20 1 ▣ 体育运动中的材料 ◇ 蔡韵晖 2017.11.20 1/23
体育运动中的材料 蔡韵晖 2017.11.20 1/23
CONTENTS 1 体育器材中的材料 2 运动服装中的材料 3 运动材料的开发 0 2/23
ONTENTS 体育器材中的材料 运动服装中的材料 运动材料的开发 2/23
1 体育器材中的材料 3/23
体育器材中的材料 3/23
体育器材中的材料 1 2 3 玻璃钢 碳纤维 、芳纶 4/23
体育器材中的材料 玻璃钢 碳纤维 芳纶 4/23
玻璃钢 鼓璃钢翀料撑的度谜棋材 量能批模量晟样载运 能创造新重摄前糢撑 量运费儝饰制惟諼蟊破 世界强度越高册赖新摇料 度玻质量轻。 5/23
玻璃钢 玻璃钢材料的比强度和比模 量很高。比模量是材料承载 能力的一个重要指标，比模 量越大,零件的刚性就愈大。 比强度越高表明达到相应强 度所用的材料质量越轻。 撑杆跳中的撑杆应用了这种材 料后性能大大提高，有助于运 动员创造新成绩。如前苏联撑 杆跳高运动员布勃卡多次打破 世界纪录，使用的就是新材料 制造的玻璃钢尼龙撑杆。 5/23
碳纤维 截至2013年，每年全球体育用品消耗 至少8kt碳纤维。据不完全统计，目 前全球每年的高尔夫球棒的产量为5 千万根左右，钓鱼竿的产量每年约2 千4百万根，网球拍的产量为每年6百 万个左右，都大量使用碳纤维作为增 强材料。其原因在于碳纤维的特殊性 能能让制造商控制产品的力学性能和 动态性能，而这是金属等其他材料所 不能达到的。 6/23
碳纤维 截至2013年，每年全球体育用品消耗 至少8kt碳纤维。据不完全统计，目 前全球每年的高尔夫球棒的产量为5 千万根左右，钓鱼竿的产量每年约2 千4百万根，网球拍的产量为每年6百 万个左右，都大量使用碳纤维作为增 强材料。其原因在于碳纤维的特殊性 能能让制造商控制产品的力学性能和 动态性能，而这是金属等其他材料所 不能达到的。 6/23
碳纤维 为了满足重量轻、刚性大的要求，传 统的体育用品大多采用木材及其复合 材料制得，但是碳纤维增强复合材料 (CFRP)的力学性能要比木材好得多。 因此，它在体育用品中得到了广泛的 运用。CFRP制成的网球拍轻而坚、刚 性大、应变小，可降低球与球拍接触 时的偏离度；同时，CFRP的阻尼性好， 可延长球的接触时间，使网球获得较 大的加速度。 7/23
碳纤维 为了满足重量轻、刚性大的要求，传 统的体育用品大多采用木材及其复合 材料制得，但是碳纤维增强复合材料 （CFRP）的力学性能要比木材好得多。 因此，它在体育用品中得到了广泛的 运用。CFRP制成的网球拍轻而坚、刚 性大、应变小，可降低球与球拍接触 时的偏离度；同时，CFRP的阻尼性好， 可延长球的接触时间，使网球获得较 大的加速度。 7/23
碳纤维 球拍材料 接触时间 球的初速 /ms 度/km/h) 木制品 4.33 1.38 钢制品 4.09 149.6 CFRP 4.66 157.4 8/23
碳纤维 球拍材料 接触时间 /ms 球的初速 度/(km/h) 木制品 4.33 1.38 钢制品 4.09 149.6 CFRP 4.66 157.4 8/23
芳纶 除躁 浪素 的 山共 能 美家 还+ 拳运 生 存瘦来料去板 有良好防护功能的护具保护自己。 9/23
芳纶 除强度和模量高、耐磨、抗老化外， 芳纶还具有耐酸碱、可纺织性好的 优点。用芳纶制成的三维纺织物复 合材料不仅高强质轻、抗冲击性好， 还能防刺防割，设计也灵活，可以 用作运动防护工具，包括防护服、 防护头盔、防护手套、护腿板、护 膝、垫肩和鞋子等。包括诸如跆拳 道、拳击、散打、摔跤、击剑等运 动在内的抗击性运动会对人体产生 严重伤害，因此运动员必须配戴具 有良好防护功能的护具保护自己。 传统的以海绵、橡胶等材料 制成的护具体积大、质量重， 吸湿、透气性差，配戴起来 不舒适，防震抗击性能差， 不仅对运动员起不到保护作 用，还可能会严重影响运动 员技术水平的发挥。芳纶织 物复合材料护具质量轻、透 气性好还有防震功能，可以 代替传统护具来保护运动员。 9/23
芳纶 高速冲击性运动，例如摩托车和高山滑雪等 会产生巨大的冲击力。一旦遇到障碍物或者因某 种原因致使运动失控，运动员会受到致命创伤。 因此性能显著的防护装备是参加比赛和运动必不 可少的工具。芳纶环氧树脂复合材料抗冲击强度 好，有韧性，对冲击物能量的吸收大，耐疲劳性 高于碳纤维和玻璃纤维，可用作此类防护护具。 10/23
芳纶 高速冲击性运动，例如摩托车和高山滑雪等 会产生巨大的冲击力。一旦遇到障碍物或者因某 种原因致使运动失控，运动员会受到致命创伤。 因此性能显著的防护装备是参加比赛和运动必不 可少的工具。芳纶环氧树脂复合材料抗冲击强度 好，有韧性，对冲击物能量的吸收大，耐疲劳性 高于碳纤维和玻璃纤维，可用作此类防护护具。 10/23