スポーツテクノロジーとエンジニアリングのダイナミックな分野では、エンジニアは用具に蓄えられるエネルギーと失われるエネルギーに特別な注意を払います。インフレータブル (および固体) ボールは、多くの場合、ボールと剛性プレートの間の相互作用を表す反発係数によって決まります。適切な動的特性は、材料、構造、膨張圧力を慎重に選択することによって実現されます。ボールが工場から出荷された後も、材料と構造は比較的一貫したままですが、内圧はアスリートの裁量に任されており、アスリートは推奨のみを受けます。さまざまな変形レベルにおける過加圧および過小加圧とエネルギー損失との関係を観察する研究が行われました。

軽量の圧縮プレートを備えたエレクトロダイナミック マシンを使用してボール全体を圧縮しました。研究中、さまざまな種類のボール (サッカー、バレーボール、フットソル、ネットボール、バレーボール、新体操) がテストされ、バスケットボールの結果がここに示されています。各ボールは、初期変位の平均レベル付近で 5 mm の振幅で一定の周波数で周期的に圧縮され、その後 5 mm ずつ増加しました。モーションは、ダイナミック テスト ソフトウェア内のデジタル エンコーダ制御によって規定されました。各ボールは次の 3 つの圧力でテストされました。

「公称」圧力はボールに指定された範囲の中央でした
負圧は公称値より 25 % 低かった
オーバープレッシャーボールは公称値を25%上回りました
力-変位曲線は、各初期変位における最終サイクル (20 回目) から取得されました。数値的に積分された荷重曲線と除荷曲線の差から、各圧縮サイクルで失われるエネルギーが得られます。表示されたグラフは、さまざまなサイクルでシステムに導入されたエネルギーに対する損失エネルギーの比率を示しています。バーが大きいほど、相対的なエネルギー損失が大きいことを示します。

緑色のバーで表される適切に膨張したボールは、テストした 3 つの加圧の中で最も少ないエネルギー損失を示します。膨張不足のボールのより高いエネルギー損失は、パネルの曲げと球面内変形 (フープひずみ) の間の相互作用に起因すると考えられます。高圧では、ボールには基本的に予荷重がかかり、パネルはより高い範囲のひずみを受け、弾性ゾーンを逸脱する可能性があります。超弾性材料では、ひずみが高くなるとより多くのエネルギーが失われるのは当然のことです。ボール全体の動的圧縮テストにより、スポーツ ボールにおける内圧の役割についての洞察が得られます。このような迅速な研究は、ボールの全体的な挙動を定量化し、さらなる研究の新たな領域を示唆するのに役立ちます。