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致敬馬拉多納,CAE仿真“最懂球員的球鞋”

有限元: 2020-12-08 08:51:15 閱讀數(shù): 2727 分享到:

前幾日,在巴薩與奧薩蘇納的一場比賽中,發(fā)生了令無數(shù)球迷潸然淚下的一幕,梅西在打進一粒世界波進球之后雙手指天,表達對馬拉多納的懷念之情。作為二十世紀最偉大的足球運動員,馬拉多納一代球王的的隕落令無數(shù)人唏噓。


馬拉多納常穿的 PUMA KING 系列見證了他大部分的生涯榮譽。在 1986 年,馬拉多納穿著 PUMA KING 為球迷創(chuàng)造出足球史上兩個永遠難忘的經(jīng)典瞬間:“世紀進球”和“上帝之手”,并捧起了大力神杯。

足球鞋的好壞對于專業(yè)球員來說至關重要,運動員在賽場上的奔跑和觸球需要最合腳、最舒適的足球鞋。那么,如何制作一雙“最懂球員的球鞋”?

生物力學是力學、生物學、醫(yī)學結(jié)合的交叉學科。生物力學模型包含骨骼、肌肉等仿真組件,高度吻合人體真實表現(xiàn),對體育用品、醫(yī)療器械、安全護具的設計和優(yōu)化有重要意義。


人體下肢模型

法國艾克斯-馬賽大學的生物力學實驗室利用CAE開發(fā)了一套人體下肢模型。該模型可以用于開發(fā)球鞋、鞋墊、腿部與足部的支架、護具、運動輔助器材和康復方案等。

這一套生物力學下肢模型長簡直從膝蓋骨到小拇指都高度還原!除了形態(tài)真實,每個組件的力學特性也能精確還原真實人體。



該模型是基于真實人體數(shù)據(jù)統(tǒng)計并整合開發(fā),在以下層面得到了驗證:

  • 材料屬性(韌帶,肌腱,骨骼等)

  • 關節(jié)連接(腳踝,膝蓋等)

  • 足部和腿部集合(可模擬多方向沖擊)


考慮到了以下參數(shù):

  • 關節(jié)(中心坐標系,參考坐標系)

  • 關節(jié)剛度(用類似彈簧單元模擬)

  • 脛骨方向(步態(tài)和足弓高度受脛骨初始方向影響)


案例分析:Wizwedge 品牌通過運動員足部壓力分布優(yōu)化鞋底設計

1、數(shù)據(jù)采集


2、建模


3、仿真和優(yōu)化


優(yōu)化前和優(yōu)化后足部應力:


不同跑步姿態(tài)仿真驗證:



4、結(jié)果

通過 CAE仿真分析表明, Wizwedge 鞋款在減震和保護性能明顯優(yōu)于競品,在市場上表現(xiàn)優(yōu)異。亞瑟士(Asics)也采用了CAE 進行了仿真優(yōu)化。



深圳市有限元科技有限公司(簡稱“元王”)是一家計算機輔助工程CAE為主業(yè),以工程仿真軟件開發(fā)為核心,集CAE仿真軟件銷售、CAE仿真咨詢、CAE培訓、CAE軟件二次開發(fā)為一體的國家高科技企業(yè)。

元王深耕CAE領域13載,不僅生物醫(yī)療方向也積累了深厚的技術經(jīng)驗,例如股骨有限元強度分析,心臟支架結(jié)構(gòu)分析,掌指骨骨折及加固定板有限元分析等,也為體育用品、醫(yī)療器械、安全護具等領域客戶提供分析咨詢,歡迎有需要的客戶咨詢了解。

來源:Altair澳汰爾