力学原理与跑鞋创新设计

2022-09-10

在跑鞋设计过程中, 力学原理的应用无处不在, 想要实现跑鞋的创新设计, 就必须要首先知道一下力学原理是如何在跑鞋设计中进行应用的, 只有在足够了解这些知识以后, 才可以在这个基础之上设计出高品质的跑鞋, 这在一定程度上使得跑鞋企业树立良好的口碑, 赢得购买者的信任。

一、跑鞋设计过程中力学原理的应用

1、跑鞋材料的力学特点

在制作跑鞋的过程中, 原材料的选择会在一定程度上决定最终的跑鞋是否满足人们对于穿鞋的要求。通常来说, 跑鞋材料主要的力学特性主要有材料的弹性、质量、强度等, 尤其是鞋底材料的设计也会影响到跑步者的跑步速度等。

对跑鞋材料的力学特点掌握具有以下几个不同的力学意义。首先是人体和地面之间相连接的是鞋底, 鞋底的力学特点越明显, 就越可以缓冲人体在运动时受到的冲击力, 这样就可以有效避免人体受到伤害, 起到保护人体的作用[1]。其次好品质的制鞋材料可以为人的运动储存一定量的弹性势能, 这样利于人们提高蹬力。同时根据力学原理, 跑鞋制作材料质量越清, 就越能够利于人们进行跑步活动, 因此很多制鞋企业都会尽量减轻跑鞋的质量, 轻质量的跑鞋是人们的最佳选择。

2、跑鞋鞋钉的力学功能

跑鞋在设计过程中, 很多设计者都会配置一定量的鞋钉, 鞋钉主要起到的作用就是可以增加鞋底与地面的摩擦力, 并且在人们的运动过程中, 鞋底可以随着人们的不断运动, 配有鞋钉的跑鞋的摩擦力也会配合着人们的运动而增大或者减小, 想要保证鞋钉的力学功能得以充分实现, 就要对鞋钉产生的摩擦力进行具体的分析。

实际上, 鞋钉力学功能的实现, 就需要设计者在跑鞋的设计过程中, 最大限度地增强静摩擦力, 而鞋钉静摩擦力的实现主要取决于三个不同的因素, 它们分别是跑鞋鞋钉的配置数量、每一个鞋钉的具体尺寸以及鞋钉与地面的摩擦力分布情况, 这三个因素是设计者进行跑鞋设计时主要的参考标准[2]。对于设计跑鞋的人来说, 需要为人们提供舒适的产品体验, 就需要充分考虑到跑鞋鞋钉数量的使用以及鞋钉的规格。

3、跑鞋结构的整体特性

人们在购买跑鞋的过程中, 不仅会考虑到跑鞋的实用性, 而且还会关注跑鞋的外观等整体所呈现出来的特性。只有跑鞋的整体符合人们的运动需要, 才算设计成功, 通常来说人们在选购跑鞋时, 都会选择符合自己尺码的产品, 跑鞋不仅要符合每个购物者的尺码, 而且还要符合人们的足形, 因此很多专业的运动员都会拥有自己私人订制的跑鞋, 这样才能充分发挥出运动员的能力。

二、应用力学原理进行跑鞋的创新设计

1、跑鞋材料的设计创新

选择合适的跑鞋制作材料对于最终跑鞋产品的设计会起到关键作用, 也会影响到设计者设计思维, 随着设计领域的不断发展, 很多复合型跑鞋制作材料也不断出现, 这就需要跑鞋设计者注重设计思路的扩散, 不再局限于单一材质的选择, 而是能够将不同的跑鞋材质进行结合, 充分发挥出跑鞋的功能。

无论跑鞋材料如何进行选择, 都要进行鞋的制作, 因此在鞋底的创新设计方面应该尽量增加其柔韧度与弹性, 这样才能够保护在运动中的人, 并且可以有效增加跑步速率。除此之外, 在跑鞋质量的确定方面, 应该尽可能选择质量轻的材料, 跑鞋鞋面材料的选择设计也很重要, 通常来说, 设计者应该注重鞋面的透气性、保护性功能的发挥, 很多人在长时间的跑步过程中, 脚会出汗, 因此跑鞋不仅要保障跑步速率, 还应该具有舒适性。材料的选择是跑鞋设计创新的关键点, 因此需要设计者不断注重新的跑鞋制作材料的挖掘与创新。

2、跑鞋鞋钉的设计创新

作为跑鞋的关键配件, 鞋钉的设计会在很大程度上影响跑鞋功能的发挥, 在对鞋钉进行设计创新时, 主要应该考虑到下面两个不同的因素。一是鞋钉的形状, 鞋钉通常都为圆锥形, 并且鞋钉的长度也会影响到跑步者水平的发挥, 专业的跑鞋设计师应该会考虑到跑步者的动态运动过程, 人们在奔跑过程中会对跑鞋形成前后蹬力, 这就需要保证跑鞋具备最大的静摩擦力, 才可以实现最优设计[3]。

同时在鞋钉数量的设计创新方面, 不仅要选择恰当的鞋钉数量, 还应该注重不同数量鞋钉分布方式的选择, 现有的鞋钉分布方式虽然可以起到一定的作用, 但是还可以通过分布方式的创新, 对跑鞋进行有效改良。

3、跑鞋形状的设计创新

在很长一段时间内, 跑鞋虽然可以具备一定的功能, 但是其形状外观却不能够充分吸引人的眼球, 随着全民健身运动的持续发展, 不仅专业的运动会使用跑鞋, 数量日益增加的体育运动爱好这也成为了跑鞋产品的目标消费者, 因此跑鞋设计过程中应该符合不同需求的使用者, 专业的运动员对于跑鞋的要求更高, 可以进行私人的定制, 而对于普通的跑鞋购买者来说, 设计者也应该注重进行市场调查, 满足具备不同足形人对于跑鞋的需要, 不仅在舒适度上满足人们需求, 还要在外观上进行设计的创新, 这样才能够增加跑鞋产品销量, 提升跑鞋企业的品牌知名度。