世界优秀男子花样滑冰运动员后外点冰三周跳的运动生物力学研究

运用国际先进的艾利尔运动技术分析软件及生物力学三维录像DLT分析方法,对中国花样滑冰队和国外高水平男子单人滑运动员的后外点冰三周跳动作进行运动学分析,得出我国运动员闫某在缓冲蹬冰阶段,水平速度和垂直速度都较大,腾空时间长,已经具备四周跳的能力.宋某腾空时间不足,导致空中动作没有视觉冲击性,很难获得高分.王某在缓冲蹬冰阶段,水平速度较小,腾空水平飞行距离较国内外优秀运动员近,腾空时间较短,垂直方向速度较大,腾空高度较高.关某在缓冲蹬冰阶段,水平速度变化幅度平缓,不存在明显的下降阶段,同时获得较大的垂直方向上的速度.金某在缓冲蹬冰阶段,水平速度小,垂直方向速度低,腾空高度和腾空水平飞行距离都不够.同时首次应用NORAXON表面肌电图机对主要发力肌肉的肌电进行分析,对主要用力肌肉发力顺序及贡献率进行了科学的分析,为教练员和运动员攻克难度动作提供了理论依据.起跳过程中,起跳腿股直肌和胫骨前肌先发力,并且股直肌稍先于胫骨前肌.积分肌电和贡献率最大的肌肉是股直肌,其次为胫骨前肌.腓肠肌内侧头和股二头肌长头的积分肌电值较小,起支撑协同作用.     

短跑运动员落地缓冲阶段水平速度变化分析

分析了中美两国优秀短跑运动员在不同支撑阶段水平速度的变化及影响因素.中国运动员在落地缓冲至垂直缓冲阶段水平速度明显高于美国运动员,但在整个缓冲期间,水平速度明显低于美国运动员.影响中国运动员水平速度的主要原因是摆动腿着地点距身体重心投影点较近,导致运动员从垂直缓冲到最大缓冲阶段的时间延长,身体重心下降幅度较大,不仅未能使着地缓冲至垂直缓冲阶段所获得的水平速度得以保持,而且在最大缓冲结束时水平速度下降幅度较大,进而影响后支撑阶段的水平速度和身体重心的移动距离.     

女子花样滑冰跳跃动作的各参数研究

通过对世界花样滑冰大奖赛国内外优秀运动员跳跃动作的技术录像解析,获得的起跳时水平速度、空中水平位移、起跳时垂直速度、腾空高度、空停时间、腾起角、关节角度等参数,并把我国优秀运动员与国外优秀运动员作比较,结果发现我国运动员起跳时水平速度与国外优秀选手还有差距,需提高滑行技术和蹬冰力量;我国部分运动员腾起角偏大,在提高水平速度的同时,人体重心腾起角应逐渐减小;助滑末期运动员支撑腿应积极屈膝,充分后引浮腿,起跳时支撑腿应积极蹬伸,形成"小摆臂,早收臂".     

对推铅球沿步技术速度节奏的探讨

以我国现役优秀女子铅球运动员推铅球滑步技术的速度节奏为着重点,分析、研究滑步阶段蹬摆动作、身体重心和铅球的速度变化对滑步技术速度节奏的影响。指出我国优秀女子铅球运动员滑步阶段的蹬摆技术不够完善,铅球最高和重心最高速度差值大,从而影响到滑步过程中人体的移动及过渡步和最佳投前姿势的形成。认为我国优秀女子运动员的滑步技术需加以改进。     

女子优秀排球运动员三、四号位扣球起跳阶段的对比研究

以女子优秀排球运动中三号位扣快球、四号位扣拉开球的起跳阶段为研究内容,运用三维摄像和Foot-scan足底压力测试系统,从运动生物力学的角度对两种扣球起跳动作进行对比研究.结果表明:4号位扣球整个起跳时间长于3号位扣球,人体重心水平速度损失较大,左足最大压力显著性较小;3号位扣球前足是压力最大峰值主要出现区;4号位扣球动作中最大峰值压强左足主要出现在足后区和前足区外侧,右足为前足区内侧和足后区内侧.建议根据优秀排球运动员足底主要部位受力分布的特点,选择合适的方法有针对性的训练运动员足底关键区域周围肌肉群的力量以提高起跳能力,加强排球运动员下肢关节缓冲与蹬伸力量训练,预防与减少运动损伤.     

跳远运动中起跳技术的肌肉力学和动力学研究

通过实验客观地反映有利于跳远起跳技术的各项生物力学参数及其适宜范围,找出此技术动作参数间内在联系和规律,为跳远运动的基础训练和深入的理论研究提供参考依据。研究方法上采用遥测肌电测试和三维测力台同步技术,对4名优秀男子跳远运动员的起跳动作进行现场测试,运用图像解析法、数理统计法等方法进行统计分析。在着板缓冲阶段,研究对象右侧股直肌和右侧腓肠肌肌电积分平均值分别为102.00 uvs和91.25 uvs,研究对象垂直方向受力均值为7 035.16N,一级运动员李*垂直方向受力为6 428.30N,其值明显小于垂直受力均值;在蹬伸阶段,研究对象腹直肌肌电积分值达到了131.00 uvs,研究对象垂直方向受力最大时,垂直方向受力均值为3226.32N,李*垂直方向受力为3652.65N,其值明显大于垂直受力均值;研究对象起跳腿着地时对地面的冲击力一级运动员要明显小于二级运动员的。在蹬伸阶段,躯干腹直肌和起跳腿的股直肌表现最为兴奋,为主要作用肌肉;研究对象垂直方向受力最大时,级别越高垂直方向最大受力越大,水平方向与之相反。     

我国20km女子优秀竞走运动员竞走技术的生物力学研究

运用三维DLT运动学分析方法,对参加第十一届全运会女子20km竞走比赛的前6名运动员在6、10、16km 3处各1个复步动作共6个单步进行解析,通过对解析的具体参数进行运动学分析,从而进一步明确我国女子竞走项目在竞走技术上存在的主要问题.研究表明,我国优秀女子竞走运动员运用的是步长较短,步频较快的技术风格,第一名运动员重心平均速度最大,下肢机械能的能量使用效率高.我国运动员与国外运动员相比存在着身体重心垂直位移和头顶点垂直位移偏高,踝关节蹬伸幅度小,蹬伸不充分,两大腿最大夹角小的现象.运动员在平时的训练中应注意减小身体上下起伏幅度,增加踝关节蹬伸幅度和两大腿最大夹角来提高竞走速度,特别应注意头顶点垂直位移要减小.     

速度滑冰蹬伸技术与重心移动方式之间的关系

通过运动生物力学的方法,对优秀速滑运动员的弯道蹬伸技术与重心移动方式之间的关系进行了分析.结果认为:在右单步中重心的移动方向更倾向于切向,而在左单步中重心的移动方向则更倾向于法向.从重心相对于蹬冰腿踝关节的移动状况来看,重心沿切向的位移幅度明显大于法向,决非传统认识中的法向移动幅度大于切向的认识.正是由于左右腿蹬伸方式上的不同,决定了在蹬冰过程中重心沿切线方向上前移程度间的差异.     

侧空翻中人体主要关节问的协调特征

本研究对优秀武术运动员侧空翻技术进行了分析,认为在起跳腿起蹬前,两腿间的协调运动,能将人体重心在起跳腿蹬伸前调整到一个合理的位置,这很大程度上决定了人体离地角与起跳腿蹬伸过程中人体重心与支撑点连线所形成的扇角;在起跳腿离地前,躯干、摆动腿、起跳腿之间的协调运动,能最大限度地挖掘起跳腿发力能力,使人体从正面开始转换到空中侧身翻转,同时获得在空中侧身翻转的角动量。这揭示了侧空翻中“正面一侧身”转换机制与空中侧身翻转的形成机制,两臂此间段的协调配合可能是这两个机制的重要组成部分。此外,在空中时段中,躯干与下肢在额状面内的相向运动,是空中侧身翻转的形成机制。     

优秀男子举重运动员抓举技术的运动学研究

通过使用三维运动学测试方法,获得4名优秀男子举重运动员比赛条件下的抓举技术三维运动学参数,根据抓举技术特点划分不同运动阶段,对每阶段运动员与杠铃运动学参数进行研究,探讨运动员抓举过程中踝、膝、髋三个关节角度以及杠铃重心垂直速度随时间变化曲线的规律,揭示优秀举重运动员抓举技术的运动学特点和规律.     

源运动的视超光速模型

在源的质心固定的视超光速模型的基础上 ,本文进一步推导出质心运动情况下视超光速运动的视速度方程。然后 ,在喷流方向与源的退行方向相反的情况下 ,推导出核与子源速率相等条件下及核固定条件下求子源真实速度的方程。质心运动情况下的视速度方程 ,包含了质心静止条件下的相对论超光速模型和著名的核固定的 BRM的视速度方程以及低速条件下的牛顿理论     

新空翻动作的仿真与分析

本文应用多体系统动力学理论采用试验的方法,对一组高速摄影图片中的"起跳转体90°,分腿团身空翻一周"动作进行仿真研究,将运动员人体结构简化为一悬空树形结构系统的模型,它由11个环节组成的.通过仿真研究,已经揭示了实现该动作所需要的初始运动条件及运动全过程的运动生物力学特性.并对侧空翻转体运动的稳定性进行了论证,为教练、运动员实现这一新动作提供了理论依据.     

粘弹性纤维在均匀变形流场中的悬浮动力学

本文以三珠二杆粘弹性铰接的珠链作为纤维的模型,用将珠链运动分解为准刚体运动和纯变形运动的方法,对粘弹性珠链纤维在均匀变形流场中的悬浮运动进行了研究。得到了纤维速度,加速度分布公式,纤维平均取向的角速度南纤维纯变形运动方程。并发现,在纤维质心运动方程中,集中在纤维质心上的各圆珠的斯托克斯阻力之矢量和就等于流体作用于纤维质心的斯托克斯阻力;在纤维相对于质心的动量矩方程中,力矩是准刚珠链纤维中各圆珠上相对于纤维质心的斯托克斯阻力矩之矢量和。特别是在不计纤维惯性、重力和浮力的条件下,当纤维刚直并作平面运动时,其角速度与同样条件下无限长径比椭球角速度的 Jeffery 公式完全一致。     

平面运动刚体相对速度瞬心的动量矩定理

建立了刚体作平面运动时的相对速度瞬心动量矩定理 ,证明了在任一瞬时 ,当平面运动刚体的质心与速度瞬心的距离保持不变时 ,相对速度瞬心的动量矩定理的形式与相对固定点或质心的动量矩定理相同。用该定理可以简便地解决相同条件下的平面运动问题。     

源运动的视超光速模型和特殊条件下子源的真实速度

在源的质心固定的视超光速模型的基础上,本文进一步推导出质心运动情况下的视超光速运动的视速度方程。然后,在喷流方向与源的退行方向相反的情况下,推导出核与子源速率相等条件下及核固定条件下求子源真实速度的方程。对子源的真实速度,本文最后给以简单地讨论。     

论动量矩定理的矩心选择与速度瞬心问题

本文阐明应用动量矩定理如以平面运动物体的速度瞬心为矩心，则矩心速度应取速度瞬心沿 固定瞬心轨迹的速度（不等于零）．本文直接导出了有关各项公式，从而澄清了基本概念．     

年轻星体附近冷分子气体外流的准直性及其在银盘上的分布

本文对冷分子气体外流的准直因子与外流气体的质量,中心星光度,谱线宽度以及与外流气体速度的关系作了初步探讨,还研究了已知的外流源在银盘上的分布情况。结果表明小质量的外流源准直性较好。在恒星早期阶段,小质量的外流源及其中心的星体可能处于更早期阶段。     

多关节跳跃机器人的起跳机理与运动规划分析

在给定离地任务要求的情况下,针对多关节冗余自由度跳跃机器人起跳机理及运动规划与优化问题进行了研究.以速度方向可操作度为性能指标,将期望的离地质心速度和加速度映射到关节空间,作为关节空间规划的边界条件.采用Fourier基函数参数化关节空间轨迹,从正运动学方程出发,结合驱动约束条件,利用粒子群优化算法搜索和寻求使能量利用率最大的参数值,实现起跳性能的优化.利用计算机仿真证实了此种方法的可行性.此外还建立了滑模控制器,实现起跳阶段轨迹跟踪控制仿真分析,为具有冗余自由度的多关节跳跃机器人的运动规划提供了一种有效的方法.     

基于PFC3D和Rockfall的中武山危岩体数值模拟研究

基于颗粒流PFC~(3D)理论及方法,结合无人机高精度航拍影像数据,对中武山危岩体失稳过程进行数值模拟方法研究。通过PFC~(3D)构建三维地质模型进行崩塌模拟,计算得出危岩体的运动路径。在模拟的运动路径中选取6个运动剖面,采用Rockfall软件进行二维运动过程计算,得出腾跃高度、冲击能量、岩块速度等计算结果。中武山危岩体模拟结果表明,PFC~(3D)三维运动模型结合Rockfall软件的数值模拟方法,可较好地模拟危岩体的失稳运动过程。研究方法相比以往研究具有更好的可视化特性,研究得到的相关参数可为后续灾害防治工作提供参考,进而可提出有针对性的治理措施。研究结果对防灾减灾工程具有重要的现实意义。     

密闭空间爆后准静态气压及地运动分析

准静态气压参数和地运动速度参数是保证密闭空间爆炸作业安全开展的重要参考.通过获取某工程现场3次爆破后的实测地运动速度数据和准静态压力数据进行时频域分析,结果表明,不同比例药量下,质点振速时程曲线和频域曲线均具有一致性,随着爆心距增加,质点振速幅值减小,主要频段趋近低频段,比例药量仅对地运动速度幅值有影响,对频域分布及主频影响不大.不同质量沙墙对准静态气压峰值及衰减速度均有影响,沙墙质量越小,爆后准静态气压峰值越大,其衰减越快.