科技#研制高防护性变刚度滑雪头盔,大工以航天科技助力冬奥

大连理工大学"结构强度与轻量化设计"国防科技创新团队,在国家重点研发计划"科技冬奥"重点专项的支持下,通过运用航天结构轻量化原理研发出高防护性变刚度滑雪头盔,为冬奥助力。
科技#研制高防护性变刚度滑雪头盔,大工以航天科技助力冬奥
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航天结构在追求极致轻质的同时又兼具高承载性能要求。同样,对于滑雪头盔的设计,也要做到轻质且具有高防护性能。该团队借助航天薄壁结构设计、碳纤维增强热塑性复合材料改性、注塑工艺参数优化等技术的长期积累,面向 2022 年北京冬奥国家队的夏冬转训需求,针对特殊的旱雪训练环境,研制出夏冬通用的高防护性变刚度滑雪头盔,形成了结构设计 - 材料研发 - 注塑制备的全链条创新,致力于为运动员提供更高的安全防护级别,以航天科技助力冬奥会备战。
通过一年多的攻关,团队首次将航天变刚度非均匀曲筋设计理念融入到头盔设计研发,利用异形空间曲筋簇表征技术和大规模变量智能设计技术,实现内 / 外壳刚度在不同区域按需分配,大幅提升了头盔的抗冲击变形能力;采用短切纤维增强 ABS 树脂材料来代替传统单一的 ABS 树脂,通过碳纤维、玻璃纤维、弹性体组合,在保持冲击韧度的同时,使材料刚度提高了 4 倍、拉伸强度提升了 3 倍,大幅度提升头盔抗冲击吸能效率;同时充分考虑亚洲人头型特征,系统采集了国家队运动员的头型数据,实现了运动员头盔的定制化设计,并开发了刚度自适应运动护具的优化设计软件平台,有效改善了长时佩戴的舒适性。
【 科技#研制高防护性变刚度滑雪头盔,大工以航天科技助力冬奥】目前,该头盔已顺利通过欧洲滑雪头盔安全标准测试,为冬奥会滑雪相关项目国家队训练提供安全保障,助力冬奥健儿夺金。
半岛晨报、39 度视频采访人员辛敏娟