Исследование напряженно-деформированное состояния деталей обуви в процессе контакта со стопой. Характер нагружения системы низа обуви при передвижении человека с выявлением максимально нагруженных зон. Упруго-пластические свойства обувных материалов.
Приведены результаты исследования напряженно-деформированное состояния деталей обуви в процессе контакта со стопой. Разработаны методики и устройства и экспериментального определены упруго-пластических свойств обувных материалов при сжатии, с использованием метода конечных элементов выполнено компьютерное моделирование механического поведения низа обуви при эксплуатации.Главные усилия ученых сосредоточены на изучении критериев комфортности обуви, анализе взаимодействия стопы и обуви в статике и динамике, аналитическом и численном моделировании этих процессов, определении физико-механических свойств материалов и деталей обуви, поиске оптимальных сочетаний материалов и геометрических размеров деталей обуви. Анализ полученного поля напряжений позволил дать рекомендации по использованию материалов различной жесткости по боковой стороне подошвы, чтобы стопа во время движения была более устойчивой. Леммон показал, что рассмотрение механического состояния стопы и обуви как плосконапряженного достаточно, чтобы надежно прогнозировать плантарные напряжения в области головок плюсневых суставов. Метод конечного элемента позволяет анализировать сложные стельки с многократными слоями, переменным удельным весом, различными другими характеристиками контакта стопы с основанием. Авторы показали, что, учитывая характеристики механические характеристики стопы и системы низа обуви (СНО), метод конечных элементов позволяет выполнить анализ плантарного давления и распределения напряжения по сегментам стопы, а это в свою очередь позволяет проектировать комфортную обувь с учетом индивидуальных особенностей.Анализ приформовываемости различных конструкций СНО показал, что для микропористой подошвы толщина основной стельки практически не оказывает влияние на приформовываемость: оценка снизу нагрузки приспособляемости составляет не более 434 Н для подошвы толщиной 5 мм и 450 Н - толщиной 10 мм. При толщине подошвы 10 мм из непористой резины марки Стиронип толщина основной стельки незначительно влияет на приформовываемость, и максимальная нагрузка приспособляемости составила 643 Н при толщине основной стельки 3,5 мм. Приспособляемость непористой подошвы толщиной 5 мм явно зависит от толщины основной стельки. Наивысшая нагрузка приформовываемости в этом случае имеет место в конструкции со стелькой толщиной 2 мм и подошвой - 5 мм. При этом максимальное перемещение контактной поверхности при сжатии СНО составило для конструкции, включающей микропористую подошву толщиной 5 мм - 0,599 мм и для толщины подошвы 10 мм - 0,914 мм.Результаты расчета приспособляемости определили границу нагрузки приформовываемости. При этом рассматривались нагрузки соответствующие обычному темпу ходьбы человека средней массы тела (55-60 кг). Нагрузка на носочно-пучковую часть СНО может увеличиться под влиянием различных факторов: приподнятость пяточной части, перенос тяжестей, отклонения в развитии стопы, физические нагрузки в спорте (езда на велосипеде, бег, спортивные танцы и др.), подъем по наклонной поверхности, характер и темп ходьбы. Поэтому необходимо рассмотреть диапазон возможных максимальных нагрузок на плюснефаланговые, 1МФС и большой палец стопы, превышающих 300 Н, так как рост силы сжатия приведет к изменению процесса приформовываемости. Следует ограничить весовую категорию человека-носчика, которая не должна превышать 70 кг, и рекомендовать использование подошвы из микропористой резины для изготовления легкой, домашней и детской обуви, а также обуви для людей пожилого возраста.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
