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网球拍的测试与设计原则


    1.   网球拍测试
    较为常用的几种测试方法被大多数制造商所认可和采用。
1.1非粉碎性实验
 &nb{www.sanyetiyu.com}sp;  在大多数制造工艺中,在不同的阶段都对质量、平衡点和旋转质量进行监控,以便尽可能早的在过程中发现问题。网球拍的质量、平衡点、旋转质量和框架刚度是制造过程的基本指标,通常随机进行测试,或在网球拍完工后去全部进行测试。
    测试沿着球拍长度的冲击方向上的弯曲强度有一种特定的实验即三点弯曲实验。在球拍脸部的两边各选定两点来支撑球拍,一边在钟表时针指向5点钟和6点钟的位置,另一边在10点钟和11点钟的位置(将球拍的脸部视为一个钟的外貌),用一个毗邻框架两边的负载夹在沿着球拍脸部的离散点上,测试所有点的偏离度,并取其他不同的球拍相比较。球拍抗扭程度的实验为扭矩测试,它类似于三点弯曲实验,但支撑点有所不同,扭矩测试的支撑点在球拍脸部的任一边而非两边,也就是说在5点钟和11点钟处,这样在框架上产生扭力,通过测试偏差来反映球拍的抗扭程度。
顶部变形实验运用一种两点加载法,在球拍顶部的1点钟和11点钟两点处加载负荷,以此暗示球拍顶部沿着半径方向的强度。在球拍脸部这是个关键区域,在受到冲击时会承受非常大的负载。另外,该实验还用来测试所用负载的偏离。
1.2粉碎性实验
    粉碎性实验要做到使球拍变形曲至粉碎,然后测试终极的外力。
顶部冲击实验是对顶部区域进行动态测试。实验时将从球拍从高处坠落,逐渐增加高度,曲到球拍被粉碎。采用球拍粉碎的坠落高度来暗示球拍顶部的冲击强度。
    运动员灰心时会将球拍扔到地上或者球网上的趋向力经常导致在球拍脸部3点钟和9点钟处发生故障,这迫使制造商设计了在这种条件下的实验。将球拍放在一个类似于钟摆的圆形框架里,围绕球柄旋转,从水平位置坠落,取垂曲方向坚固的圆周相碰撞。可以向顶部冲击实验一样在球拍上加载质量,增大质量曲至球拍粉碎。在这种情况下,用曲至球拍粉碎为止的所有质量之和来暗示球拍抗击边缘冲击的能力。
    球拍还需要具有一定的耐温性能,因此有温度实验来测试其耐温性能。将球拍排成一列,在80℃的环境中放置约4个小时,然后测试其缺陷。
    估计索环强度实验。用一根网线从两个索环孔里穿过,在框架的里面持续拉线的两端曲到索环或框架经受不住剪切应力。以测出的导致故障的最大压力来评释索环的强度。
2.   网球拍设计原则
    球拍的设计原则在很大程度上依赖于选手的类型和级别的高低。其原则包括力量、操控性、舒适性以及机械故障等。在抱负形态下,所有的球拍都是寻求这些指标的最大化,而终极是选择力量和控制来作为设计中最重要的指标。
2.1力量
    第一个设计原则就是“为了力量更大,使用网线”。网线在受到冲击后能够回复约90%的变形能量,而零丁的球(在硬外貌上回弹)只能回复45%的能量(Brody,1995)。另外,球拍框架变形的能量没有及时回复给球,增加球的能量,意味着任一球拍在受到冲击时网线产生的最大程度的变形,比网球或框架变形更增加了动力。20世纪70年代,在出现特大型球拍以后,开始运用限定网线床尺寸的原则。当前的原则制定了网线质量和宽度的最大值,在框架两部里面进行测量。后来最大化网线床尺寸的尝试集中在采用方形的球拍脸形状,而不是简单的圆形。这导致所有网线的长度很长,但是存在构造上的限定,框架变得难以制造,强度不够,外观感觉也不好。最近10年,许多制造商已经采用了更大的索环,允许网线床的有效尺寸延伸到框架的外面。另一个影响动力的因素是质量分布,尽管质量分布很难达到最优值,但是原理比较简单,即轻球牌摆动的快,增加击球速度;而重球拍摆动慢,但由于质量增大,同样可以导致球速增加,稀奇是如果增加的质量加在击球点上时,更是如此。因此,在设计球拍时,既要质量充足小,能够高速摆动和击打,同时又要有充足的质量,以最优化网球的回弹特性。
2.2操控性
    具有较高的抗扭稳定性的小型的头部和框架常常具有较好的操控能力,由于网线和框架的偏转角度较小。偏离球拍中央的击打产生较大角度的偏转,将导致网球离开网线时的回弹角度大于平滑外貌所产生的完美的回弹角度。这种细小的区别可能导致选手在赛场上比赛时发生较大的失误。高的抗扭转性能使得手中的球拍扭动较小,从而得到更精准的击球点。在隔开网线的这一点对操控性也有影响,留意到这一点也许对操控会有帮助。为了制造扭曲稳定性好的小型的头部需要在球拍框架的周边增加质量(3点钟和9点钟处)。更密集的网线导致更高效的网线张力,减少角度偏离,同时也减少旋转,这对于一些参赛者来说比较重要。
2.3舒适性
    每位网球球员对使用球拍的舒适度都有自
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