大连理工大学首次将力学研究成果运用到运动装备上——滑雪头盔遇上航天科技

自由式滑雪空中技巧是冬奥会最具观赏性的比赛项目之一，运动员要在空中做出一系列高难度空翻，转体等动作，稳定落地滑行，才能完成比赛因动作技术要求极高，动作难度大，运动员头部保护至关重要头盔是这项运动的核心装备

2020年，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启动滑雪头盔研发2021年，成功研制出新一代高科技滑雪头盔

大连理工大学程耿东院士指导，王博教授牵头的科研团队用10余年研发出航天新型轻质高承载结构及其高效优化设计技术这一技术可为航天装备进行有效的轻量化设计，成功运用在长征五号，长征七号等多型运载火箭上，尤其为我国体积最大的运载火箭长征五号减重1145公斤如何将高校科研优势运用到运动装备中大连理工大学结构强度与轻量化设计国防科技创新团队经过科研论证，努力寻找航天和运动装备的结合点，并将这一航天科技成果运用到滑雪头盔研发中

追求结构轻质的同时兼具高防护性能，正是航天科技和运动护具研发的相通之处大连理工大学团队运用长征五号运载火箭外壳设计技术研发的头盔，已通过欧洲滑雪头盔安全标准测试，重量只有700克，在不大幅增加厚度和重量的前提下，防护性能比欧洲标准高出至少20%

头盔外壳和火箭中常见的曲面壁板类似，都要达到四两拨千斤的效果但不一样的是，头盔颠覆了火箭在规则圆柱面上直线加筋的设计，需要有异形曲面加筋的新技术突破大连理工大学教授郝鹏说，头盔内外壳大量的曲线加筋，可有效改善头盔受到冲击载荷后的传力路径，使得头盔抗冲击效率更高，对运动员起到很好的保护作用

设计中，每一根曲筋会带来7个设计变量，而头盔包含了数十根曲筋，布局中曲筋的宽度，截面都需要做到极致的优化我们做了变量凝聚，智能优化设计等算法层面的技术突破，在世界范围内首次将曲线加筋应用到滑雪头盔的外壳蒙皮上郝鹏说

记者了解到，在头盔材料方面，国防科技创新团队在大量测试后使用碳纤维，玻璃纤维，弹性体3种成分合成的新材料，在维持冲击韧度不变的情况下，能让头盔的刚度提高4倍，拉伸强度提高3倍此外，该团队还系统搜集了中国运动员的头围数据，开展面向亚洲人头型的定制化设计，提高了中国运动员长时间佩戴的舒适度

大连理工大学首次将力学研究成果运用到运动装备上科技助力奥运等重点国际赛事，是高校科研团队未来一个非常好的探索方向大连理工大学教授李晓杰说

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