运动鞋底的减震测试方法——落锤冲击法
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摘 要：主要论述了落锤冲击法的测试原理、参考标准、制样要求、测试所用仪器、试验步骤和试验结果的处理等问题。
关键词：运动鞋 冲锤 减震 冲击力 压缩位移 循环冲击
中图分类号：TH111 文献标识码：A 文章编号：1007—3973（2012）009—060—02
1 适用范围
2 测试原理
该方法通过特定质量的重物从某一高度自由下落冲击鞋底来模拟人体落地时鞋底的受力情况（如图1），并通过测量鞋底在冲击过程中所吸收的能量以及鞋底的受力和变形情况等，来评价鞋底的减震性能。
3 参考标准
ASTM F1614—99冲击衰减运动鞋材料系统性能的标准试验方法。
ASTM F1976—06缓冲运动鞋的性能：使用冲击试验的标准试验方法。
4 试验条件
4.1 冲击能量
不同用途的鞋子在运动过程中鞋底所受到的冲击力值（能量）是不一样的，对于该方法我们设定在循环冲击过程中，样品每次受到的冲击能量是一样的。对于跑鞋、休闲鞋等中等运动强度的鞋款而言，冲击能量统一为5J；对于篮球鞋、排球鞋等高强度运动的鞋款而言，冲击能量统一为7J。当然如果需要，冲击能量也可选择其它值，但需要在报告中明确指出。
4.2 冲击方式
使用固定重量的冲锤（8.5kg）从特定高度自由下落冲击鞋底。该测试过程采用多个循环冲击，目的为的是使最后的测试结果更稳定，更接近实际值。本试验使用30次循环冲击，冲击间隔时间为4—5s，取最后5次循环冲击数据进行计算。
4.3 冲锤形状
采用直径为45mm的圆柱形冲锤进行冲击，底部倒圆角防止冲击过程中损坏样品。
4.5仪器
能模拟特定质量重物（8.5kg）从特定高度自由下落冲击所要测试样品，能实现循环冲击（冲击循环间隔时间≤5s），能自动记录试样冲击过程中的受力（或加速度，力传感器量程超过3.5kN，频率1kHz）、形变、时间等信息。
5 试样
5.1 鞋底材料
一般要求试样表面平整，直径≥70mm，厚度一般为5—35mm，如图2。其他试样也可以采用，但需在报告中明确说明。
5.2 成鞋或鞋底
对于成鞋，在测试过程中应把帮面除去。测试部位是具有完整减震系统的运动鞋的鞋跟或者整个前掌区域（对于成鞋而言，包括外底、中底、鞋垫等介于人脚与地面之间的所有材料层）。具体测试过程中所受冲击的部位为：
（1）前掌。
该点距鞋跟端的距离为测试样品表面内部长度的75%？mm，与中心和测试样品的侧边缘等距，具体如图3。
（2）后跟。
该点距鞋跟端的距离为测试样品表面内部长度的12%？mm，与中心和测试样品的侧边缘等距，具体如图3。
（3）对于具有特殊结构的鞋底应视具体情况而定，如具有芯技术的鞋底，测试部位一般选择在磁芯球的正上方。
（4）如允许情况下，试验前应对冲击位置进行具体标示。
5.3 样品预处理
除非有特殊要求，否则样品应先预置在25？℃标准预处理环境下放置4h。样品处理期间，不能堆叠试样。
6 试验步骤
（1）将样品放置于所要求环境（25？℃）下4h以上。
（2）测量并记录下样品的厚度（B），精确到0.5mm。成鞋或鞋底的厚度一般取测试部位三个测试点的平均值，或依鞋底结构而定。
（3）测量并记录材料或鞋底各个组成部件的硬度（EVA、PU、TPU等）。
（4）安装样品，须固定在冲锤的正下方，鞋底测试部位按5.2节要求。
（5）调整仪器参数。调整落锤下落高度，使得加载在样品上的冲击能量达到4.1要求（跑鞋等为5？.5J，篮球鞋等为7？.7J），上述调整次数不能5次，且此冲击循环不作为测试循环的一部分。调整好后，试样应静置停留1min以上后才能开始测试。
（6）开始加载，循环冲击次数为30次，冲击间隔时间为3s（实际上仪器最小间隔时间为4—5s），记录下第26—30次冲击测试数据。
（7）待试验结束后，取下样品，并记录样品表面形貌变化。
7 试验结果及计算
7.1 计算第26—30次冲击过程中以下指标的平均值
（1）冲击最大力值FM。（2）最大压缩位移值DM。（3）冲击使用能量 UM，滞后能量比HER。（4）达到最大形变时的时间TM。（5）G值，即最大加速度与重力加速度的比值。
7.2 标准化，对FM、DM、G进行标准化
8 试验报告
试验报告应描述如下内容：
（1）测试方法标识。
（2）材料的来源、类型、形状、前期处理历史。
（3）样品原始尺寸（包括尺码，长宽，厚度等）。
（4）所得数据处理（FM（标准化）、DM（标准化）、G（标准化）、TM、UM、HER）。
（5）样品表面外观变化（破损、变形等）。
（6）测试结果的分析和建议。
（7）其他相应信息。