《体育器材概论》(第8章-体育器械应用材料)分解.ppt

第八章体育器械应用材料,材料，特别是新材料研究和产业化水平，是衡量国家科技水平和实力的重要标志，是世界各国优先发展的重要性领域。体育器材朝着强度大、重量轻、耐使用的方向发展。,一、材料学,材料是人类可以利用的物质。材料学是研究材料的制备或加工工艺、材料结构与材料性能三者之间的相互关系的科学。涉及的理论包括固体物理学，材料化学，与电子工程结合，则衍生出电子材料，与机械结合则衍生出结构材料，与生物学结合则衍生出生物材料等等。,1、概念,第八章体育器械应用材料,（2）无机非金属（包括陶瓷材料，半导体材料等）,2、材料的分类,（1）高分子材料：以高分子化合物为基础的材料。包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料。如：赛车（自行车）轮胎、运动鞋底、泳道分道浮标、运动服饰、运动鞋面、田径跑道地面涂层、降温背心、运动复合材料的粘合剂、各种球的粘合剂、乒乓球拍等。,（3）金属材料：一般分为黑色金属（铁、锰、铬），有色金属（金、银、铜、铅、锡、钛、硅等64种）。如球类器械、球门、球柱、体操器材、田径器材、健身器材、跳水跳台架、赛车等；高档体育器材普遍使用有色金属材料：羽毛球拍、网球拍、赛车、自行车、撑杆、球棒、球杆、射击枪械、子弹、击剑、雪杖、冰刀等。,第八章体育器械应用材料,（4）复合材料：由两种或者更多种材料以恰当的组合方式构成。一般会以一种材料做基体，另一种材料做为增强体。它分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。,如：玻璃纤维撑杆、玻璃纤维双杠杠面、玻璃纤维头盔、玻璃钢赛艇（龙舟）、碳纤维自选车架、石墨-碳纤维网球拍、肽合金高尔夫球杆球头、石墨-陶瓷网球拍、石墨鱼杆、加碳乒乒球拍、记忆碳羽毛球拍、铝合金羽毛球拍、碳纤维箭、肽合金击剑、枪械、弓、赛车等等。火山灰做的网球拍。,2、材料的分类,第八章体育器械应用材料,第八章体育器械应用材料,3、相关的研究文献（通过聊大图书馆-中文期刊全文数据库可查到）,第八章体育器械应用材料,第八章体育器械应用材料,第八章体育器械应用材料,第八章体育器械应用材料,2008年fastskinlzrracer快皮第4代由极轻、低阻、防水和快干性能LZRPulse面料组成，是全球首套以高科技熔接生产的无皱褶比赛泳装。,采集400位运动员数据，通过3D模拟,泳衣表面排列百万个细小的棘齿,一、鲨鱼皮泳衣,第八章体育器械应用材料,鲨鱼皮泳衣纤维丝结构图,鲨鱼皮显微镜下结构图,第八章体育器械应用材料,不同颜色的区域分别表示身体各部分所承受的静压,在泳衣不同部位受到的摩擦阻力,第八章体育器械应用材料,这款泳衣还充分融合了仿生学原理：在接缝处模仿人类的肌腱，为运动员向后划水时提供动力；在布料上模仿人类的皮肤，富有弹性。实验表明，“快皮”的纤维可以减少3%水的阻力，这在1%秒就能决定胜负的游泳比赛中有着非凡意义。1999年10月，国际泳联正式允许运动员穿快皮参赛。,生物学家发现，鲨鱼皮肤表面粗糙的V形皱褶可以大大减少水流的摩擦力，使身体周围的水流更高效地流过。“快皮”的超伸展纤维表面便是完全仿造鲨鱼皮肤表面制成的。,第八章体育器械应用材料,二、碳纤维材料的应用,铝合金、钛金属取代钢铁，特别更轻、更强的碳纤维广泛使用后，自行车几乎发生脱胎换骨的变化，赛艇、雪橇、滑雪板等运动器械也为之面目一新。碳纤维制成的网球拍、羽毛球拍不但强度增加重量减轻并且“甜点”扩大。,全碳素自行车,碳纤维撑杆,第八章体育器械应用材料,二、碳纤维材料的应用,有舵雪橇,无舵雪橇,滑雪板,滑雪板,第八章体育器械应用材料,二、碳纤维材料的应用,碳纤维网球拍,碳纤维羽毛班球拍,碳纤维赛艇,第八章体育器械应用材料,三、钛的应用,钛合金的强度超过优质钢，但他轻于钢。故它被广泛用于球拍、杆的制造。,钛合金登山表,第八章体育器械应用材料,钛合金多功能运动表,第八章体育器械应用材料,四、纳米材料与体育器材,纳米涂料运用于体育建筑工程,纳米材料隔热服,纳米全碳素、钛合金（120克壁球）,纳米属于超微颗粒，1毫米=1000000纳米，此状态下的物体，其物理特性发生变化。,第八章体育器械应用材料,四、纳米材料与体育器材,五、运动场地面层涂料,各种运动场地面层都在面层涂一层耐磨性、防滑性强的涂料。,环氧树酯网球场,聚氨酯塑胶篮球场,丙烯酸球场,环氧树脂、丙烯酸树酯,环氧树酯地坪漆,第八章体育器械应用材料,器材发展方向是：强度大、重量轻、经久耐用。运动器材的设计除了遵从这一发展趋势外，正确处理好设计与材料的关系也至关重要。工业设计。,一、材料是设计的基础,材料是设计的基础，它体现产品的质感效果。,1、设计风格的演变，往往与新材料的发展和应用是同步进行的，不同性质的材料与由它组成的不同结构的产品都会呈现出不同的视觉特征。,2、设计师要充分了解各种材料的能和加工特点，使材料的性能特点得到充分发挥，才能设计出符合功能具有美感的产品。,第八章体育器械应用材料,二、材料是设计的补充,作为产品构成的物质要素，材料是设计的补充，它能丰富和完善设计，美化、修饰产品；弥补产品设计中的不足。,1、产品的生产过程就是把材料要素转化为产品要素的过程。,2、材料的性能和效果直接关系到产品功能的发挥、产品视觉信息的识别、产品结构的合理与否、产品自身形象的好坏，以及材料的运用和材料工艺是否最优、操控性是否方便等。故材料的功能显得十分重要，它是产品设计的重要补充。,第八章体育器械应用材料,三、绿色材料是设计的潮流,绿色设计也称生态设计、环境设计。它反映人们对现代科技文化所引起的环境及生态破坏的反思。,1、健康、完美的设计离不开绿色材料的使用。,2、复合材料将取代天然材料，材料的生态性与环保性是必须要考虑的问题。,3、复合材料具有弹性好（金属的硬度与强度）、广泛的物理机械性能（品种多）、成型加工容易（品质均一，可指生产）。,第八章体育器械应用材料,思考题,1、运动材料与体育器材设计的关系是什么？,第十一章体育器材标准与审定,2002年5月10日，国家质量监督检验检疫局批准了国家统计局修订的国家标准国民经济行业分类（GB/T454-2002）。体育器材制造为（242）被列在制造业门类（C）的文教体育器材制造业（24）大类中。也是体育器材业经济指标统计的体系，包括五个小类（见Word文档：国民经济行业分类与代码.doc）。,第十一章体育器材标准与审定,一、球类制造,1、可充气球类：篮、排、足、手、水、橄榄球等。,2、其他球类：乒乓、台、羽毛、网球、高尔夫、门、棒、垒、保龄球等。,二、体育器材及配件制造,体育器材及配件制造：1）竞技比赛器材，包括球类、体操、田径、举重、水上运动、冰雪运动、射击、射箭、击剑等运动器材；2）各种竞技比赛用品，包括乒乓球拍、网球拍等；3）武术器材、登山野营等其他运动用器材和用品等；4）训练辅助器材；5）裁判用记分器；6）体育场馆设施及配件，如合成跑道、拳击台、举重台、游泳池设备、摔跤垫、柔道垫等。,第十一章体育器材标准与审定,三、训练健身器材制造,包括各种电动与非电动训练、健身器材及用品。,四、运动防护用具制造,运动专用手套，如拳击、棒球等；运动专用帽子，如棒垒、冰球等；运动专用鞋，如冰鞋、旱冰鞋等；运动专用各种护具，如护腿、膝、踝、肘、腕、击剑面罩、垒球护具、冰球护具等。,五、其他体育器材制造,内容见上表。,第十一章体育器材标准与审定,一、体育器材审批的条件,1、符合产品技术标准和比赛规则对产品的技术要求，性能可靠、质量优良、确已形成批量生产，并经省一级工业主管部门同意。,2、经省级或国家优秀运动队试用，在省级比赛中使用合格，由运动队和比赛组织单位签署意见，并经省级体委或国家体委训练局同意。,二、体育器材审批的程序,1、申请单位向审定委员会提交申请，填写体育器材设备审定表一式两份，附申报产品的技术资料和必要的图片、样品。（泰山用了近两的时间攻关，才成为六产品指定器材供应商）,2、审定委员会办公室对申报材料进行登记、初审。,第十一