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碳纤维复合材料在体育器材上的应用实例(一)

来源:beat365中文官方网站 发布时间:2017-08-25 13:37:38 浏览人次:2744

碳纤维复合材料的比强度愈高,构件自重愈小;比模量愈高,构件的刚度愈大。因此充分利用碳纤维复合材料的特性,可提升诸多体育项目的成绩。

一、撑竿撑竿跳高在一届奥运会中就被正式吸收为比赛项目,当时的撑竿由山胡桃木制成,结实沉重,缺乏弹性、储能本领差的特性让选手的动能大多被浪费, 所以跳出的成绩只有3.3m。后来竹竿取代木质撑竿,其中空质轻有利于助跑,弹性有利于能量的转化。20世纪60年代, 运动员开始使用尼龙撑竿,不久尼龙撑竿又被玻璃纤维竿所代替。撑竿材料的不断改革,使世界纪录被屡屡新刷。如今撑竿发展到了第四代,玻璃纤维和尼龙已经被性能更优越的碳纤维复合材料取代,而且可根据撑竿受力的差异来设计不同部位的材质,使整体性能达优。现如今的碳纤维撑竿可以保证撑竿既柔韧结实又不会断裂或扭结,它可将运动员持竿快速助跑的动能部分转变成撑竿的弹性变形能,当撑竿被压弯到极大弧度后,这部分弹性变形能再释放出来,转变成运动员的势能,帮助运动员腾空跃起,飞越横杆。


二、高尔夫球杆20世纪30年代的钢杆是美国标准高尔夫球杆,1972年美国首先采用碳纤维复合材料制成球杆,到1998年碳纤维高尔夫球杆数量大幅度超过钢杆。高尔夫球杆由握把、杆身、杆头组成,用碳纤维复合材料制成的高尔夫球杆可减轻重量约10%~40%。根据动量守恒定理,当高尔夫球杆的总重量一定时,头重杆轻便于提高挥杆速度,可使球获得较大的初速度。此外,碳纤维复合材料具有高阻尼特性,可使击球时间延长,球被击得更远。现代科技的飞速发展对体育产生了前所未有的影响,当今世界的体育竞争实质上是科学技术的竞争,而先进、 新颖的材料则是提高体育科学技术水平的重要条件之一。


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