也有一些学者认为足底压力的改变不会随 着篮球鞋中底和鞋垫硬度的减小而减小，可能一些人 对于不同的鞋适应能力不同，导致了他们表现出来的生
篮球鞋的物理原理
篮球鞋的物理原理篮球鞋作为一种专门用于篮球运动的鞋类产品，其物理原理涉及到多个方面，包括鞋底摩擦力、缓震支撑和鞋身稳定性等。
下面将对篮球鞋的物理原理进行详细阐述。
首先，篮球鞋的鞋底设计是非常重要的一个方面。
在篮球比赛中，球员需要频繁变换方向、快速奔跑和强力跳跃，因此鞋底的摩擦力对于球员的运动表现至关重要。
通常，篮球鞋的鞋底采用橡胶或者特殊的橡胶复合材料制作，以增加鞋底与地面的摩擦力，有利于球员的灵活移动和快速切换动作。
此外，一些篮球鞋还采用了带有多向纹路的设计，以增加鞋底与地面的接触面积，进一步提高摩擦力，有利于球员在比赛中更好地控制自己的动作。
其次，篮球鞋在缓震支撑方面也有着独特的设计。
在篮球比赛中，球员需要频繁地进行跳跃、弯曲和转身等动作，这就需要鞋子具有良好的缓震性能，以减少运动时对于身体的冲击和压力。
因此，很多篮球鞋都采用了气垫、泡沫材料或者减震橡胶等材料制作鞋底，以提供足够的缓震支撑。
一些高端篮球鞋还配备了专门设计的缓震技术，如Nike的Zoom气垫、Adidas的Boost科技等，这些技术能够在球员运动时提供更加舒适和稳定的支撑，有助于减少运动中对于关节和肌肉的伤害。
第三，篮球鞋的鞋身设计也对于其物理原理有着重要的影响。
鞋身是篮球鞋的支撑性结构，它需要在保证足够支撑的前提下，保持足够的灵活性，以适应球员的快速变换动作和突然爆发力。
因此，篮球鞋的鞋身通常采用了高帮、中帮或者低帮的设计，以满足不同球员的需求。
同时，一些篮球鞋在鞋身部分还采用了特殊的材料和结构设计，如加固支撑杆、内置加固片等，以增加鞋身的稳定性，提高球员在比赛中的运动灵活性和稳定性。
最后，篮球鞋的重量也是其物理原理的一个方面。
在篮球比赛中，球员需要频繁进行跳跃、奔跑和变向等动作，因此鞋子的重量会对球员的运动表现产生影响。
过重的鞋子会增加球员的负担和疲劳感，而过轻的鞋子可能会降低球员的稳定性和支撑性。
因此，篮球鞋在设计时需要考虑到重量的平衡，以保证足够的支撑和稳定性的同时，尽可能减轻鞋子的负担，提高球员的运动表现。
弹跳鞋是应用的什么原理
弹跳鞋是应用的什么原理引言弹跳鞋是一种特殊设计的鞋类，它具有独特的反弹和减震效果。
这种鞋子被广泛应用于运动领域，如篮球、高尔夫等。
那么，弹跳鞋是基于什么原理工作的呢？本文将介绍弹跳鞋的原理和如何实现弹跳效果。
弹跳鞋的原理弹跳鞋的原理基于力学原理和材料科学。
它主要由两个关键部分组成：弹性中底和减震材料。
1. 弹性中底弹性中底是指鞋底内部的结构，通常由聚氨酯材料制成。
这种材料具有良好的弹性和回弹性能，能够在受力时迅速恢复原状。
弹性中底的设计使得在运动过程中，脚部能够得到更好的支撑和减震。
当脚部着地时，弹性中底可以迅速收缩并释放大量的能量，从而实现弹跳效果。
2. 减震材料减震材料是指鞋底和鞋面之间的填充材料，常见的材料包括减震胶、气垫等。
这些材料具有较好的弹性和吸震性能，可以有效地减轻运动时对脚部的冲击力。
减震材料的存在可以降低运动中对关节和骨骼的损伤，提供更舒适的穿戴体验。
弹跳鞋的优势弹跳鞋相比传统的运动鞋具有一些明显的优势，主要体现在以下几个方面：•提供更好的减震效果：弹跳鞋在材料和结构设计上都注重减震表现，能够有效地减轻运动时对脚部的冲击力，降低运动损伤的风险。
•增强反弹性：弹跳鞋通过弹性中底的设计，能够迅速释放能量，为运动员提供更高的反弹力，增强运动表现。
•提高运动效率：由于弹跳鞋的减震和反弹效果，运动员在使用弹跳鞋时可以更高效地运动，节省体力消耗，提高运动成绩。
弹跳鞋的应用领域弹跳鞋由于其独特的设计和优越的性能，被广泛应用于各种运动领域。
以下是一些常见的应用领域：1. 篮球运动在篮球运动中，弹跳鞋能够提供更好的减震和反弹效果，帮助运动员在高强度的运动中保护脚部并提高弹跳能力。
一些著名的篮球鞋品牌，如耐克和阿迪达斯，都推出了专门设计的篮球弹跳鞋。
2. 高尔夫球运动在高尔夫球运动中，弹跳鞋可以较好地减轻脚部受力并提供稳定的支撑，使得球手在击球过程中更加舒适和稳定。
一些高端的高尔夫球鞋品牌，如帕萨雷拉和尼克松，也推出了针对高尔夫运动的弹跳鞋款式。
公共基础知识运动鞋基础知识概述
《运动鞋基础知识综合性概述》一、引言在当今社会，运动鞋已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
无论是进行体育运动、日常休闲还是户外活动，运动鞋都为我们的脚部提供了舒适、支撑和保护。
随着科技的不断进步和人们对健康生活的追求，运动鞋的设计和功能也在不断创新和发展。
本文将深入探讨运动鞋的基础知识，包括基本概念、发展历程、核心理论、重要实践以及未来趋势，为读者提供一个全面而深入的了解。
二、运动鞋的基本概念（一）定义运动鞋是专门为各种运动和活动设计的鞋子，其特点是具有良好的支撑、缓冲、稳定性和抓地力，能够保护脚部免受伤害，并提高运动表现。
运动鞋通常由鞋面、鞋底、鞋垫等部分组成，不同的部分采用不同的材料和设计，以满足不同运动的需求。
（二）分类1. 按运动类型分类- 跑步鞋：专为跑步设计，具有良好的缓冲和支撑性能，减轻跑步时对脚部和关节的冲击。
- 篮球鞋：提供良好的稳定性和支撑，以适应篮球运动中的急停、变向和跳跃等动作。
- 足球鞋：鞋底通常有特殊的纹路，以提供良好的抓地力，适合足球运动中的奔跑和踢球。
- 网球鞋：具有良好的侧向稳定性和耐磨性，适合网球运动中的快速移动和急停。
- 其他运动鞋：如羽毛球鞋、高尔夫球鞋、登山鞋等，针对不同的运动特点进行设计。
2. 按功能分类- 减震鞋：通过特殊的鞋底设计和材料，减少运动时对脚部和关节的冲击。
- 稳定鞋：提供良好的稳定性，防止脚部过度内旋或外旋，减少受伤风险。
- 轻便鞋：重量较轻，适合追求速度和灵活性的运动。
- 防水鞋：具有防水功能，适合在潮湿环境中使用。
（三）组成部分1. 鞋面- 材料：常见的鞋面材料有皮革、合成材料、网布等。
皮革鞋面具有良好的质感和耐用性，但透气性较差；合成材料鞋面轻便、耐磨、透气性好；网布鞋面透气性极佳，但耐用性相对较低。
- 设计：鞋面的设计应考虑舒适性、透气性、支撑性和美观性。
一些运动鞋采用特殊的设计，如透气孔、鞋带系统、鞋舌等，以提高穿着的舒适度和性能。
带你揭秘运动鞋的受力分析
• 2. 耐磨性
• 在国内还处于较低消费水平的现阶段，运动鞋的 耐穿性无疑是消费者最关心的，其中除鞋底的耐折性 外，能否耐磨也是耐穿性的决定因素之一。
• 2.1周边磨耗 • 一般情况下，鞋底周边(前掌、中腰、后跟)边缘
向内10～1 5mm是受磨最多的部位，但其受磨程度小 于鞋头和后跟。其原因是，大拇指、小拇指和脚跟三 点是主要的受力部位。 • 2.2 鞋头磨耗 • 鞋头受磨程度小于后跟，鞋头外侧受磨小于鞋头 内侧。其原因是，走路或跑步时，都是后跟先着地， 脚提离地面时，大拇指最后提起且向前推进并产生摩 擦力。 • 2.3 后跟磨耗 • 后跟是受磨耗的主要部位，据统计：80% 以上 人的脚是以脚后跟外侧先着地，又因脚在起步、落地 时，均是朝向内心偏移，所以其外侧受磨程度大于内 侧。
• 2.4 耐磨设计
• 根据以上的受磨分析，一些受磨功能要求高的运动鞋 (如：球鞋)，就须选用耐磨性能好的橡胶做大底，如采用 意大利超强耐磨的vibra 橡胶底。或者在鞋头内侧和后跟 外侧，特意设计耐磨的橡胶贴片，目前最佳的测试方法是 以SATRA TM1 74-94进行DIN测试评估。
• 3.止滑性
• 1.耐曲挠性
• 运动鞋的耐折性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 /T3903.1—1994的国家标准，在鞋底跖趾 关节处割口5mm长，以每秒约4次的折挠频率进行测 试，要求极其苛刻。所以，鞋底设计生产时，应考虑 鞋底弯折沟的厚度和底材的韧性。一般弯折沟的设计 均以圆弧形为主，可避免应力集中，起分散弯折力和 延伸力的作用，同时，在弯折沟背面应以加强筋的方 式加厚至2.0mm以上。
【文献综述】鞋受力的有限元分析
学者 Jason Tak-Man Cheung, Ming Zhang[10]使用基于统计的有限元方法，来进行足 部矫正器压力释放的参数设计。在本文中，有限元法和田口法被用来鉴定 5 种不同设 计因素（拱形，鞋垫和中底的厚度、鞋垫和中底的刚度）对于足部矫正器在峰值足底 压力释放上的灵敏度。从有限元分析预测中，学者发现定制模型的形状是减少峰值足 底压力的最重要设计因素。
文献综述
工程力学
鞋受力的有限元分析
1 前言
鞋子作为人们日常生活不可缺少的装备之一，其重要性不言而谕。当人在行走或 者运动的过程中，鞋子作为足部和地面（外界）接触的缓冲层，起到保护足部甚至提 升运动能力的作用。特别的，对于一些病人，如患有糖尿病和周围神经病变，或者做 过跖骨截骨手术以及其他足部手术的人，鞋子的设计尤其重要，这可以帮助他们预防 足部并发症的产生。不管怎样，减小峰值足底压力，是鞋设计的一个主要原则。而鞋 大底、中底和鞋垫的材料、形状、厚度是影响峰值足底压力降低的几个因素。过去， 在有限元分析法完善之前，人们只能根据临床实践和实验的统计数据来进行鞋的设 计；而如今有限元分析方法日渐成熟，它能提供一种有效的计算框架来研究各种设计 的表现，免去了进行实验的种种限制和不方便。
4 小结（阐述该课题的发展动向和趋势）
随着鞋科技的进步发展，鞋的设计与生物力学的研究越来越紧密。比如运动鞋的 设计，其核心技术主要体现在材料和结构方面，材料决定性能，结构决定功能。因此 对于鞋的设计来说，高新材料的研究越来越重要。另一方面，对于鞋的结构设计，有 限元分析显示出越来越明显的优势。当有限元方法用于生物力学研究时，鞋受力的边 界条件，以及材料的不均匀性便得到了解决。
运动鞋研究概况
＼ ＿
１５ 年 ， 俄 勒 冈 大 学 商 科 专 业 学 生 、 赛 跑 运 动 员 菲 ９８
尔 ・ 耐特 和他 的教练 比尔 ・ 鲍尔 曼 ，对 美国人使 用的跑步
鞋 的笨 拙 大 为 不 满 。他 们 于 １６ 年 成 立 一 家 公 司 ， 销 售 鲍 ９４
敏 的神经 与丰 富的血管 。人的足底 ，存 在着几 乎所有体 内
广 墼！量 ＿ ］
穆 道 魁
（ 宁对 外经 贸学院体 育工作 部 ，辽 宁 大连 Ｉ６ ５ ） 辽 ０ ２ １
摘 要：足 部在运 动 中承 受着 巨大的重量和 运动冲 力。运动鞋 是运 动中最重要 的 器械 之一 ，随着运动 生物 力学研 究方 法
的不 断创新 ，人 们对运 动鞋 在预 防运动损 伤的 力学机制研 究不断 深入 ，更加 明确 了运 动鞋对预 防运动损伤 的积极作 用。 本文综述 了运 动鞋 的发展 、运 动鞋 与运 动损 失的相互 关 系，以期 为这 方 面的研 究者提供 参考 。 关键 词 ：足 ；运动 鞋 ；运动 生物 力学；运动损伤
足部所承受 的地面 反作用力更能 高达 体重的７ 。并且着地 倍 时足底 所受到 的冲击 力与损伤 之间 的关系 已经 被确立 ，因
此 ，如 果 在 运 动 中 ， 不 能 合 理 的 利 用 这 些 力 ， 就 会 对 人 体
造 成伤 害 。
１ １ 年 ，美 国橡 胶公司 橡胶鞋 业部生 产 了３ 种 不 同品牌的 ９３ Ｏ 产 品 ， 这 家 公 司 想 将 这 些 品 牌 结 合 在 一 起 。 １７ 年 ， ９９ Ｓ ｒ ｄ ｉ ｅ ｔ ｉｅ Ｒ ｔ 公司获得 了Ｋ ｄ 商标 品牌。而从科学与 时尚两 ｅｓ 方 面促 成运 动 鞋 大规 模 生 产 ，主 要应 归 功于 俄勒 冈 的菲 尔 ・耐 特 （ ｈ ｌ ｝ ｉ ｈ ） 和 比 尔 ・鲍 尔 曼 （ ｉ １ Ｐ ｉ （ ｇｔ ｎ Ｂｌ
运动鞋的生物力学分析
运动鞋的生物力学分析班级：本硕121 姓名：孟宪章学号：5702112111摘要：运动鞋科技的每一项进步都离不开生物力学研究。
无论国际品牌Nike和Adidas，还是以李宁为代表的国内一线品牌，其核心技术的创新都必须遵循人体运动的生物力学原理。
足的结构与力学功能问题、“足—鞋—地”相互作用的力学问题、鞋体材料与结构的运动功效问题以及足的骨结构生物力学模型问题，一直以来都是运动鞋生物力学研究的主题。
国内外的品牌运动鞋的核心技术也都大同小异，主要是：模拟裸足、足跟控制、缓震减震。
能量回归。
1 足的生物力学研究足作为下肢的末端环节，通过直接或间接与外界接触，并发生力的相互作用，从而改变人体的运动状态。
因此，足的结构与运动功能的生物力学问题是运动鞋生物力学研究的基础。
足的生物力学研究主要涉及足的结构与形态分析、足的运动学测量分析、足的动力学测量分析和足的生物力学建模分析。
1．1足的形态与结构分析足的形态与结构测量，借助了现代影像技术及电子技术，如三维足部扫描系统、X光、CT和MRI动态扫描系统等都早已运用于不同功能运动鞋的设计与制作。
基于CAD计算机辅助设计并结合数字化技术的脚型测量系统，则使脚型测量更加简单快捷，个性化运动鞋的设计已变得十分方便。
1．2足的运动学测量分析Siegler等研究了人体踝关节和距下关节的三维运动学特征，提出的重要结论对认识踝关节、距下关节以及在旋转、内翻等足运动过程中的作用具有指导意义。
Sammarco利用瞬时旋转中心的方法考察了踝关节在背屈和内翻动作中的运动学特征。
EIlgsbe利用有限螺旋轴法研究了跟距关节的三维运动学特征。
Root等不仅提出了足部形态结构影响足部运动功能的观点，而且，采用三维影像技术研究了足的运动学特征，为足的运动学测量分析提供了理论与方法基础。
1．3足的动力学测量分析Vlorton是最早利用复印技术记录足部压力分布的学者，他所设计的运动图像技术，其原理是利用橡胶的弹性把压力转换为相应比例的变形。
鞋子为什么会鼓起来的原理
鞋子为什么会鼓起来的原理鞋子鼓起来的原理是由于鞋底受到外界力的作用产生的形变。
当人们站立或行走时，鞋子的鞋底会受到身体重量和地面反作用力的共同作用。
这种力的作用会使鞋底发生形变，造成鞋子的鼓起现象。
具体来说，鞋子鼓起来的原理可以从以下几个方面来解释：1.材料属性：鞋子鼓起的原理与鞋底的材料属性有关。
常见的鞋底材料有橡胶、E V A、P U等。
这些材料具有较好的弹性和吸震性，可以在重力和地面反作用力共同作用下发生形变。
当外界力作用于鞋底时，弹性材料具有回弹性，可以使鞋底恢复到原来的形状。
而吸震材料则可以减缓外界力对鞋底的冲击，保护脚部免受伤害。
2.力的作用：人体重量和地面反作用力共同作用于鞋底，这是鞋子鼓起现象的直接原因。
当人站立或行走时，身体重量通过脚部传递给鞋底，这个力是一个垂直向下的力。
与此同时，地面对鞋底也会产生一个与身体重量大小相等、方向相反的力，这是地面反作用力。
这两个力的共同作用使得鞋底发生形变，并导致鞋子鼓起。
3.结构设计：鞋子的结构设计也对鞋子鼓起现象起到一定的影响。
鞋子通常由鞋面和鞋底两部分组成，鞋面一般由柔软的材料制成，可以相对自由地伸缩和变形。
而鞋底则一般由硬一些的材料制成，具有一定的刚性和弹性。
鞋子的结构设计使得鞋面可以受到外界力的作用而产生变形，而鞋底则能够通过其弹性和吸震性来缓冲外界力对鞋底的冲击。
除了以上的原因外，鞋子鼓起现象还与鞋子的磨损和使用习惯有关。
经过长时间的使用，鞋子的鞋底可能会出现磨损，失去原有的弹性和吸震性，容易造成鞋子鼓起。
此外，人们的行走姿势和步频也会对鞋子鼓起现象产生影响。
步频过快或姿势不正确的行走方式会加大对鞋底的冲击力，增加鞋子鼓起的可能性。
综上所述，鞋子鼓起的原理可以归结为材料属性、力的作用和结构设计等因素的综合作用。
理解这些原理对于选择合适的鞋子，并保护脚部健康非常重要。
同时，定期更换磨损的鞋子，正确的行走姿势和步频控制也能够减少鞋子鼓起的发生。
轮滑鞋的受力点分析
我觉得包脚性是有不同的方向和不同的作用的，而且不同鞋子的着力原理和强弱都会有不一样。
这里大胆来谈谈我玩以来的看法，本人与任何品牌无任何利益关系，因此文中放心地直言我所感觉最深的品牌鞋子，实属讨论性质，如引起大家不满，敬请见谅。
见图1，我看6友们经常说的包脚性其实主要有五个力，这五个力不一定是每一个都越强就越好，也不一定是对每一种轮滑的玩法都是越齐全越好的。
先说一说平花吧，我认真尝试去感觉了很久很久，平花其实比起其他类形的鞋子是作用力5比较重要。
就是说脚掌的水平方向的转动可以很灵活的传递给刀架的方向。
见图2。
要是要平花动作作得轻松，作用力5应该是一道很死很死的力，有几种方法可以实现，一是硬壳鞋的硬壳，要不就是速滑鞋鞋头那魔术贴了。
这一点上，无论有6友怎么批评SEBA的质量，但是SEBA前脚掌的包脚性对于平花来说的确是很合理的，所以有一些6友会感觉到初穿上SEBA虽然会痛，但动作好作。
对于硬壳鞋，鞋壳的合理性就真的很重要，所以，同是硬壳鞋，为什么有的鞋好做平花为什么有的不好做呢？我觉得是有的鞋壳不够合理，这里说一下飞鹰3代，飞鹰3代是一款穿起来挺舒服的鞋子，但是前脚掌的地方稍嫌有点高，起到到上下压紧脚掌的力度稍有不足。
同时，也说说C3为什么有朋友说玩平花会嫌软，因为C3是半软鞋，前脚掌的确上下压紧力是较差的，如果非要用来玩平花，可能动一个动作，使上的劲儿、借的力都有点不一样的。
那么对于现在很流行的速滑鞋用来玩平花，我之前穿过C8，但是现在我已经不再穿C8了，我直接穿速滑鞋了，因为我觉得C8是不够合理的，尽管后面有说出来改进版了，但是我敢说，可能穿起来会稍稍舒服那么一点点，但是C8来玩平花“包脚性”绝对不如速滑鞋，即使是一双非纤维底架的低价速滑鞋。
先看一看图3吧。
C8的作用力由前面两个魔术贴和脚踝处的蜘蛛扣构成三个点，前面两个魔术贴相对太集中靠前了，而脚踝外的蜘蛛扣其实作用力不大的，因此造成了红圈处的受力相对较弱了，也就是图1中的作用力4了，这样会有什么不利呢？提脚的时候会稍稍有脚根离开鞋底的感觉，可能这只是一种离开的趋势，并不会真的离开鞋底，但这就是一个“包脚性不足”了，相反看看速滑鞋的受力，在脚背的的蜘蛛扣配合着鞋带，是可以绑得很紧很紧的，也就是说整个前脚掌所受的上下绑紧力不仅足够，而且很平均地分布。
运动鞋设计的审美要素及物理性能
个 手 机 的 生产 厂 家都 不 断 推 出 新 款的 手 机 。 型 、 彩和 材 质 造 色 都不 断 变 化 。以满足 消费 者 求
新 的要 求 。 找寻 新 的造 型 ， 充分
三 、 运 动 鞋 设 计 要 考 虑 到 的对 比思 维
ｌ 个性 与 共性 、 运动 鞋 设 计 师 要处 理 好 审 美 心理 的 个性 与 共性 ，在拥 有
鞋 没 有 良好 的 减震 系统 来 缓解 这 种 冲击 。一 定会 使 双 脚 感 到 疲 惫 不堪 。还 会对 大 肭 造 成 冲
击 。 ｒ 情 况下 。 用具 有 一 定 一般 一 采
佳 的结 合 点 。 进 行设 计 牛产 。 来
当 然 ．还 要从 运 动 鞋 的功 能 上
去 考 虑鞋 底 纹路 的 设 计 。从 而 确 定 耐磨 耗 性和 止 滑 性之 间 的 最 佳平 衡 点 。 ４ 透气 性 、 透气 性不仅只 限于鞋 面 ，
作用 。 也可 防止 运 动 中 的＝ 。 ｝ 丑伤 ６ 避 震 性 、
个 人 在跑 步 日 寸．脚 触 地 的瞬 间 ．受 到 地 面的 冲 击 力将 达 到 人体 重 量 的 ２ ４倍 。 果 ～ 如
磨 耗性 越 好 ．就意 味 着止 滑 性 下 降 ： 滑 愈佳 。 其 而 磨 性 就 止 则 寸 差 。所 以应 通过 大 蕈 的 测试 对
防水性。
些 受磨 功 能 要求 高 的 运动 鞋 （ 篮 球 鞋 ） 就 须 选 用 耐 磨 性 如 ．
５ 支 撑 力 、 支 撑 力 是 一个 ｝ 较 杂 的
问题 。具体 说 就 是 通过 运 鞋
能 好 的橡 胶 做大 底 （ 采 用意 如 大 利 超 强 耐 磨 的 Ｖ ｂ ａ橡 胶 １ｒ 底 ） 或 者在 鞋 头 内侧 和 后 跟外 ． 侧。 特意 设 计耐 磨 的橡 胶 贴 片 。
运动鞋核心技术的生物力学研究
（2）弹性：鞋身的弹性可以增加运动员的舒适度和运动效率。弹性好的材料 能够更好地适应运动员的脚型，减少长时间运动带来的不适。
（3）耐用性：鞋身的耐用性对于运动鞋的性能至关重要。耐用的鞋身可以确 保运动员在长时间使用后，鞋子依然能够保持良好的状态。
运动鞋核心技术的生物力学研 究
目录
01 一、运动鞋的核心技 术
03 三、研究现状和不足
02 二、生物力学的应用 04 参考内容
随着运动鞋技术的不断发展，人们越来越运动鞋对于运动表现的影响。本次演 示将从运动鞋核心技术的生物力学研究出发，探讨鞋底设计和鞋身材料的选择 及其对运动表现的影响，同时介绍生物力学的应用和当前研究现状。
背景
上肢鞭打动作技术最早可追溯到古希腊和罗马时期，当时主要用于投掷标枪和 弓箭。随着时代的发展，上肢鞭打动作技术在各个运动领域逐渐得到广泛应用。 生物力学研究为上肢鞭打动作技术提供了更为深入的理论依据，有助于运动员 和教练员更好地理解和掌握这一技术。
研究方法
生物力学研究方法主要包括运动学分析、动力学分析、肌电学分析等。运动学 分析通过测量和计算人体运动的轨迹、速度和加速度等参数，揭示运动过程中 的规律和特征；动力学分析则研究人体运动过程中的力量、转矩和功率等物理 量，为优化技术提供理论支持；肌电学分析通过测量肌肉电活动，揭示肌肉在 运动过程中的作用和协调关系。
5、击球：击球瞬间是整个发球技术的关键。球员需要掌握最佳的击球高度、 角度和力度，将球以最快的速度、最合适的角度击出，从而提高发球的成功率。
4、球速和落点：球速和落点是 衡量发球质量的两个重要指标
中学生运动鞋消费现状分析
中学生运动鞋消费现状分析青少年群体是运动鞋消费中不可小视的一支生力军，相关数据显示，购买名牌体育用品的学生中，高中生占52%，初中生占44%，而大学生和小学生仅占不到4%。
由此可见，13—18岁的中学生是运动鞋消费市场上最具活力的群体。
笔者走访了北京多所中学，对中学生运动鞋消费状况进行了深入了解。
在北京，大部分中学生平时都是清一色的校服，脚下的鞋成了他们彰显自己个性和品位的渠道。
他们会在运动鞋上大做文章，500元以上的鞋对于许多成年人来说也是很昂贵的，但对于这些中学生来说很普通，几百元的运动鞋在校园里比比皆是——这似乎成了属于他们这一代的集体认同。
运动鞋是孩子鞋类消费的绝对主体“平时孩子穿的最多的是什么类型的鞋”，调查中90%的中学生家长回答都是运动鞋。
其中，很多男孩家长表示孩子一年四季只穿运动鞋。
调查中发现，初中1、2年级男孩的家长普遍反映孩子运动鞋买得很勤，一年购买3双很正常，甚至4、5双也不足为奇。
原因其实很简单，这个年纪的男孩正值身高发育的高速期，脚也在随之增长，鞋一旦有一点不合适了，就必须马上更换。
家长对于这个花费也是毫不犹豫的，“鞋要是穿不舒服了，干什么都不方便，孩子正在长身体，最主要的就是别影响发育和长个儿，鞋多买几双就多买几双吧。
”一位母亲这样对笔者说，她上初一的儿子在1年内已经购买了4双运动鞋。
很多家长和这位母亲的观点相同，在他们看来，和孩子的成长发育相比，花钱多买几双运动鞋就显得微不足道了。
高中生的身高发育趋于缓慢、稳定，但他们对运动鞋的喜好和需求却没有减弱。
1年买2双的情况最普遍，运动量大且对运动功能要求高的学生1年则至少需要3双鞋轮换，才能保证舒适。
一半学生热衷品牌消费大城市的中学生品牌消费意识很强，调查中超过一半的学生在消费时首先考虑品牌产品，他们认为品牌代表品位，同时是展现自我个性的手段。
网站调查发现，70%的中学生购买过名牌运动鞋，其中一半还购买了不止一双。
甚至有学生说：校服不好看，不过配上阿迪就好多了。
运动鞋品牌竞争力调查报告
对于我们还未深入社会的大学生来说;使用二手数据是一种经济、快捷的信息收集方法..现有文献为我们提供了大量有用的背景知识和信息;帮助我们了解相关的概念、界定可能存在的状态、借鉴研究的经验或存在的问题等..二手数据的分析是探索性研究的第一步;他为我们的后续工作奠定了知识基础..2、访谈调研法访谈调研法的实用性很广;在市场调研与预测中可普遍适用于常见的原始资料的收集..访谈法的灵活性大、控制性强、回收率高..根据访谈法的特性我们将对部分运动品牌的经销商采取经理访谈;即我们将到商场某些专柜与营业经理进行洽谈;洽谈的内容主要以他们对于其品牌的销售量占据整个商场的运动鞋销售量为切入点;以了解顾客对于运动鞋品牌的偏爱度..3、问卷调查法由于调研对象中的目标客户和潜在客户的分散性;我们决定采用调查问卷法来收集信息;其具体的步骤是：1计划调查内容2确定问卷的格式和内容三、调研过程本次调研范围为上海市;抽样框包括：学生群体、青年工作者、学生父母..样本容量为330人;抽样方法为简单随机抽样..调查初期;我们先在网络上发放了一份关于运动鞋预期消费者年龄的调查问卷;据统计;关心运动鞋市场的有87.64%左右是20—25岁的青年人;因为穿着运动鞋的多为年轻一代;目前市场上多以青年人自己购买或者父母代为购买;所以;在确定调查对象时;适当针对目标消费者;此次;我们调查的样本量为以330的93.4%名青年层次的目标消费人群;男女比例;如下图所示;男女比例接近1：1;我们有理由认可此次调查没有性别倾向..年龄段男女20—25岁15437.56% 15246.14%其他134.0% 113.3%合计16750.56% 16349.44%四、调研结果分析一、消费者购买行为分析消费者的购买行为;是指消费者在购买动机的支配下;为满足某种个人或家庭的需求而进行购买商品的决策和行动..通过观察法我们发现;消费者购买行为远在其实际购买前已经开始;每一消费者在购买某一类运动鞋时;均会有一个决策过程;一般包括以下几个方面：确认需要——收集信息——评估被选商品——做出购买决策——购后反应1、确认需要：即消费者对于运动鞋感到需要;即他们是在什么情况下要购买;本调查显示;大多数学生和年轻的消费者在遇到自己喜欢的和缺少运动鞋是会购买;这边说明对于年轻的消费群体;样式的设计极为重要;良好的外观会使消费者产生购买欲望;因此;企业在市场营销中应十分注意引起需要;强化消费者的需要感..2、收集信息：调查显示;消费者对于运动鞋的信息渠道主要来自于电视或广播媒体以及报纸杂志类;因此;加强广告营销;商品陈列;杂志介绍;新品发布会等策略可能会引起消费者的购买欲望..此次调查数据显示;在名目繁多的促销活动中;消费者最感兴趣的当属打折..逢年过节、大型活动期间打折;也是一种受消费者欢迎的方式..而其余诸如折价券的促销方式吸引力较低..很多情况下;价格往往主宰着对商品的生杀大权..大多数消费者对于那些有品牌有保证的商品的打折促销往往趋之若鹜..3、消费者更青睐于国外品牌调查数据显示;92.55%的消费者更倾向于购买国外的运动鞋品牌;而倾向于国内的仅占7.45%..而从刚才数据分析也可以很清晰的看到;国外产品在品牌形象;质量;外形;口碑等方面都对消费者有着绝对的吸引力;而国内的品牌反而在价格便宜上占了一定的优势;可见;若国内商家再加强品牌的吸引力;外形等方面;那么其产品会在竞争力上有着很大的上升空间..三、消费者对于国内运动鞋品牌满意度分析价格合理;容易接受以下;是对价格满意度均值的统计我们把满意度采用顺序度量的方法分为：非常满意;5；满意;4；一般;3；不满意;2；非常不满意;1；得到如下数据：N 330均值 3.93标准差0.749方差0.561从价格的满意度总频数图中可以看出消费者对国内运动鞋价格方面给予“满意”的评价最多;其次是“非常满意”;由均值表中均值为3.93;标准差是也可以看出消费者的满意度是偏向。
运动鞋核心技术的生物力学研究
运动鞋核心技术的生物力学研究运动鞋，那可不仅仅是穿在脚上的玩意儿，它简直就是双脚的“高科技座驾”。
咱们今天就来聊聊运动鞋核心技术背后的生物力学研究，这就像是探索鞋子里的“小宇宙”。
你看啊，运动鞋的减震技术。
这就像是给你的脚装上了一个个超级弹簧。
当你像个笨拙的大象重重落地时，这些“弹簧”就开始工作了。
它们可不是普通的弹簧，而是经过精心设计的高科技减震装置，就像一群训练有素的小矮人在底下托着你的脚，把那巨大的冲击力给化解得无影无踪，让你的脚感觉就像落在了软绵绵的云朵上，而不是硬邦邦的地面。
再说说鞋底的防滑技术。
这就像是给你的脚穿上了壁虎的脚。
不管你是在湿漉漉的浴室瓷砖上，还是在沾满露水的草地上，这鞋底就像长了无数双小眼睛，紧紧地盯着地面，哪怕地面再滑，它也能像钉子一样牢牢地抓住，让你不会像个滑稽的小丑那样突然滑倒。
还有足弓支撑技术呢。
这足弓支撑就像一个忠诚的小卫士，守护着你脚的“宫殿”。
如果没有它，你的脚就像一座没有大梁的房子，随时可能在行走或者运动的重压下“垮塌”。
它就稳稳地撑在那里，让你的脚在长时间的奔波或者激烈的运动中还能保持良好的姿态，不会像个弯弯的虾米一样难受。
运动鞋的透气技术也很神奇。
这就像是在你的脚周围装了无数个微型小风扇。
当你的脚在鞋里开始出汗，就像一个小火炉开始冒烟的时候，这些小风扇就呼呼地转起来，把热气和湿气都给吹走，让你的脚时刻保持干爽，而不是像泡在热水里的馒头一样又湿又黏。
鞋身的包裹技术也不容小觑。
这就像给脚穿上了一件量身定制的紧身衣。
它紧紧地贴合着你的脚，不会让你的脚在鞋里晃来晃去，就像一个贴心的小管家，时刻把脚照顾得妥妥当当，不会让脚有那种“寄人篱下”的漂泊感。
其实啊，运动鞋的这些核心技术就像是一个超级英雄团队。
每个技术都有自己的独特本领，它们组合在一起，就为了给你的脚打造一个最舒适、最安全、最适合运动的小天地。
这生物力学的研究啊，就是在背后默默指挥这些“超级英雄”的智慧大脑，让它们不断进化，好让我们能在这个世界上更潇洒地奔跑、跳跃，仿佛脚底下踩的不是鞋，而是通往无限可能的魔法飞毯。
慢跑鞋的足底压强分析与功能评价
2006年 12月第42卷 第6期北京师范大学学报(自然科学版)Journal of Beijing Normal University (Natural Science )Dec.2006Vol.42 No.6慢跑鞋的足底压强分析与功能评价3石宏杰1) 蔡宇辉2) 刘润生2) 王艳菊3)(1)首都体育学院研究生部,100088,北京;2)北京师范大学体育与运动学院,100875,北京;3)北京交通大学附属中学,100084,北京)摘要 采用德国Novel 公司的Pedar 鞋垫式(in 2sole )足底压力测量系统,对6款适合于健身长跑和中长跑运动员训练或公路比赛所穿的慢跑鞋和1款体操鞋(模拟赤足状态)进行3个速度下的足底压强测量.通过步态周期(T G C )、最大地面反作用力(F max )、最大足底压强(p max )、力量-时间积分值(∫F d t )以及压强-时间积分值(∫p d t )等参数的分析,对各款运动鞋的功能特性进行了初步评价,建立了初步的评价标准.关键词 慢跑鞋;评价指标;最大足底压强;步态周期;最大地面反作用力收稿日期:2006209227 随着运动的普及,健康的关注,参加跑步健身的人越来越多,距离越来越长,也就促使人们在跑步运动中越来越注重运动的效果和防止运动损伤.选择一双适宜的慢跑鞋,无疑是保障健康跑步运动的基础.足是肌肉-骨骼系统的一部分,当跑步运动时它接受和分配身体的负荷,2～3倍身体的重量分配到组织、鞋和地面,引起损伤的力量也由此而生.另外,地面对运动员足部的支撑时间很短,在这短暂的时间内,地面的反作用力形成力波,传递到地面、鞋、身体组织之间,因练习场地不定,就更增加了对跑鞋的要求[1].一双好的慢跑鞋应具备:1)极佳的避震功能,穿着时倍感舒适和安全;2)具备“回输”功能,能释放吸震时储备的能量使运动员感到省力和轻松;3)附着力强,运动员易于控制,以便保持正确姿势,避免滑倒.总之,一双理想的运动鞋应具有较佳的调整足底压力平均分布之功能,以提供适当的保护与支撑足部的作用,更甚可提高运动成绩.近年来我国生物力学学者对慢跑鞋的功能进行了有益的探索和研究,但与先进国家相比还较落后.本研究拟在国内外文献资料的基础上利用生物力学手段,结合测量学和计算机辅助技术,对慢跑鞋的功能评价系统进行初步开发,并对一些指标进行量化分析,尝试对评价慢跑鞋功能所需的参数和方法进行探讨和研究.1 研究方法与对象1.1 实验对象 21名二级以上中长跑运动员参加了本次实验(2名为健将,5名为国家一级),其中,男性12名,女性9名.受试者的各项参数见表1.所有受试者在测试前6个月内无重大下肢疾病.测试之前,先由施测者说明本研究的目的、研究方法及实验步骤,并告知运动员在自我感觉不能继续实验时要求施测人员终止实验;在受试者充分了解本研究的实验过程,并进行适应性实验后,测试正式进行.在测试过程中,安排了保护人员,防止意外发生时对运动员造成运动伤害.表1 受试者基本资料性别年龄/岁体质量/kg身高/cm男21.2±2.366.8±6.0179.1±3.8女20.0±1.353.9±3.7167.6±4.21.2 实验方法 在被测试的慢跑鞋中放置足底压强鞋垫,受试者穿戴好测试慢跑鞋和足底压强数据采集盒后,进行系统调零测试.在跑步机上完成3个速度(1.5,3.0,5.0m ・s -1)的测试,每个速度在受试者步幅稳定后采集10s 以上的数据.换上另一款慢跑鞋进行相同测试,直到所有被测试的样品全部测试完毕.1.3 实验仪器与设备 实验所用足底压强采集系统为德国Novel 公司的Emed 2pedar 鞋垫式足底压强测量系统.数据采集频率为100s -1,备有不同型号的鞋垫以符合受试者的足部大小.在美国Trackmaster 公司生产的TM500跑步机上进行实验,其速度控制误差在2%之内[2].测试速度v 定为1.5,3.0,5.0m ・s -13个速度,分别对国内外6个品牌的慢跑鞋编号(A ～F )以及体操鞋(模拟赤足状态)进行了测试.测试得到的数据用Excel 2003和SPSS12.0进行分析研究.1.4 数据处理 将每位受试者的数据从Pedar 系统中取出保存为ASC 格式的文件,在Excel 2003中选取右脚的步态资料,除非受试者右脚的步态呈现不稳定状态,则选用左脚的步态资料,去除头尾各2步的数据资料,再从中选取步态稳定且较一致的3步步态数据.若受试者的步态未达到足够的稳定度时(步频不稳或压强线过度分散),其数据即删除不用.对剩余受试者的步态资料进行计算、整理,得到每一位受试者每步的全足最大地面反作用力(F max )、最大足底压强(p max )、北京师范大学学报(自然科学版)第42卷 最大地面反作用力倍体重值(w TW )、力量-时间积分值(∫F d t )、压强-时间积分值(∫p d t )以及步态周期(T GC ).并对上述参数利用SPSS 12.0软件进行单因子方差分析(ANOVA ),以比较不同慢跑鞋在不同速度下的差异性.2 结果与分析2.1 T G C T GC 是指在行走时,当左(右)足跟着地至左(右)足跟再次着地之间的时间[3].Norkin 等[4]指出,T G C 包括站立期(stance p hase )和摆动期(swing p hase ).本研究主要是对运动鞋的功能进行检测和评价,故只对站立期进行研究.T GC 的时间长短能在一定程度上反映运动鞋所具有着地时的缓冲功能和蹬伸时的助力功能,以及运动鞋储能、释能作用.测量结果显示,在3种速度下各款运动鞋T GC 值分别为1.5m ・s -1时(1.01±0.03)s ,3.0m ・s -1时(0.7±0.02)s ,5.0m ・s -1时(0.63±0.03)s ,经ANOVA 分析,在相同速度下,各运动鞋之间的T GC 差异不显著,结果见表2. 不同速度下T G C 差异不显著的原因可能为:1)鞋垫本身的弹性和跑步机履带的松软削弱了穿着体操鞋与穿着运动鞋在T GC 方面的差异;2)人体足部自身结构(如肌腱,韧带等)的调节作用致使人体在运动过程中能自动调节和适应外部环境的变化.T GC 的差异不显著,并不能说明穿着体操鞋与穿着运动鞋之间,甚至是各运动鞋之间不存在差异.表2 不同速度下各运动鞋的步态周期T G C 及其方差分析v /(m ・s -1)慢跑鞋A慢跑鞋B慢跑鞋C慢跑鞋D慢跑鞋E慢跑鞋F体操鞋ANOVA1.5 1.030.97 1.01 1.06 1.05 1.000.98P =0.5843.00.730.680.700.710.710.690.69P =0.2365.00.650.580.610.650.620.650.62P =0.6162.2 F max 在T G C 中脚与地面接触时,脚给予地面一个作用力,因而地面也产生一个相对应的反作用力给足部,此即为地面反作用力.在行走或跑步时,人体足部必须承受来自地面的反作用力,而后利用此力而产生运动,故此力极为重要.图1显示了3种速度下各运动鞋的F max .从图中可以看出,随着v 的增大,F max 也越大,而且穿着体操鞋时的F max 相对穿着慢跑鞋时明显要大,经ANOVA 分析,运动鞋与体操鞋在各速度下P 均为0.001,差异非常显著;去除体操鞋,各运动鞋之间差异也很显著,分别为:P =0.002(1.5m ・s -1),P =0.015(3.0m ・s -1),P =0.008(5.0m ・s -1). 将各运动鞋与体操鞋进行独立样本T 检验(见表3),发现慢跑鞋A 在低速运动(1.5m ・s -1)中,其F max 与体操鞋差异显著,而随着v 的增大,其差异变得不显著,这有可能是因为:1)鞋底过薄,在实验中,受试者也普遍有此反映;2)鞋底材质过软,慢跑鞋F 和慢跑鞋C 也呈现此种特征.情形比较好的是慢跑鞋D 和慢跑鞋E ,在各种速度下,F max 与体操鞋的差异均显著(慢跑鞋D 在3m ・s -1时除外). 表3 各运动鞋与体操鞋进行独立样本T 检验结果v /(m ・s -1)1.5 3.0 5.0t慢跑鞋A 2体操鞋0.0130.1780.168慢跑鞋B 2体操鞋0.9190.2800.459慢跑鞋C 2体操鞋0.0150.8400.525慢跑鞋D 2体操鞋0.0240.2000.033慢跑鞋E 2体操鞋0.0060.0240.040慢跑鞋F 2体操鞋0.2020.3010.819 2.3 F max 倍体重值 F max 倍体重值是F max 的一个相对值,能更直观地反应人体运动中承受的地面反作用力大小,从表4中不难看出,运动v 越大,人体要承受的F max 也就明显增大,同时也看出,鞋的作用也在此得以充分显示,为人体足部提供了很好的保护功能,但是,由于人体个体差异性的存在,使得个别受试者F max 的倍体重值显得非常的大,甚至比穿体操鞋时的还大,如,慢跑鞋B 和C ,其最大值达到了3.36.这在一定程度上说明人体运动中的多因素性,只凭一两个指标很难充分了解运动的本质.2.4 p max p max 之数值是各分区中所有传感器测得之力与各传感器的面积相除后所得到的最大值.Rodgers [5]指出足底压强测量显示出若在足部某一位置,承受过大压强时,即易产生过度使用伤害.Roy [6]046 第6期石宏杰等:慢跑鞋的足底压强分析与功能评价 表4 不同速度下各运动鞋的F max 倍体重值v /(m ・s -1)慢跑鞋A慢跑鞋B慢跑鞋C慢跑鞋D慢跑鞋E慢跑鞋F体操鞋平均值最大值平均值最大值平均值最大值平均值最大值平均值最大值平均值最大值平均值最大值1.5 1.05 1.24 1.28 1.74 1.30 1.64 1.05 1.25 1.10 1.34 1.15 1.32 1.33 1.723.0 1.882.14 2.26 2.83 2.30 2.85 1.97 2.22 1.97 2.20 2.11 2.25 2.43 2.815.02.132.402.503.362.543.172.182.422.192.422.052.342.663.16指出p max 往往和前足病变有极高的相关性.从图2中不难看出,v 增大,p max 有越大的趋势.经ANOVA 分析,如表5所示,各鞋(包括体操鞋)以及各运动鞋(不包括体操鞋)之间的差异都很显著(3m ・s -1时,各运动鞋之间的p max 差异不显著),对p max 做进一步的T 检验(表6)知,慢跑鞋A ,D ,E 在3种v 下的p max 与体操鞋的差异均很显著,而慢跑鞋C ,B 和F 在3种v 下的p max 则与体操鞋的差异不显著.后三者和穿着体操鞋一样,产生较大的足底压强.表5 各鞋之间的p max 单因子方差(ANOVA )分析结果v /(m ・s -1)ANOVA (包括体操鞋)ANOVA (不包括体操鞋)1.50.0270.0283.00.0330.0835.00.0030.019表6 各运动鞋与体操鞋不同速度下p max 的T 检验结果v /(m ・s -1)1.5 3.0 5.0t慢跑鞋A 2体操鞋0.0090.0020.002慢跑鞋B 2体操鞋0.6050.2020.238慢跑鞋C 2体操鞋0.8520.3440.340慢跑鞋D 2体操鞋0.0110.0110.005慢跑鞋E 2体操鞋0.0390.0080.007慢跑鞋F 2体操鞋0.4680.3890.0242.5 ∫Fd t 足部承受的能量与足部病变有很大关系,为了解足部所承受的能量,必须了解步态中的作用力及足部变形量,但不论是走步还是跑步,我们很难得到足底变形量,因此只能以力量来预测足部所承受的能量,也就是以足底与地面接触过程中的力量与时间的积分值(∫F d t )来预测[7].如图3所示,在1.5m ・s -1下,慢跑鞋C 和F 的∫F d t 较高(分别为363.6和370N ・s );而在3.0和5.0m ・s -1的速度下,则是体操鞋的∫F d t (分别为257.8,249.7N ・s )较高,特别是在5.0m ・s -1时更突出.慢跑鞋D 和E 则在3种速度下的∫F d t 值相对都低.但各鞋之间的差异并不是很大,ANOVA 分析结果显示,它们之间的差异不存在显著关系(1.5m ・s -1时P =0.553,3.0m ・s -1时P =0.978,5.0m ・s -1时P =0.759).∫F d t 值,F 和t 皆为变量,结合F max 值和T GC 可知,慢跑鞋B 在3种速度下的F max 较大,特别是在1.5m ・s -1的速度时,而其∫F d t 值在此速度下却相对较低,由于前面在分析T GC 时已知,各鞋的T GC 不呈差异显著性,也就可以看出慢跑鞋B 受力不均衡,步态中足底压强起伏较大,从而导致了此种结果.2.6 ∫pd t 足底局部过高压强的产生才是造成足部结构出现问题或造成伤害的主要原因,除了考虑p max 值外,亦须衡量足底与地面接触时间的差异效应[8].因此,探讨∫p d t 值亦有其重要性.其值的计算方法为足底压强p 对时间t 的积分(见图4),p 及t 皆为变量.参考图4,在步行状态下(1.5m ・s -1),慢跑鞋C ,F 和体操鞋均显示出较大的∫p d t ,特别是慢跑鞋C ,其值达到了23.7N ・s ・cm -2.与其他指标结合分析,慢跑鞋C 和F 在步行状态下,无论是p max ,F max ,还是∫F d t 值,都处于一个相对较高的区域,这也表明了慢跑鞋C 在低速运动中是不能很好地发挥运动鞋应具有的功能,其原因既可能是鞋底材料选择上的问题,也可能是146 北京师范大学学报(自然科学版)第42卷鞋楦形状的问题,需进一步研究,但通过上述几个指标的综合分析,我们已经了解到它确实存在问题.而在跑步运动中(3.0m・s-1以上的速度),慢跑鞋B,F和体操鞋有较高的∫p d t值,表明慢跑鞋B在进行较高速度的运动,与其进行低速运动时表现有一定的区别,不宜长时间穿着慢跑鞋B进行高速运动.相对于其他运动鞋来说,慢跑鞋F不论在低速还是高速,均存在一定问题,穿着慢跑鞋F运动时需加以注意.3 结论与建议1)在各种v下,F max,p max等指标随着v的增加而增加,而∫F d t和∫p d t则由于随着v的增加,因T GC减小的缘故而不断减小.2)各慢跑鞋间的T GC不存在显著差异,F max倍体重值也不能得出有利于分析慢跑鞋间功能差异的有效指标.3)通过对F max,p max,∫F d t和∫p d t的综合分析可以对各慢跑鞋的功能进行初步评价,并可通过以上4个指标建立慢跑鞋功能评价的初步标准. 4)不同运动鞋其性能存在较大差异,且因运动速度不同,也会表现出不同的功能状态.特别是在长时间的运动中,如何减缓地面对人体的冲击,防止运动损伤,在蹬伸时给予足部更大的支持力,增加运动舒适性,提高运动成绩,都是制鞋厂商需要不断研究的课题.本研究对运动鞋的评价还处于初级阶段,而且只能发现运动鞋在运动中是否存在问题,而导致这些问题的具体原因,还需要进一步对鞋底材料、鞋楦形状等进行深入研究.另外,增加研究的参数,细化研究的区域,也是深入了解慢跑鞋功能机制的一种渠道.4 参考文献[1] 彼德森,胡声宇编译.特殊区域的运动损伤[J].国外体育科学,1998(2/3):72[2] 林逸录.国内男青年走与跑之足底压力分析[J].国立体育学院论坛,1999,10(1):189[3] 郑秀媛,侯曼,忻鼎亮,等.现代运动生物力学[M].北京:国防工业出版社,2002:399[4] Norkin C C,Levangie P K.A Comprehensive Analysis[J].Joint Structure&Function,1992:448[5] Rodgers M M.Dynamic biomechanics of the normal footand ankle during walking and running[J].Physical Therapy,1988,68(12):1822[6] Roy K J.Force,pressure and motion measurements inthe foot:current concepts[J].Clinical Podiatric Medical Surgery,1988,5:491[7] 詹益坤,李淑贞,赵令怡,等.正常青年人之足底压力分析[J].中华物疗志,1997,22:81[8] Sneyers C J L,L ysens R,Feys H,et al.Influence ofmalaligment of feet on the plantar pressure pattern in running[J].Foot&Ankle,1995,16:624[9] Kernozek T W,LaMort E E,Dancisak M J.Reliabilityof an in2shoe pressure measurement system during treadmill walking[J].Foot and Ankle,1996,17(4):204INITIAL DEVE LOPMENT OF EVAL UATING JOGGING SH OESShi Hongjie1) Cai Yuhui2) Liu Runsheng2) Wang Yanju3)(1)Depart ment of Graduate,Capital Institute of Physical Education,100088,Beijing,China;2)School of P.E.and Sport s Science,Beijing Normal Universtiy,100875,Beijing,China;3)Middle School Attached to Nort hern Jiaotong University,100084,Beijijg,China)Abstract The research measures t he plantar p ressure of six pairs of jogging shoes and gym shoes of different styles(to simulate barefoot state)at t hree different speeds wit h t he Pedar in2sole plantar pressure measure system of a Germany company,Novel.By t he parametric analysis of gait cycle(T GC),maximum force (F max),peak plantar pressure(p max),force2time integral(∫F d t)and p ressure2time integral(∫p d t)etc.,t he research makes a pilot evaluation on t he f unctions of t he different styles of sport s shoes and establishes a p rimary evaluation standard.K ey w ords jogging shoe;evaluation;p max;T GC;F max246。
运动鞋摩擦特性的生物力学分析
运动鞋摩擦特性的生物力学分析汪敏加【摘要】目的:通过人体测试的方法测量几款运动鞋的摩擦系数的相关指标,评估和检验这几款鞋在特定表面下的摩擦特性;方法:选取5款运动鞋(四种表面材料分别为:刚性、塑胶、木板和人造草皮)对30名大学生进行测试.通过Kistler测力台收集步行和跑步动作中的动力学参数.结果和结论:(1)摩擦系数曲线呈“S”形,在着地、离地瞬间各出现一个峰值,其中的第二个峰值是整个单支撑阶段的最大摩擦系数|CoFy|m;步行时的|CoFy| m值的出现时间为总周期的后10％左右,跑步时|CoFy| m值的出现时间约为总周期的后6％;(2)步行和跑步时,着地阶段产生最大摩擦系数与该阶段最大摩擦系数的时间比值,二者之间存在着一定的负相关关系,并且差异较大;离地阶段则显示为一定的正相关关系;(3)不同的运动鞋和表面之间摩擦特性区别很大,在设计运动鞋的时候应充分考虑运动表面的特性.(4)步行和跑步动作中摩擦特性区别很大,在设计运动鞋时需将运动形式作为一个重要的考量因素.【期刊名称】《成都体育学院学报》【年(卷),期】2014(040)004【总页数】6页(P60-65)【关键词】运动鞋;测试表面;摩擦系数;时间比值【作者】汪敏加【作者单位】北京体育大学,北京100084;成都体育学院,四川成都610041【正文语种】中文【中图分类】G804.6运动鞋的摩擦特性是重要的保护性能指标之一［1］。
为改良鞋子的保护功能，提高鞋的品质，降低由于滑倒或者摩擦不足造成的损伤，消费者和鞋子生产商都越来越关注提高鞋底的防滑性［5］。
目前，对运动鞋性能评估的相关研究较少，而现有的评估鞋质量的国家检测标准则仅仅局限于鞋子的耐折性能、粘合强度、剥离强度以及耐磨性能等方面［2，4］，而这些指标只是对于鞋子的耐穿和结实程度进行评价，没有包含保护性能的相关指标。
然而不论是日常健身还是专项训练，运动鞋的保护性能是至关重要的，尤其是对于专业运动员来说，如何预防劳损是一个长久的研究方向［3，4］。
篮球鞋原理
篮球鞋原理
篮球鞋原理是指通过特定设计和工艺制作的运动鞋，旨在提供篮球运动所需的功能和性能。
篮球鞋的原理主要包括以下几个方面：
1. 缓冲和支撑：篮球运动对脚部的冲击力较大，因此篮球鞋需要具备良好的缓冲性能，以减轻运动时对关节和骨骼的冲击。
篮球鞋通常采用高弹性材料，如气垫、减震材料等，来提供良好的缓冲效果。
此外，鞋底的支撑结构也需要具备稳定性，以保护脚部不易受伤。
2. 抓地力：篮球运动需要快速移动、转身和停止，因此篮球鞋的鞋底设计要具备良好的抓地力，以提供充足的摩擦力和稳定性，使球员能够更好地控制身体和运动方向。
3. 透气性：篮球运动剧烈，容易产生大量汗水，如果鞋子透气性不好会导致脚部滑脱和不舒适。
因此，篮球鞋常采用透气材料和设计，如鞋面的孔洞或网状结构，以提供良好的透气性，保持脚部的干爽和舒适。
4. 鞋型设计：篮球鞋的鞋型设计通常会考虑到脚部的形态和运动需求。
鞋型需要保证足够的舒适度和贴合感，确保运动时脚部的稳定性和灵活度。
此外，一些篮球鞋还具备高帮设计，以提供更好的脚踝支撑和防护。
综上所述，篮球鞋的原理主要涉及到缓冲和支撑、抓地力、透
气性和鞋型设计等方面，旨在提供篮球运动所需的功能和性能，以保护脚部并提升运动表现。
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• 在进行篮球运动时常常有急停、急转动作，此时要求 运动鞋(如：蓝球鞋)具有较高止滑性，否则，不仅会引起 一场精采赛事的失利，还可能会造成运动员受伤。然而， 在鞋底其他方面条件不变的条件下，耐磨耗性和止滑性却 是成反比的，耐磨耗性越好，就意味着止滑性下降;止滑 愈佳，则其耐磨性就差。所以应通过大量的测试对比，找 到耐磨耗性和止滑性最佳的结合点，来进行设计生产。当 然，还要从运动鞋的功能上去考虑鞋底纹路的设计，从而 确定耐磨耗性和止滑性之间的最佳平衡点。
带你揭秘运动鞋的受力分析
• 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。琦顺 品牌小编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 /T3903.1—1994的国家标准，在鞋底跖趾 关节处割口5mm长，以每秒约4次的折挠频率进行测 试，要求极其苛刻。所以，鞋底设计生产时，应考虑 鞋底弯折沟的厚度和底材的韧性。一般弯折沟的设计 均以圆弧形为主，可避免应力集中，起分散弯折力和 延伸力的作用，同时，在弯折沟背面应以加强筋的方 式加厚至2.0mm以上。
• 2. 耐磨性
• 在国内还处于较低消费水平的现阶段，运动鞋的 耐穿性无疑是消费者最关心的，其中除鞋底的耐折性 外，能否耐磨也是耐穿性的决定因素之一。
• 2.1周边磨耗 • 一般情况下，鞋底周边(前掌、中腰、后跟)边缘
向内10～1 5mm是受磨最多的部位，但其受磨程度小 于鞋头和后跟。其原因是，大拇指、小拇指和脚跟三 点是主要的受力部位。 • 2.2 鞋头磨耗 • 鞋头受磨程度小于后跟，鞋头外侧受磨小于鞋头 内侧。其原因是，走路或跑步时，都是后跟先着地， 脚提离地面时，大拇指最后提起且向前推进并产生摩 擦力。 • 2.3 后跟磨耗 • 后跟是受磨耗的主要部位，据统计：80% 以上 人的脚是以脚后跟外侧先着地，又因脚在起步、落地 时，均是朝向内心偏移，所以其外侧受磨程度大于内 侧。
• 2.4 耐磨设计
• 根据以上的受磨分析，一些受磨功能要求高的运动鞋 (如：球鞋)，就须选用耐磨性能好的橡胶做大底，如采用 意大利超强耐磨的vibra 橡胶底。或者在鞋头内侧和后跟 外侧，特意设计耐磨的橡胶贴片，目前最佳的测试方法是 以SATRA TM1 74-94进行DIN测试限于鞋面，鞋底同样也要求有透气性。因为
在正常穿用运动鞋时，人足部皮肤的温度可达到34～35℃ ;而 在激烈运动时，其温度将达到43～49℃ ;此外，大底纹路设计 越粗糙、愈复杂，与地面摩擦力就愈大，热度也愈高。因此， 鞋底透气性的设计是非常必要的，但同时要考虑其防水性，一 般是在气窗处涂抹一层能透气的防水胶，或采用美国wL.GORE 公司的GORE—TE×材料。 • 5.支撑力 • 支撑力是一个比较复杂的问题，具体说就是通过运动鞋紧 缩厚实的设计，来保证脚对人体强有力的支撑。这种紧缩的设 计，可以克服脚向四周分散力量，从而保证向上的支撑力。一 般采用硬支撑片(如TPU片)从鞋腰延伸至后跟，插人中底或在 大底与中底之间，对人脚起平稳支撑、固定的作用，也可防止 运动中的扭伤。