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并入鞋幫的踝保護(hù)材料緩沖能量檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-18 22:36:12 更新時(shí)間：2025-08-17 22:36:12

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

并入鞋幫的踝保護(hù)材料緩沖能量檢測(cè)：技術(shù)要點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)化分析

在現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)鞋與防護(hù)鞋設(shè)計(jì)中，踝部保護(hù)材料的性能直接關(guān)系到穿戴者的安全與舒適度。特別是在高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)、戶外徒步或工業(yè)作業(yè)場(chǎng)景下，踝關(guān)節(jié)承受的沖擊力顯著增加，因此對(duì)并入鞋幫的踝保護(hù)材料進(jìn)行科學(xué)、系統(tǒng)的緩沖能量檢測(cè)顯得尤為重要。緩沖能量檢測(cè)旨在評(píng)估材料在受到外部沖擊時(shí)吸收和耗散能量的能力，從而判斷其對(duì)踝部的保護(hù)效果。該檢測(cè)不僅涉及材料本身的物理特性，還與鞋幫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料分布方式及穿戴條件密切相關(guān)。通過精準(zhǔn)的檢測(cè)，可以為產(chǎn)品優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持，提升鞋類產(chǎn)品的安全性能與市場(chǎng)競爭力。目前，國際和國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已逐步建立，檢測(cè)方法日趨規(guī)范，檢測(cè)儀器也實(shí)現(xiàn)了高精度與自動(dòng)化。本文將圍繞檢測(cè)項(xiàng)目、檢測(cè)儀器、檢測(cè)方法及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)四個(gè)方面，全面解析并入鞋幫的踝保護(hù)材料緩沖能量檢測(cè)的技術(shù)體系，為研發(fā)、生產(chǎn)與質(zhì)量控制提供參考依據(jù)。

檢測(cè)項(xiàng)目

緩沖能量檢測(cè)的核心項(xiàng)目主要包括：沖擊吸收率、最大沖擊力、能量吸收值、回彈性能及動(dòng)態(tài)壓縮性能。其中，沖擊吸收率是衡量材料在受到?jīng)_擊時(shí)吸收能量比例的關(guān)鍵指標(biāo)，通常以百分比形式表示，數(shù)值越高，表明材料的緩沖性能越優(yōu)異。最大沖擊力則反映沖擊過程中材料所能承受的峰值力，該值越低，對(duì)踝部的沖擊越小，保護(hù)性越強(qiáng)。能量吸收值通過積分沖擊力-時(shí)間曲線獲得，是評(píng)價(jià)材料緩沖能力的直接參數(shù)。回彈性能用于評(píng)估材料在沖擊后恢復(fù)原狀的能力，良好的回彈性有助于提高材料的使用壽命和重復(fù)防護(hù)能力。此外，動(dòng)態(tài)壓縮性能測(cè)試模擬實(shí)際穿戴中反復(fù)受壓的工況，對(duì)材料的耐久性提出更高要求。

檢測(cè)儀器

用于并入鞋幫踝保護(hù)材料緩沖能量檢測(cè)的儀器通常包括：沖擊試驗(yàn)機(jī)、落錘沖擊測(cè)試系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)機(jī)以及數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)。沖擊試驗(yàn)機(jī)是核心設(shè)備，可精確控制沖擊高度、質(zhì)量和速度，常見型號(hào)如Instron、MTS等品牌設(shè)備。落錘沖擊測(cè)試系統(tǒng)通過自由落體方式釋放重錘，模擬鞋幫在跌倒或踩踏等突發(fā)狀況下的受力過程。動(dòng)態(tài)壓縮試驗(yàn)機(jī)則用于模擬長時(shí)間、重復(fù)性壓力下的材料性能變化，常配備伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)與高精度傳感器。所有儀器均需配備高采樣頻率的力傳感器（如壓電式傳感器）和位移傳感器，以實(shí)時(shí)采集沖擊過程中的力、位移與時(shí)間數(shù)據(jù)。配套的數(shù)據(jù)分析軟件可自動(dòng)生成沖擊曲線、計(jì)算吸收率與能量值，確保檢測(cè)結(jié)果的客觀性與可追溯性。

檢測(cè)方法

典型的檢測(cè)方法遵循標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試流程，包括樣品制備、預(yù)處理、測(cè)試執(zhí)行與結(jié)果分析。首先，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求裁取一定尺寸的踝保護(hù)材料樣本（如直徑50mm或100mm的圓片），并進(jìn)行恒溫恒濕環(huán)境下的預(yù)處理（如23±2℃，50±5%RH，至少24小時(shí)）。隨后，將樣本置于測(cè)試平臺(tái)，確保其與沖擊頭或壓頭充分接觸。測(cè)試時(shí)，采用固定質(zhì)量的落錘從預(yù)設(shè)高度自由下落（如1.2m），記錄沖擊過程中的力-時(shí)間曲線。通過積分曲線可得總能量輸入與吸收能量，進(jìn)而計(jì)算沖擊吸收率。對(duì)于動(dòng)態(tài)壓縮測(cè)試，則在設(shè)定頻率（如1Hz）和加載范圍（如10%-80%應(yīng)變）下進(jìn)行循環(huán)加載，觀察材料的疲勞特性與能量耗散能力。所有測(cè)試需重復(fù)3次以上，取平均值作為最終結(jié)果，確保數(shù)據(jù)的可靠性。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

目前，國內(nèi)外多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了并入鞋幫踝保護(hù)材料的緩沖能量檢測(cè)方法。國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 20344:2011《個(gè)人防護(hù)裝備——鞋類——要求與測(cè)試方法》中，明確將“緩沖性能”作為防護(hù)鞋的重要考核指標(biāo)，規(guī)定了落錘沖擊測(cè)試的條件與評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM F2413-21《標(biāo)準(zhǔn)性能規(guī)范——安全鞋與防護(hù)鞋》則引入了“沖擊防護(hù)能量吸收率”要求，規(guī)定在100J沖擊下，能量吸收率應(yīng)大于50%。中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB 21148-2020《個(gè)體防護(hù)裝備防護(hù)鞋》也對(duì)緩沖性能提出明確要求，要求踝部區(qū)域材料在模擬人體腳踝沖擊條件下，最大沖擊力不得超過10kN，且能量吸收率不低于60%。此外，GB/T 3903.10-2023《鞋類鞋幫、鞋底等材料的物理性能試驗(yàn)方法第10部分：沖擊吸收》為檢測(cè)提供了詳細(xì)的試驗(yàn)步驟與數(shù)據(jù)處理方法。遵循這些標(biāo)準(zhǔn)，不僅有助于產(chǎn)品合規(guī)，也為跨區(qū)域市場(chǎng)準(zhǔn)入提供技術(shù)依據(jù)。