ReferatFolder.Org.Ua — Папка українських рефератів!


Загрузка...

Головна Фізкультура. Фізична культура. Фізичне виховання. Спорт. Туризм → Фізико-механічні характеристики спортивного взуття і штучного покриття, які визначають ударні навантаження на організм спортсмена

У стандартному тест-методі оцінки ударнопоглинаючих властивостей ШП і матеріалів США АSТМ F—355 [68] в якості тест-об\'єкту використовується алюмінієвий циліндр висотою 25,4 см, масою 9,07 кг, діаметром платформи 12,8 см. Висота падіння циліндра—0,6 м.

На верхній платформі жорстко закріплений датчик прискорення, що вимірює прискорення вздовж вертикальної осі циліндра,

При проведенні дроп-тесту передбачається, що максимальне значення ВСРО і деформація досліджуваного зразка СВ/ШП залежать від швидкості приземлення тест-об\'єкту, розмірів ділянки контакту і маси тест-об\'єкта. На рис. 2 показані максимальні значення ВСРО для трьох ШП і двох тест-об\'єктів.

Перший тест-об\'єкт - ядро радіусом 5,25 см і масою 4 кг, другий - ядро радіусом 6,2 см і масою 7,3 кг. Обидва ядра скидалися з однакової висоти 0,4 м (швидкість приземлення - 2,8 м/с). Товщина досліджуваних зразків ШП була однаковою. З рис. 2 видно, що на підставі результатів, отриманих із першим тест-об\'єктом, кращим ШП, із погляду мінімального значення максимуму ВСРО, є покриття С. За результатами другого тест-об\'єкта - покриття А. Данный приклад показує, що відбір тест-об\'єкта необхідно робити, виходячи з реальних значень ВСРО при виконанні спортивних вправ.

Відомо [12, 14], що при переміщенні стопи з \"пятки на носок\" динамограма ВСРО має два піки (рис. 3). Виявлено (12, 14), що перший ударний пік локалізований під підошвовою поверхнею п\'яткової кістки, а , другий - під подушечками пальців ноги. Ці дані пояснюють методику для оцінки ударнопоглинаючих властивостей СВ, розроблену в Пенсільванському

Фізико-механічні характеристики спортивного взуття і штучного покриття, які визначають ударні навантаження на організм спортсмена Fmax, н

Фізико-механічні характеристики спортивного взуття і штучного покриття, які визначають ударні навантаження на організм спортсмена 6000

Фізико-механічні характеристики спортивного взуття і штучного покриття, які визначають ударні навантаження на організм спортсмена Фізико-механічні характеристики спортивного взуття і штучного покриття, які визначають ударні навантаження на організм спортсмена М=7,3 кг

Фізико-механічні характеристики спортивного взуття і штучного покриття, які визначають ударні навантаження на організм спортсмена Фізико-механічні характеристики спортивного взуття і штучного покриття, які визначають ударні навантаження на організм спортсмена М=4,0 кг

4000

Фізико-механічні характеристики спортивного взуття і штучного покриття, які визначають ударні навантаження на організм спортсмена Фізико-механічні характеристики спортивного взуття і штучного покриття, які визначають ударні навантаження на організм спортсмена

Фізико-механічні характеристики спортивного взуття і штучного покриття, які визначають ударні навантаження на організм спортсмена

Фізико-механічні характеристики спортивного взуття і штучного покриття, які визначають ударні навантаження на організм спортсмена

А В С покриття

Рис. 2. Значення максимальної сили реакції опори для різних покриттів і тест-об\'єктів при проведенні дроп-теста (по Nigg, Yеаdоп, 1987).

Фізико-механічні характеристики спортивного взуття і штучного покриття, які визначають ударні навантаження на організм спортсмена Фізико-механічні характеристики спортивного взуття і штучного покриття, які визначають ударні навантаження на організм спортсмена Фізико-механічні характеристики спортивного взуття і штучного покриття, які визначають ударні навантаження на організм спортсмена F,н

4000

3Фізико-механічні характеристики спортивного взуття і штучного покриття, які визначають ударні навантаження на організм спортсмена 000

2000

1000

1000 0,1 0,2 0,3 t,c

Рис. 3. Типові динамограммы вертикальної складової сили реакції опори при бігу \"з п\'ятки на носок\" (по Nigg, Кеrr,. 1983).

університеті [10]. Основний елемент методики - пристрій, що скидає важкий стрижень із висоти 5 см на пятку/носок підошви СВ. Стержень обладнаний реєструючим пристроєм, який записує прискорення його руху. Задача тесту полягає у визначенні ступеня зменшення ударного максимуму при використанні конкретного виду СВ в одиницях g (g - прискорення вільного падіння 9,81 м/с2) у порівнянні з еталонною поверхнею. За даними [11, 13] для задньої частини підошви бігового СВ характерно ослаблення в межах від 9 до 12g, для передньої - от 11 до 15g. Для СВ видів спорту, які проводяться в залах, характерно збільшення ударного максимуму при збільшенні твердості і зменшенні товщини підошви [6].

У роботі [27] був виявлений нелінійний взаємозв\'язок товщини і твердості підошви СВ із розміром ударного піка ВСРО. У більш м\'яких матеріалах (твердість 25 од Шор А) ударний пік збільшується експоненціально при зменшенні товщини підошви від 3,0 до 1,0 см.

Іншою методикою, яку часто використовують для оцінки ударнопоглинаючих властивостей СВ/ШП є так звані \"Штучні атлети Берлін і Штутгард\" [38]. Конструктивно методика являє собою вантаж визначеної маси, що падає із заданої висоти на пружину і через його ударник давить на досліджуваний зразок СВ/ШП. Реєструючі пристрої (датчики навантаження 0-2000 Н и чутливістю до переміщення - 10 мм) встановлюються над зразком. За допомогою цих пристроїв можуть бути визначені сили реакції опори, деформація і втрати механічної енергії в зразку.

Конструктивно \"Штучні атлети Берлін і Штутгард\" мають таку різницю:

1. Вага падаючого еталонного предмета: \"Штутгард\"-50 кг, \"Берлін\"- 20 кг.

2. Маса ударника (штучної стопи): \"Штутгард\" - 9 кг, \"Берлан\" - 1,8 кг.

3. Жорсткість пружини: \"Штутгард\" - 50 Кн/м, \"Берлін\" - 2000 Кн/м.

4. Діаметр ударника: \"Штутгард\" - 49,5 мм, \"Берлин\" - 70 мм,

5. Швидкість приземлення ударника: \"Штутгард\"- 0,7 м/с, \"Берлін\" - 1,0 м/с.

6. Час досягнення максимуму ВСРО після контакту: \"Штутгард\"- 150 мс. \"Берлін\" - 10 мс.

Для вивчення ударнопоглинаючих властивостей СВ/ШП можуть бути використані і динамометричні платформи. У цьому випадку досліджуваний зразок встановлюється на поверхні платформи, потім проводиться дроп-тест і одержують криву ВСРО.

Методика використання в ударних тестах маятника в якості задаючого навантаження описане в [59]. На кінці маятника встановлюється штучна стопа, що падає з заданої висоти в центр динамометричної платформи. Оцінюється значення максимуму ВСРО і час його досягнення при зміні енергії взаємодії з опорою.

Опосередковані тести використовуються для оцінки ударнопоглинаючих властивостей СВ/ШП у реальних спортивних рухах. Розходження у результатах опосередкованих і механічних тестів, на думку ряду авторів [5, 10, 18, 19, 51, 52, 62, 67] обумовлене тим, що САС кінематично пристосовується до твердості СВ/ШП. У підтримку цієї гіпотези говорить отриманий в роботі [18] статистично достовірний взаємозв\'язок швидкості згинання колінного суглоба, яке відбуває миттєво після удару п\'ятою, і твердості матеріалу підошви СВ. Такий феномен може змінювати значення сили реакції опори, \"приховуючи\" частину властивостей ударнопоглинаючого випробуваного зразка. У роботі [36] опосредковано досліджувалася ця адаптивна спроможність САС. Висновок даної роботи складався в тому, що головною причиною варіабельності отриманих результатів є розходження у функціональних впливах СВ із м\'якою і твердою підошвою на САС.

Припущення про те, що опорно-руховий аппарат людини реагує на зміну фізико-механічних властивостей СВ/ШП, тільки підкреслює необхідність їхнього точного виміру. Тобто матеріальні тести необхідні для \"еталонного\" співставлення ударнопоглинаючих властивостей СВ/ШП.

Які ж методики найбільш часто використовують при проведенні суб\'єктивних тестів?

Як правило, до них відносяться методики, що мають в своїй основі динамометричні платформи [5, 10, 19, 28, 47, 54]. При цьому звичайно вивчають такі ж самі характеристики, що і при проведенні матеріальних тестів. Так як біг є складовим елементом багатьох спортивних вправ, то він був предметом дослідження у великій кількості робіт по вивченню ударнопоглинаючих властивостей СВ/ШП. Показано [5, 10, 18, 19, 52 та ін.], що результати матеріальних і суб\'єктивних тестів оцінки властивостей СВ при бігу на динамометричних платформах дають значні розбіжності. Так, у роботі [53] вказується, що максимальне значення піка ВСРО має тенденцію до зменшення при зниженні твердості матеріалу підошви СВ. У той же час у більш пізніх роботах цих же авторів [46, 54] вказується, що варіація твердості підошви СВ мало впливає на розмір піка ВСРО.

Іншою методикою, яку також часто використовують в суб\'єктивних тестах, є акселерометрія [15, 16, 18, 26, 54, 55, 64]. Проте показання акселерометрів можуть мати велику похибку. Це обумовлено спобом кріплення датчика, його резонансною частотою, масою і т.і. Звичайно датчики прискорення кріпляться спеціальними ременями, хоча в роботах [40, 42] описується кріплення акселерометрів до великогомілкової кістки спортсменів спеціальними гвинтами.