Advancing Throwing Techniques in Athletes: Fabrication and Modeling of Novel Biomechanical Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) Composite
سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 54
فایل این مقاله در 14 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_IJCCE-45-6_007
تاریخ نمایه سازی: 13 مرداد 1405
چکیده مقاله:
This study investigates the design, fabrication, and characterization of a novel Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) composite specifically engineered for high-performance knee braces in throwing athletes. The research moves beyond conventional bracing materials by focusing on the synergistic relationship between the carbon fiber architecture and a toughened epoxy matrix to achieve targeted mechanical properties. A unidirectional carbon fiber prepreg system was selected and processed via a customized vacuum bagging and autoclave cure cycle to produce laminates with optimal fiber-to-resin ratio and consolidation. Mechanical characterization revealed exceptional in-plane stiffness (Tensile Modulus: ۱۴۵ GPa) combined with a high ultimate tensile strength (۱,۸۰۰ MPa) and a controlled, progressive failure mode under flexural loading. Crucially, the laminate's stacking sequence was designed to provide high rigidity in the sagittal plane to resist hyperextension and valgus/varus stresses, while allowing controlled torsional flexibility. Finite Element Analysis (FEA) simulating the ground reaction forces during a throw showed that the CFRP brace reduced peak strain on the Medial Collateral Ligament (MCL) by over ۳۰% compared to an unbraced model. This article shows tailored CFRP composites with proper mechanical systems for energy dissipation and biomechanically-informed knee protection, enhancing athletic performance.
کلیدواژه ها:
نویسندگان
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :