运动物理学:太空时代的先进材料给网球运动员一个竞争优势
在20世纪70年代末和80年代初，职业网球运动员开始从木质球拍转向石墨球拍。这种更轻的材料为运动员提供了更好的控制，使他们能够更快地挥杆，产生力量和旋转。
威尔逊体育用品公司是世界领先的高性能运动设备制造商之一。金牌得主包括美国的塞雷娜·威廉姆斯和维纳斯·威廉姆斯，以及英国的安迪·穆雷都使用威尔逊的球拍登上了他们运动的顶峰。
在体育世界中，竞争激烈，运动员与其设备之间的关系可以为对手提供胜利的优势。随着这种动态协会，威尔逊实验室，威尔逊的创新枢纽，投资，设计和工程师游戏更换产品，采用最先进的体育技术和专业知识。在其球拍运动业务中，威尔逊实验室的创新举措包括物质增强，机械增强功能以及对球拍的物理参数的变化，以适应玩家游戏的不断发展趋势。
如今，大多数球拍框架由轻质石墨或石墨复合材料制成，其掺入钛，Kevlar或玻璃纤维等材料，给出框架柔韧性的额外水平。然而，在不使用有限元分析软件（FEA）的情况下，这些先进材料的性能和行为可能难以预测。
威尔逊实验室设计工程师使用牵牛星HyperWorksTM通过利用仿真、自动化和优化技术，有限元工具可以减少设计周期时间，提高复合材料网球拍的产品价值。
复合模拟广泛应用于航空航天等行业，但对体育设备制造商来说，它是一种相对未开发的资源。Wilson Labs是将有限元分析应用于网球行业的先驱之一，它认识到有限元分析作为一种更好的工具用于铺层设计以及优化重量、强度、刚度和简单性的好处。
对于球拍的每一层复合材料结构，都要回顾铺设文件，以了解铺设位置，然后对表面进行修剪和组织。铺层厚度，以及材料属性，载荷和边界条件都被指定。使用HyperWorks中的结构分析和优化工具进行了多项分析，并将结果与物理测试数据相关联进行了验证。测试和分析表明，虚拟模型的行为与现实生活中的行为密切相关。
该项目激发了人们的高度信心，HyperWorks带来了在虚拟空间中建模网球拍所需的准确性，而且虚拟模拟作为一种资源远比手工技术更有效。对于Wilson Labs所期望的性能指标(质量、质心、动刚度、静刚度)，结果显示与物理测试相比，误差百分比小于4%。借助FEA技术，Wilson相信他们可以更快地将未来的产品设计推向市场，同时确保他们的设备能够满足职业运动员和休闲运动员的高要求。
