摘 要

轮滑鞋俗称旱冰鞋，溜冰鞋，是一种利用特别的轮滑鞋为比赛工具的竞赛项目，也是一种日常休闲的玩意儿轮滑运动是竞技体育的一个组成部分，也是广大人民群众，特别是青少年比较喜爱的运动之一。

轮滑鞋刀架也叫轮架，是轮滑鞋四大组成部分之一，起着十分重要的作用，可以说是整个鞋的中枢神经，直接决定轮滑鞋整体的滑行效果，同时轮滑鞋刀架也是支撑轮子的关键零件，所以轮滑鞋刀架的强度分析是十分必要的。刀架的长度是从刀架的第一个轴孔中心到最后一个轴孔中心的距离，刀架越长，滑行稳定性越好，刀架越短，滑行的灵活性越好。为了保证轮滑鞋的质量，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合中国家标准化管理委员会出台了轮滑鞋相关标准（GB 20096-2006）,规范了轮滑鞋的生产。本文将轮滑鞋相关标准中的试验方法转化为刀架的试验方法，对刀架进行多种情况的受力分析。利用Pro/e软件和它的Mechanial模块，对轮滑鞋刀架建模，对其进行有限元分析，可以缩短设计和分析的循环周期，降低设计成本。

关键字：轮滑鞋刀架、受力分析、Pro/e、有限元分析

Analysis of strength skate blade holder

ABSTRACT

Commonly known as roller skates roller skates, roller skates, is a use of special tools for the game skate competition project, but also a roller skating everyday casual stuff is an integral part of competitive sports, but also the broad masses of people, especially young people one of the more popular sport.

Skate blade holder is also called wheel carrier, is one of the components of the four roller skates, plays a very important role, can be said that the shoes of the central nervous system, directly determines the overall skate gliding effect, while also skate blade holder support key parts of the wheels, so the skate blade holder strength check is necessary. The length of the blade holder shaft hole from the first to the last central turret shaft hole center distance, the longer the tool holder, the better the sliding stability, the shorter the tool holder, slide better flexibility. To ensure the quality skates, the State Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine of the People's Republic of China National Standardization Management Commission jointly issued a skate standards (GB 20096-2006), regulate the production of roller shoes. This article will skate in the relevant standard test methods to test methods for the conversion tool holder, tool holder mechanical analysis of a variety of situations. The use of Pro / e software and its Mechanial modules for skate blade holder modeling, finite element analysis it is possible to shorten the design and analysis cycles, reduce design costs.

Key words：Skate tool ；Stress Analysis；Pro/e；Finite element analysis

目 录

1 轮滑鞋概况………………………………………………………………………………………………1

1.1轮滑鞋的分类………………………………………………………………………………………1

1.2 轮滑鞋的结构………………………………………………………………………………………1

1.3轮滑鞋的性能要求……………………………………………………………………………………4

1.3.1外观要求……………………………………………………………………………………4

1.3.2一般要求……………………………………………………………………………………4

1.3.3安全要求……………………………………………………………………………………4

2有限元分析的原理………………………………………………………………………………………6

2.1有限元分析的概念…………………………………………………………………………………6

2.1.1有限元分析的原理……………………………………………………………………6

2.1.2网格划分………………………………………………………………………………6

2.1.3载荷…………………………………………………………………………………6

2.1.4边界条件……………………………………………………………………………7

2.2 有限元分析的组成………………………………………………………………………………7

2.2.1前处理…………………………………………………………………………………7

2.2.2主分析计算……………………………………………………………………………7

2.2.3后处理…………………………………………………………………………………8

3轮滑鞋刀架的受力分析…………………………………………………………………………………9

3.1人体重力……………………………………………………………………………………………9

3.2摩擦力………………………………………………………………………………………………11

3.3垂直冲击……………………………………………………………………………………………12

3.4水平冲击……………………………………………………………………………………………16

4刀架的Pro/E有限元分析…………………………………………………………………………………19

4.1 Pro/MECHANICA简介……………………………………………………………………………19

4.1.1 Pro/MECHANICA分类………………………………………………………………19

4.1.2 Pro/MECHANICA模块………………………………………………………………20

4.2 Pro/MECHANICA有限元分析的基本步骤………………………………………………………20

4.3刀架的改进设计………………………………………………………………………………31

结论 ………………………………………………………………………………………………………35

致谢…………………………………………………………………………………………………36

参考文献………………………………………………………………………………………37

1轮滑鞋概况

1.1 轮滑鞋的分类

轮滑运动是一项融健身、竞技、娱乐、趣味、技巧、休闲、惊险于一体的体育运动项目。轮滑运动现有速度轮滑、轮滑舞蹈、花样轮滑和轮滑球U型槽轮滑等多个项目。

轮滑鞋的种类繁多，可以从很多方面来为轮滑鞋分类。根据轮滑鞋的刀架的长度不同，可以将轮滑鞋分为以下几类：

（1）平花鞋，刀架长度一般在227到243mm轮子中间，2个大前后2个小根据刀架长短不同轮子直径也不同一般76到80mm。其特点是架子短灵活,鞋身一般以硬壳为主.鞋身比较裹脚,更稳定,穿起来要包脚才可以灵活绕庄.速度不会太快。
（2）休闲鞋，刀架比平花鞋长，但长多少不一定轮子大小一样，一般比平花鞋轮子大，比速滑鞋轮子小。其特点是架子长。轮子大跑的快。
（3）速滑鞋，刀架较长4个还是5个轮子各有各好处用处也不同速滑分场地和马拉松。其特点是轮子很大，鞋很小，滑起来速度很快但不很做花样动作。
（4）极限鞋，刀架不同轮子不同，一般为2个轮子，还有2个轮子加2个极限塑料小轮。轮子大都是平轮，而且前后的轮子大，中间的轮子小，或者中间就没有轮子，最中间有凹槽，可以做滑杆等动作。
（5）越野鞋，刀架很长，前后2个充气轮子。其特点是不仅可以在光滑的柏油马路上滑行，还可以类似山地车滑行在山地沙石路面上滑行。

1.2轮滑鞋的结构