运动防护服装复合材料的碰撞防护性能研究

发布时间：2017-10-25 02:09

  本文关键词：运动防护服装复合材料的碰撞防护性能研究

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【摘要】：在运动时受到碰撞或者发生意外跌倒坠落等因素都会给人体的骨骼造成损伤,人们在运动过程中有意识的通过穿戴运动装备来达到防护人体受损的目的。目前市场上的运动碰撞防护产品很多,其防护性能参差不齐。有的产品防护性能超出了实际需求,既增加了材料制作成本又浪费了资源,而有的则达不到防护要求,给运动者带来不必要的损伤,甚至给他们的生活带来很大的影响。为了更合理的开发运动碰撞防护产品,就需要对产品的运动碰撞防护性能进行研究,而目前这一领域的研究体系还不健全,对此,本论文主要构建了从生物力学,运动损伤理论知识到模型建立,服装复合材料测试实验以及运动碰撞防护服装产品开发的研究体系。主要研究有以下几个方面:首先以人体生物力学,运动损伤为基础理论,结合大量的文献研究以及对于低速冲击实验测试仪的实验原理分析,确立了运动碰撞防护性能的实验指标(即最大剩余冲击力);接着将肌肉与服装复合材料看成是整体的粘弹性材料对骨骼进行防护,引入粘弹性材料力学模型与能量守恒定律建立运动碰撞防护模型。其中,肌肉的防护作用是稳定的,将肌肉与服装复合材料的组合关系看成是固定的,则两者组合后的整体的运动碰撞防护性能主要取决于服装复合材料的运动碰撞防护性能,因此,接下来对服装复合材料的运动碰撞防护性能进行测试与分析。通过低速冲击实验测出运动碰撞防护性能的实验表征指标,发现两者之间可以建立联系,应用数据处理与分析软件将其与运动碰撞防护模型建立转化关系。最后对模型进行应用,获得骑马运动对服装复合材料的运动碰撞防护性能的要求,将其转化成运动碰撞防护性能的实验指标即最大剩余冲击力;再结合冲击实验以及复合方式的优化实验获得相适应的服装复合材料。在进行骑马运动碰撞防护裤开发时,结合实际运动情况对款式与结构进行优化设计并制作,在制作完成后进行对人体穿着舒适性进行主观评价,使其不仅满足服用性,而且具有一定的实用性。本论文从粘弹性材料基础理论出发,到最后的骑马运动碰撞防护裤的制作,构建了一套应用于服装复合材料的运动碰撞防护性能的研究体系,对其他运动防护服的研究具有一定的指导意义。
【关键词】：运动碰撞损伤 骨骼损伤 服装复合材料 粘弹性材料 运动碰撞防护模型
【学位授予单位】：上海工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TS941.731;TB33
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 绪论12-21
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 研究现状13-17
• 1.2.1 人体运动碰撞损伤研究现状13-14
• 1.2.2 服装复合材料运动碰撞防护性能研究现状14-17
• 1.3 研究内容和方法17-19
• 1.3.1 研究内容17-18
• 1.3.2 研究方法18-19
• 1.4 研究思路19-20
• 1.5 本章小结20-21
• 第二章 服装复合材料的防护性能指标研究21-30
• 2.1 人体运动中骨骼损伤机理研究21-23
• 2.2 运动碰撞损伤防护指标23-25
• 2.3 服装复合材料的碰撞防护性能指标25-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 运动碰撞防护模型的建立30-38
• 3.1 运动碰撞防护基础模型的构建30-34
• 3.2 运动碰撞防护模型的建立34-37
• 3.3 本章小结37-38
• 第四章 服装复合材料的碰撞防护性能测试与分析38-53
• 4.1 实验目的38
• 4.2 实验过程38-42
• 4.3 实验内容42-52
• 4.3.1 实验一42-49
• 4.3.2 实验二49-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第五章 运动碰撞防护模型的应用53-64
• 5.1 骑马运动碰撞条件分析53-54
• 5.1.1 骑马运动碰撞受力分析53-54
• 5.1.2 骑马运动碰撞防护力范围54
• 5.2 服装复合材料的低速冲击实验与优化54-60
• 5.2.1 服装复合材料的低速冲击实验55-56
• 5.2.2 服装复合材料的实验数据分析56-60
• 5.3 服装复合材料的复合方式优化实验60-63
• 5.3.1 服装复合材料不同的复合方式60-61
• 5.3.2 服装复合材料不同复合方式下的冲击实验61-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第六章 骑马运动碰撞防护裤的开发与优化64-72
• 6.1 骑马运动碰撞防护裤的设计与优化64-66
• 6.1.1 骑马运动碰撞防护裤的款式设计64-65
• 6.1.2 骑马运动碰撞防护裤的结构设计65
• 6.1.3 运动碰撞防护裤的款式优化设计65-66
• 6.2 运动碰撞防护裤的制作66-68
• 6.3 运动碰撞防护裤的主观评价分析68-70
• 6.4 本章小结70-72
• 第七章 总结与展望72-74
• 7.1 论文结论72
• 7.2 论文不足与改进72-74
• 参考文献74-77
• 附录77-81
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果81-82
• 致谢82-83

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本文编号：1091574