Biomechanics and performance of slip resistant soles for personal and work footwear

个人鞋和工作鞋防滑鞋底的生物力学和性能

• 批准号: 570347-2021
• 负责人: Smeesters, Cécile
• 金额: $ 11.81万
• 依托单位: Université de Sherbrooke
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Alliance Grants
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2021-01-01 至 2022-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=722683
• 关键词: Biomechanics; performance; slip; resistant; soles

Falls are the leading causes of unintentional injuries in Canada, increase exponentially with age and are more prevalent in older women. Nearly one third of them are falls on the same level from slipping, tripping and stumbling or falls due to ice and snow. Canadian footwear manufacturers thus constantly strive to develop new slip resistant footwear, but existing Canadian and international standards for evaluating footwear slip resistance have been recently questioned. Many factors can influence sole slip resistance, including intrinsic parameters such as compound material properties and sole tread shape, width or depth, but the basic mechanical principles most likely driving sole slip resistance are still misunderstood. Extrinsic parameters may also affect footwear slipping, such as the presence of fluids or particles, ground characteristics, or gait patterns of the wearer, but there are few studies with sufficiently large slips that balance recovery and avoiding a fall is not always possible. The overall goal of this research project is to get a better understanding of what leads to footwear slipping, so as to contribute to the reduction of slip injuries, in three ways: a) by investigating how intrinsic sole design parameters affect the available coefficient of friction at the footwear-ground interface, both in the first milliseconds of a slip and during slipping; b) by measuring the effect of extrinsic slip parameters on the required coefficient of friction during human gait experimental studies, with sufficiently large slips that avoiding a fall is not always possible; and c) by relying on new insights acquired from a and b, we will suggest new ways to evaluate footwear slip resistance for certification purposes and new sole designs for Canadian women and men of all ages. Specifically, by the end of this research project, we want to improve the coefficient of friction of footwear by 10-20% on wet ceramic and dry ice. Moreover, we hope to eliminate slip resistance performance differences between women and men footwear models.#(cr)#(lf)Les chutes sont les principales causes de blessures non-intentionnelles au Canada, augmentent de façon exponentielle avec l'âge et sont plus fréquentes chez les femmes âgées. Près d'un tiers des chutes sont de même niveau dues à des glissades et des trébuchements ou dues à la glace ou à la neige. Les fabricants de chaussures s'efforcent donc de développer de nouvelles chaussures résistantes aux glissades, mais les normes existantes pour évaluer leur résistance aux glissades ont récemment été remises en question. Plusieurs facteurs peuvent influencer la résistance aux glissades, incluant les paramètres intrinsèques tels que les propriétés des matériaux et la forme, la largeur ou la profondeur de la semelle, mais les principes mécaniques de bases les plus susceptibles d'être à l'origine de la résistance aux glissades sont encore mal compris. Les paramètres extrinsèques peuvent aussi affecter le glissement, tels que la présence de fluides ou de particules, les caractéristiques du sol, ou la démarche du porteur, mais il existe peu d'études portant sur des glissades suffisamment importantes que rétablir l'équilibre et éviter une chute ne soient pas toujours possible. Le but de ce projet de recherche est de mieux comprendre ce qui conduit au glissement des chaussures, afin de contribuer à la réduction des blessures par glissade, de trois façons : a) en étudiant comment les paramètres intrinsèques de conception de semelles affectent le coefficient de friction disponible à l'interface chaussure-sol, à la fois dans les premières millisecondes et pendant le glissement; b) en mesurant l'effet des paramètres extrinsèques de la glissade sur le coefficient de friction requis lors d'études expérimentales de démarche humaine, avec des glissades suffisamment importantes qu'éviter une chute ne soit pas toujours possible; et c) en proposant, sur la base des nouvelles connaissances acquises en a et b, de nouv

福尔斯是加拿大意外伤害的主要原因，随着年龄的增长呈指数级增长，在老年妇女中更为普遍。其中近三分之一是由于滑倒、绊倒和绊倒或因冰雪而福尔斯在同一水平线上。因此，加拿大鞋类制造商不断努力开发新的防滑鞋，但现有的加拿大和国际标准评估鞋类防滑最近受到质疑。 影响鞋底防滑性的因素很多，包括复合材料的性能和鞋底踏面形状、宽度或深度等内在参数，但最有可能驱动鞋底防滑性的基本力学原理仍然被误解。外部参数也可能影响鞋类滑动，例如流体或颗粒的存在、地面特性或穿着者的步态模式，但是很少有研究具有足够大的滑动来平衡恢复并且避免跌倒并不总是可能的。 本研究项目的总体目标是更好地了解导致鞋类滑动的原因，以便通过三种方式减少滑倒伤害：a）通过调查固有鞋底设计参数如何影响鞋类-地面界面处的可用摩擦系数，无论是在滑动的第一毫秒还是在滑动期间; B）通过在人类步态实验研究期间测量外部滑动参数对所需摩擦系数的影响，其中足够大的滑动并不总是可能避免跌倒;和c）依靠从a和B获得的新见解，我们将提出新的方法来评估鞋的防滑性，以用于认证目的，并为加拿大所有年龄段的女性和男性提出新的鞋底设计。具体来说，在本研究项目结束时，我们希望将鞋类在湿陶瓷和干冰上的摩擦系数提高10-20%。此外，我们希望消除男女鞋款之间的防滑性能差异。(cr)#（lf）Les chutes sont les principales causes de dissures non-intentionnelles au Au Canada，augmentent de façon exponentielle avec l'âge et sont plus fréquentes chez les femmes âgées. Près d 'un tiers des chutes sont de même niveau due à des glissades et des trébuchements ou due à la glace ou à la neige. Les fabricants de chaussures s'effortent donc de décamper de nouvelles chaussures résistantes aux glissades，迈斯les normes existantes pour évaluer résistance aux glissades ont récement été remises en question.多个因素对抗滑力有重要影响，包括材料特性、形状、尺寸或表面特征等内在参数，但迈斯基本原理和抗滑力的来源并不完全相同。这些外部参数也会影响滑翔，如流体或颗粒的存在，溶胶的特性，或水蒸气的扩散，迈斯存在一些重要的滑翔研究，这些研究很重要，但不可能总是建立一个合适的降落伞。本课题的研究内容主要包括：1.研究人员对影响摩擦系数的主要因素进行了评述，这些因素主要影响摩擦系数在摩擦界面上的分布，即摩擦系数在毫秒级和滑动速度范围内的分布; B）在测量滑行的外部参数对摩擦系数的影响时，需要进行人类学实验研究，因为滑行的充分性很重要，因此不可能在任何时候进入滑道;以及c）在新的基础上，在a和B中获得新的知识