ASTM F1614 Właściwości redukujące wstrząsy systemów materiałowych do obuwia sportowego

Norma „ASTM F1614 Standardowa metoda badania właściwości tłumienia wstrząsów systemów materiałowych obuwia sportowego” opracowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM) opisuje metodę badania służącą do pomiaru określonych właściwości tłumienia wstrząsów oraz zależności między siłą a przemieszczeniem przy dużej szybkości systemów materiałowych stosowanych w podeszwach środkowych butów sportowych przeznaczonych do normalnego biegania.

Niniejsza metoda badawcza obejmuje trzy różne procedury służące do przyłożenia siły o szybkim tempie:

• Procedura A dla maszyn do uderzania spadającym ciężarem
• Procedura B dla maszyn z kontrolą siły zacisku
• Procedura C dla maszyn sterowanych przemieszczeniem sprężającym

Reakcja układu materiałowego na szybkie przyłożenie siły może być różna dla każdej z trzech procedur tej metody badawczej.

Ta metoda badawcza opiera się na użyciu ciężarka o masie 8,5 kg zrzuconego z wysokości 50 mm w celu wygenerowania szczytowych sił ściskających, podobnych do tych, jakie występują w podeszwie środkowej podczas testów uderzenia pięty o podłoże podczas normalnego biegu. Wymaga to sztywnego podparcia próbki i przeniesienia energii przez prostą rurę o średnicy 45 mm (uderzak).

Ta metoda badawcza wykorzystuje impuls w celu utworzenia pętli histerezy siły ściskającej i przemieszczenia o szybkim współczynniku i ocenia właściwości tłumienia wstrząsów próbki. Maksymalna energia przyłożona do próbki występuje przy szczytowym przemieszczeniu i powinna mieścić się w granicach +10% wartości odniesienia użytej do normalizacji danych dla celów porównawczych.

Właściwości tłumienia wstrząsów dla tej metody badawczej określane są jako energia tracona w cyklu histerezy, ciśnienie szczytowe, maksymalne naprężenie i średnia sztywność. Każda z tych właściwości ma różne znaczenie w zależności od założeń projektowych systemu materiałowego w obuwiu sportowym.

Wyniki badań uzyskane tą metodą badawczą charakteryzują się grubością próbki i maksymalną przyłożoną energią odniesienia. Nominalne wartości grubości próbki dla tej metody badawczej wahają się od 5 do 35 mm. Standardowa wartość maksymalnej energii odniesienia dla tej metody badawczej wynosi 5,0 J. Można stosować inne wartości, jeśli zostaną one wyraźnie określone w raporcie.

W przypadku procedury A zastosowanie masy 8,5 kg i początkowej odległości 50 mm między rurką a próbką powoduje wytworzenie wymaganego impulsu i skutkuje maksymalnymi wartościami przyłożonej energii w zakresie 5 + 0,5 J, w zależności od grubości próbki i reakcji materiału.

W przypadku procedur B i C wymagany impuls jest generowany tak, aby maksymalna przyłożona energia mieściła się w granicach 10 procent (5 J) wartości odniesienia, a czas osiągnięcia szczytowej zmiennej sterującej (siła lub przemieszczenie) wynosił 15 ms + 5 ms.

Właściwości amortyzujące systemów materiałowych obuwia sportowego koncentrują się na zrozumieniu i ocenie, w jaki sposób różne materiały i kombinacje materiałów stosowane w obuwiu sportowym pochłaniają i rozpraszają siły uderzenia. Ma to kluczowe znaczenie dla zmniejszenia ryzyka kontuzji i poprawy wyników sportowców. Amortyzacja wstrząsów odnosi się do redukcji sił uderzenia przenoszonych na ciało. Proces ten obejmuje następujące mechanizmy: absorpcję energii, rozpraszanie energii i rozkład obciążenia. Do określenia tych właściwości wykorzystuje się następujące techniki pomiarowe: redukcję przeciążeń, testowanie uderzeń z wykorzystaniem wież spadochronowych lub płyt siłowych oraz czas do osiągnięcia siły maksymalnej.

Norma ASTM F1614 dotycząca wydajności i bezpieczeństwa obuwia przewiduje:

• Gwarantuje, że buty zapewniają odpowiednią amortyzację, chroniąc użytkownika przed urazami wynikającymi z powtarzających się uderzeń.
• Szczególnie przydatne w sporcie, wojsku i środowisku pracy, gdzie często występują obciążenia udarowe.
• Pomaga producentom porównywać materiały i optymalizować konstrukcję butów pod kątem amortyzacji, zwrotu energii i ogólnej wydajności.
• Wspiera innowacyjność, umożliwiając spójne i porównywalne testowanie różnych projektów.
• Oferuje ujednolicone narzędzie do oceny porównawczej w trakcie produkcji, co pozwala zachować spójną jakość materiałów obuwniczych.
• Pośrednio chroni konsumentów, zachęcając do stosowania składników, których skuteczność i bezpieczeństwo zostały naukowo ocenione.

Norma ASTM F1614 zazwyczaj wykorzystuje test uderzenia grawitacyjnego, w którym ciężarek jest zrzucany na próbkę. Kluczowe pomiary obejmują maksymalną siłę G (wstrząs), zwrot energii (odbicie) oraz charakterystykę odkształcenia.

Krótko mówiąc, norma ta jest niezbędna dla zapewnienia bezpieczeństwa, wygody i skutecznej amortyzacji uderzeń materiałów obuwniczych. Jest to niezbędne narzędzie dla projektantów, producentów i organów regulacyjnych w branży obuwniczej i sprzętu ochronnego.

Nasza organizacja, która od lat wspiera firmy z wszystkich sektorów, oferując szeroki zakres usług testowania, pomiarów, analiz i ewaluacji, dysponuje silnym zespołem pracowników, którzy uważnie śledzą światowe osiągnięcia w dziedzinie nauki i technologii oraz stale się rozwijają. W tym kontekście świadczymy również usługi testowania zgodnie z normą „ASTM F1614 Standard Test Method for Shock Reduction Properties of Material Systems for Athletic Shoes”.