高校輕質(zhì)籃球架設(shè)計(jì)與選材

彭鋒

摘要：籃球是大學(xué)生最喜歡的運(yùn)動(dòng)之一，但是大學(xué)校園大部分籃球架都是室外的，加上籃球運(yùn)動(dòng)的劇烈性，短短時(shí)間內(nèi)就出現(xiàn)生銹、腐蝕、籃球板破損、籃筐變形等等問題。而一個(gè)籃球架動(dòng)輒幾千元，頻繁的更換也不利于學(xué)校的運(yùn)行與管理，因此研究中試圖從籃球組成模塊分析，探究各種新材料在籃球架上的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：籃球架； 輕質(zhì)； 選材； 設(shè)計(jì)

喜歡籃球的同學(xué)都知道，籃球不僅是體力上的對(duì)抗，更是速度、精度的較量，傳統(tǒng)木質(zhì)籃球板、鐵質(zhì)籃球柱、箱體等都不在適合籃球運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的需要。現(xiàn)代籃球架設(shè)計(jì)對(duì)于選材提出了更高的要求，如抗擊打性、耐磨性、剛性等必須要符合籃球運(yùn)動(dòng)的需要。而籃球架不同組成部分所需要的材料也是不同的，因此針對(duì)籃球架各個(gè)部分功能針對(duì)性選材，有利于籃球使用壽命和安全性的提升。

一、傳統(tǒng)籃球架材質(zhì)存在的問題

在我國政府頒布的《GB23176-2008》籃球架標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于籃球架的分類、要求、檢驗(yàn)等進(jìn)行了明確的規(guī)范。但是實(shí)際使用中，許多材料還存在一定的問題。

首先最容易破損的即是籃球板，許多籃球板主要是由12mm鋼化玻璃制作而成，四周用鋁合金等進(jìn)行包邊。雖然鋼化玻璃很好的提升了籃球的透明度，但是也經(jīng)常出現(xiàn)由于學(xué)生扣籃而導(dǎo)致的玻璃破碎事件。或者是在室外環(huán)境溫度劇烈變動(dòng)情況下，鋼化玻璃出現(xiàn)自爆的情況。

其次是容易腐蝕生銹的部分是籃球支撐柱與底部箱體。為了節(jié)約成本，也為了提高穩(wěn)定性，許多學(xué)校在籃球場(chǎng)建設(shè)的初期即制定了計(jì)劃，一般是選擇埋入式的固定方式，即在地面挖坑后將籃球架的主支撐柱埋入地下然后用混凝土澆筑。但是如果柱體表面防銹措施或者安裝地面不平整的話，就容易出現(xiàn)傾斜、腐蝕的情況，影響其使用壽命。

第三在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)籃板下面的包扎物也是十分容易損壞的，在規(guī)定中要求籃板包扎物要覆蓋其底面和側(cè)面，也是對(duì)籃球運(yùn)動(dòng)員的一種保護(hù)方式。包扎物最小厚度為0.02至0.05厘米。破損后籃球扣籃時(shí)就容易受到傷害。

二、新型材料應(yīng)用選擇與設(shè)計(jì)

在前文論述中主要對(duì)傳統(tǒng)籃球架設(shè)計(jì)與選材中容易出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，可見任何一個(gè)小問題都影響著籃球架的使用壽命，而對(duì)于學(xué)生來說則是威脅著他們的人身安全。針對(duì)此，可以尋找更加安全、可靠的新材料將籃球架主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行替代。經(jīng)過長時(shí)間的研究，筆者認(rèn)為傳統(tǒng)鋼化玻璃籃球板可以用高分子材料進(jìn)行代替。

首先在籃板的替代材料選擇中，既要選擇透明度高、又要選擇彈性好的材料。例如有機(jī)玻璃即聚甲基丙烯酸甲酯，由于具有良好的柔韌性因此抗擊打能力較好，而且相對(duì)于鋼化玻璃，該材料的透光率也很高，約為玻璃的92%，能夠滿足籃球板透光率的需要。在滿足這個(gè)條件的基礎(chǔ)上，在高分子材料中跨越通過添加各種增強(qiáng)材料來提升籃球板的耐高溫、耐磨性能。例如在高分子材料中加入耐磨的聚乙烯纖維，就可以讓籃球板具備防銹蝕、耐氧化、不褪色的特點(diǎn)，可以在90度高溫下保持不變形，進(jìn)而有效增加籃球板的使用壽命。高分子材料的彈性也符合籃球板的要求，相關(guān)研究認(rèn)為有機(jī)玻璃彈性模量3GPa，在選材測(cè)試中將有機(jī)玻璃平放在地面上，然后讓籃球從1米的地方自由落地，回彈高度符合國家相關(guān)要求。最后相對(duì)于鋼化玻璃，高分子有機(jī)材料的成本也更加低廉，適合在高校籃球設(shè)備采購中大量推廣和應(yīng)用。

其次在籃球支撐結(jié)構(gòu)中，傳統(tǒng)鋼立柱如果沒有做好防銹等措施，很容易出現(xiàn)根部腐蝕、柱體生銹的問題，尤其是焊接部位，由于存在孔隙等更容易出現(xiàn)銹蝕的情況。針對(duì)此問題，為了不增加籃球架成本研究中從防腐蝕材料入手進(jìn)行研究，在設(shè)計(jì)與選材中一是對(duì)鋼材表面進(jìn)行防銹處理，包括涂刷防銹材料，滿足耐腐蝕性能≥6級(jí)，針對(duì)焊接點(diǎn)等進(jìn)行針對(duì)性的檢查與涂刷，讓柱體和焊接點(diǎn)光滑平整、均勻，無漏刷地方。在做好籃球支撐柱的防銹涂刷后，再進(jìn)行顏色涂刷。表面漆選擇硬度高、耐磨性好的環(huán)氧防腐漆為主，避免籃球運(yùn)動(dòng)對(duì)柱體造成輕微破壞后出現(xiàn)進(jìn)一步腐蝕的情況。

第三對(duì)于籃球架中易損耗的部分，例如籃網(wǎng)、包扎物等。國家標(biāo)準(zhǔn)中競(jìng)賽籃網(wǎng)要求是半硬式的，且籃球穿過應(yīng)該具有一定的阻力。對(duì)于包扎物則要求厚度不小于48mm，不大于55mm，且具有一定的緩沖性能，遇到外力時(shí)包扎物凹陷不能超過原有厚度的50%，能夠起到良好的保護(hù)作用。針對(duì)此在籃網(wǎng)選材中主要從滌綸、尼龍和鐵鏈三種材料中選擇。經(jīng)過對(duì)比發(fā)現(xiàn)滌綸遇水容易腐爛，而鐵鏈雖然不存在腐爛問題，但是會(huì)影響投籃或者對(duì)扣籃造成一定的影響。三者中尼龍材料更符合室外籃球需求，而且尼龍材料的籃球網(wǎng)成本較低，選材中使用不會(huì)導(dǎo)致成本的提升。包扎物選擇中即要注重安全，又要注重耐用性和彈性，選擇優(yōu)質(zhì)PC材料設(shè)計(jì)，學(xué)名為聚碳酸酯屬于工程塑料的一種，韌性高、耐熱、耐磨性良好。

三、小結(jié)

籃球架的設(shè)計(jì)與選材不僅要滿足籃球運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和耐磨性的要求，更要具有保護(hù)運(yùn)動(dòng)員安全的作用。本研究中在對(duì)傳統(tǒng)籃球架研究的基礎(chǔ)上，對(duì)易損部位材料進(jìn)行替換并取得良好的效果，值得在市場(chǎng)中推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1]王鳴宇.高分子材料在籃球運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2017 （23）：23-24.

[2]徐立功.樹脂基復(fù)合材料在體育器材上的應(yīng)用[J].文體用品與科技，2007 （5）：22-23.