模拟可以节省时间、成本和材料
ASICS（亚瑟士）利用三维计算模型更好地了解跑鞋稳定性的作用。通过仿真进行优化，降低跑步者下肢受伤的风险，并提高性能。鞋底结构和脚跟外翻角度对于研究稳定性尤为重要。除实验方法外，在Simpleware软件中创建模型后导入至Abaqus仿真工具，可以帮助ASICS减少原型开发设计的时间、成本和制造废料。
亮点
- 在Simpleware ScanIP中由CT数据生成高精度、多部三维足部模型
- 在Abaqus中的仿真用于准确预测鞋底稳定性
- ASICS成功地更新鞋底设计，提升性能
- 该技术帮助ASICS减少原型开发设计的时间、成本和制造废料
生成足部模型
为预测鞋子的稳定性，对一名健康女性志愿者的足部进行X射线CT扫描。将图像数据导到Simpleware ScanIP软件，创建3D模型，然后生成代表足部不同部位（软组织、骨骼、软骨、韧带和足底筋膜）的有限元模型。模型的细节使ASICS对解剖模拟的精确性充满信心。
模拟跑鞋性能
本案例在Abaqus v.6.14 – 2中通过模型计算三种硬度聚合物泡沫板的变形模式。仿真结果与实验测试吻合良好，验证了仿真可以作为一种新的方法，用于丰富ASICS现有的研究。数值模型被证实能够准确预测鞋底的稳定性，指导ASICS成功更新鞋底设计，为客户提高性能。
结论
ASICS已经成功创建针对特定运动状况量身定制的精确、高度优化的模型。因此，该模型对于鞋的稳定性设计、降低原型成本和时间、跳过实体原型提高耐久性具有重要价值。该产品已被作为设计实践的范例，本研究有助于提升对跑鞋稳定性的理解，减少跑步中接触阶段脚关节的过度运动或外翻。
参考
- 更多信息与致谢参见英文原文： https://www.synopsys.com/simpleware/resources/case-studies/3d-numerical-foot-model.html
- M. Nonogawa, S. Nakaya, M. Isobe, K. Takeuchi, H. Azegami, 2021. Developing a three-dimensional numerical foot model and identifying the loading condition for designing a stable sole for running shoes, Mechanical Engineering Journal, 8(5), 21-00200-21-00200.
- J.T. Cheung, M. Zhang, K.N An, 2004. Effects of plantar fascia stiffness on the biomechanical responses of the ankle-foot complex, Clinical Biomechanics, 19(8), 839-846.
- N. Nakabe, T. Nishiwaki, 2002. Development of simplified numerical foot model for sole stability design, Engineering of Sport, 4, 824-830.