高尔夫球杆材质性能与运动损伤预防

2024年3月23日发(作者：北京限行几点到几点)

高尔夫球杆材质性能与运动损伤预防

周文龙12

(1.海南省儿童认知与行为发展重点实验室，海南海口 571127

2.琼台师范学院体育学院，海南海口 571 1 27)

高尔夫球是一项具备特殊魅力的球类运动，让人们

在优美的自然环境中锻炼身体、陶冶情操、愉悦身心、

交流技巧，被誉为

“

时尚优雅的运动”。随着高尔夫作

为一种大众运动项目逐渐普及，高尔夫的运动设备和技

术都有了新的发展，高尔夫球主要的运动设备即球杆、

球、球场等，球场相对固定，人们可依据运动需求合理

选择，当前来说，对运动成绩和运动健康保障起直接作

用的主要是高尔夫球杆。在运动出现初期，受技术、材

料的限制，人们只能以木材制作球杆，如山毛榉木、梨

木，榛木和白腊木又更受欢迎，后来柿木也被认为是制

造球杆的理想木材。到如今，不仅所配备的球杆数量和

种类更多了，人们开发了更多、更优良的球杆材料，碳

纤维、玻纤材料、钛合金、钨、软铁、不锈钢、铜、聚

合物等多种材料被用于制作球杆，依据材料的不同属

性，这些材料被用于球杆的不同位置，新材料的运用不

仅有助于运动员获得更好的运动体验和成绩，还能有效

避免运动损伤。要知道，高尔夫球虽然是一种不发生明

显肢体对抗的休闲运动，但是高重量的球杆和力道猛烈

的击球动作常常对运动员造成手臂关节、肩膀、腰肢等

部位的损伤。因此，在进行高尔夫运动之前，需要对高

尔夫球运动有足够的了解，并且熟悉各种材质球杆的性

能特点，依据自身运动目标与身体、技术特点，合理选

择球杆，如此才能尽可能避免在运动过程中造成运动损

伤。

高尔夫运动的球杆是组合使用的，在不同运动的阶

段会用到不同的球杆，职业球手配备的一套球杆有

14

支

之多，休闲爱好者一般也要用到12支，对应不同击球需

求，一般分为木杆（多用于开球）、铁木杆（介于铁杆

和木杆之间的混合杆）、铁杆（分长中短杆）、推杆等

几种球杆。高尔夫球杆由球头、杆身、握把三个部分组

成，不同的材料被用在球头、杆身、握把处各有特点，

运动员需根据自身的运动需求和身体适应程度选择合适

材质的球杆。下面对各种材料在高尔夫球杆中的具体应

用及其性能做一番粗浅的探究，以供相关人士参考。

一、不同材料在高尔夫球杆上的应用及其表现

目前碳纤维和钛合金是高尔夫球杆制造中使用最为

广泛的材料。碳纤维主要是由碳元素构成的一种特种纤

维，具有耐高温、抗摩擦、导电、导热、耐腐蚀等特

性，外形为纤维状，较为柔软，因此具备较强的可塑

性，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤

维轴方向具有很高的强度和模量。碳纤维的密度较小，

因此比强度和比模量高。碳纤维的主要用途是作为增强

材料与树脂、金属、陶瓷及炭等混合，制造先进复合材

料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量

在现有工程材料中是最高的。碳纤维球杆是体育休闲用

品中的重要项目，每年用于生产高尔夫球杆的碳纤维多

达数千吨，占据世界碳纤维消耗量相当一部分比重。且

数据还以每年递增的状态在攀升，我国是碳纤维高尔夫

球杆产量最大的国家，其次为日本以及墨西哥、孟加拉

国等。不同规格的高尔夫球杆的质量不尽相同，超轻碳

纤维杆身质量约为

45-55g,

轻碳纤维杆身约为

56-70g,—

般碳纤维杆身质量达

71-90g

,碳纤维材质的高尔夫球杆

相比钢杆和钛杆，在减轻质量方面有明显的优势，在一

定程度上减少了因球杆过重而引发的运动损伤。美国的

阿尔迪公司是世界上生产碳纤维高尔夫球杆最著名的企

业，在

1972-1989

年的

17

年间，所有的高尔夫球杆都产

自美国。制造碳纤维球杆的工艺主要有

3

种，分别为纤维

缠绕工艺、软外壳辅助模压工艺、预浸料卷绕工艺，纤

维缠绕工艺风行于

20

世纪

90

年代，至今仍有一部分厂商

在使用，用这种工艺制造的高尔夫球杆设计灵活性较

差，不能充分发挥材料本身的性能，也不能使用大丝束

碳纤维：软外壳辅助模压工艺则会使生产成本增高，生

产出来的球杆杆身光洁度不够，需二次加工，因此产出

较低；预浸料卷绕工艺是被高尔夫制造企业广泛采用的

工艺种类，具有工艺简单、成本低，可使用廉价的大丝

束碳纤维。

钛合金是用多种钛和其他金属制造的合金金属，钛

是

20

世纪

50

年代发展起来的一种重要的结构金属，广泛

运用在航空航天、军工制造等领域。钛及钛合金材质具

有密度小、比强度高、耐腐蚀性能好，且有无磁、透

声、抗击打，锻造、铸造、焊接等性能良好，被广泛用

于航空航天、舰艇制造等高科技领域。

20

世纪

90

年代，

曰本开始推出钛制高尔夫球杆，市场反响热烈，到如

今，中国的钛材销售市场被打开，用于制造高尔夫球杆

的钛材达到近

4000t,

在高尔夫

14

根球杆中，主要采用钛

材的是

1

、

3

、

5

号空心球杆头，制造工艺分为精铸加焊接

法和锻造加焊接法，当前制造商主要采用精铸加焊接

法，因为精铸的球杆头焊缝少，品质稳定，击球的音质

插

23

清脆，劣势是制造成本高。精铸加焊接法一般用

TA2

纯

钛精铸上下盖，在此基础上加焊

TC4

合金击球面，但是

因为要尽可能在外观形状不变的状态下增大容积，所以

必须减小上下盖的厚度，因此

TA2

纯钛已经满足不了杆

头对强度的要求，因此目前市场上更青睐

TC4

钛合金。

锻造加焊接法制造的球杆头虽然焊缝较长，但如果能严

格控制板材质量和焊接工艺，其质量是可以得到保证

的。

此外用于高尔夫球杆制造的材料还有钨、软铁、不

锈钢、铍铜、黄铜、青铜、聚合物、聚氨酯、铝、铝合

金等。钨的密度相当大，约为钛的

4. 5

倍，硬度、熔点

也高，常温下不易受空气侵蚀，用于高尔夫球杆头配重

是非常理想的材料。软铁配合适量的其他材料使用，会

表现出较强的可塑性，在铸造铁杆时，在不锈钢中加入

2-4%

的碳能够大大增强其硬度，锻造时，加入

01-

0.3%

的碳，会使其变得很软，能够满足多种球杆部位对

材质性能不同需求。普通不锈钢中加入

17%

的铬和

4

%的镍

就变成了

sus630 (

马氏体沉淀硬化不锈钢），多用在球

杆铸造阶段，早期用于

P1NG

著名的背空式铸造铁杆，广

泛适用于铁杆和木杆：而

sus304

(加入了

18

%的铬和

8%

的镍）相比

sus630

更软，增强了可塑性。铍铜（铜里

加

1%-2. 5%

的铍）比不锈钢质量重约

6-7

%，多用于铸

造挖起杆；铝合金

(

铝加

4%-6%

的铅和

2%-3%

的镁），质量

更轻、更加坚固、易于加工，通常也用于制造

DRIVER

杆

头。此外还有用于制造推杆的黄铜、青铜、聚合物、聚

氨酯等材料，这些材料的运用大大优化升级了高尔夫球

杆的性能和使用体验，也在一定程度上避免了许多运动

损伤的出现。

除了对高尔夫球杆的材质性能有足够的了解，学习

高尔夫球，还要明晰高尔夫运动的特征和相关运动损伤

造成的原因，让预防走在损前面，掌握科学的预防措施

则尤为必要。

二、高尔夫球容易造成的运动损伤

高尔夫球不是讲究身体对抗的竞技运动，而被定性

为一项优雅的休闲运动，但由于运动动作较大，如果不

掌握科学的站姿、握杆、击球技巧，很容易对手腕、肘

部、肩部、腰部、膝、踝等部位造成损伤。

手腕、肘部运动损伤分析。运动员在挥杆击球时，

身体上的巨大势能与动能在瞬间抵达手腕，再通过球杆

和杆头释放出去，腕关节是连接小臂和手掌的部位，是

一个十分复杂的关节，由尺桡远关节等关节组成，手腕

插

24

的肌肉分成两组：掌侧和背侧。除旋前方肌，小臂前部

的肌肉都被移动到肌腿中，手腕的背部初带较为脆弱，

挥杆时身体错误摆动会造成腕管压力增强，继而引发一

系列腕部损伤综合征。肘部伤害在高尔夫运动中出现的

频率也相当高，大概达8

%,

甚至出现了

“

高尔夫球肘

”

这样的病症俗称，球手将高尔夫球杆挥到顶部时，肌肉

承受了外翻的强大压力，在下摆过程中，肌肉持续承受

压力穿透，直至完成击球动作。疼痛感由肘内上髁部生

发，跟随腕屈动作和小臂旋转动作不断增加，长时间重

复此动作，肌腱会出现明显的弹性疲乏和酸胀感，最终

形成高尔夫球肘。

三、 高尔夫运动损伤成因分析

前文提到，除了球杆选用不合适造成的运动损伤，

总体来说，运动损伤的出现是多方面因素共同导致的，

其一是技术动作不佳，高尔夫运动以挥杆动作为主，必

须要掌握正确的挥杆动作、良好的平衡协调能力，以及

正确的身体发力顺序，不合理的技术动作和锻炼量是导

致运动损伤的主因之一；其二是忽视了运动后的恢复放

松，臂弯和手肘、腰肩等部位长时间处于紧绷状态会引

起骨骼超微结构的改变和肌肉修复过程中类似发炎的反

应，继而出现肌肉延迟性酸痛，同时这些负荷过重的肌

肉硬度会增加，如果运动后不及时进行调整恢复，肌肉

很难恢复到原来的松弛状态，使肌肉长期处于不正常状

态，最终造成肌肉损伤；其三才是运动设备不良，高尔

夫球手应根据自身技术水平和训练场地合理选择球杆，

按规定穿戴好相关服装、护具等。其四是对运动损伤缺

乏了解，缺少自我保护意识，忽视了运动损伤的危害

性。

四、 如何有效预防运动损伤

预防高尔夫运动损伤，首先是球手必须加强预防意

识，贯彻主动预防、接受教育、培养意识的预防方针。

球手要具备长远眼光，不贪图一时的运动快感，急功近

利，要把握运动训练节奏，循序渐进，提高自身运动寿

命，教练要以身作则，培养球手正确的运动意识：其次

是养成热身习惯，特别是在赛事或髙强度训练活动之

前，必须充分热身，让肌肉逐渐适应运动状态，使身体

各项机能充分活跃，具备应对运动冲击的能力；其三是

坚持阶段性放松恢复，避免肌肉、骨骼、关节等身体部

位承受过高的运转负荷，及时调整肌肉状态，避免因肌

体过劳形成运动损伤；其四是加强针对性练习，主要是

指对一些易受伤的部位进行针对性训练，锻炼这些部位

的柔靭度、负荷量，让这些易受伤的部位形成良好的应

激能力，有能力应对一些突发的力量冲击和偶尔的超负

荷运转，提高免疫力。

海南省自然科学基金资助，不同水平高尔

夫球手上下肢关节运动损伤因素的生物力学分

析《基金号（819QN262)》