狗屈肌腱的力学特性初探——一维拉伸下的应力与应变关系

根据狗屈肌腱在一维拉伸状态下的实验曲线,利用拟弹性理论,建立了肌腱在一维状态下的本构方程。获得了弹性模量和最大断裂强度等一些反映肌腱特性的实际的力学参数。     

腰椎运动损伤的生物力学因素

随着体育运动的发展，竞技术育日趋激烈运动量的不断增加，使运动员的腰椎负必然加大，损伤问题越发突出，从生物角度提出了腰椎生物力学性质及腰椎的保护。     

原地跳跃的动力学问题

本文建立人体的四刚体模型,分析原地跳跃运动。将各关节角取作广义坐标,其中膝关节角作为控制变量,其变化规律根据实际跳跃过程的摄影记录确定。利用动力学方程确定其它关节角及蹬地力的变化规律,并计算离地时刻及相应的腾空高度。根据实际人体参数的数值计算结果可以解释原地跳跃运动的腾空高度与肌肉最大收缩力、爆发动及人体参数之间的关系。     

对线对小腿截肢患者残侧下肢生物力学特性的影响

为定量研究假肢对线对小腿截肢患者行走过程中残侧下肢生物力学特性的综合影响,建立了考虑对线设置的三维刚体动力学模型,并结合步态实验,得到膝关节力矩、步态时相对称性和残端界面压力等参数。结果表明:异常对线主要影响残侧膝关节力矩和步态时相对称性,对残端压力影响较小;腿管近端适配器的调整在对线设置中的作用较远端适配器明显;由于患者的自身调节作用,假肢正常对线要实现患者下肢生物力学性能的总体最优而非单项最优。     

髋关节置换术后有缺损股骨的有限元分析

运用大型有限元分析软件ABAQUS建立了髋关节置换术后的三维有限元模型。对骨水泥固定有小骨皮质缺损(10%股骨干直径)的羊股骨,进行了扭矩作用下生物力学分析。实验中使用了3种不同长度的股骨柄:股骨柄的末端位于骨皮质缺损处的上端2倍于股骨干直径;股骨柄的末端位于骨皮质缺损处;股骨柄的末端超过骨皮质缺损处的2倍于股骨干直径处的股骨柄。分析结果表明:股骨柄的长度在骨皮质缺损处的不同位置时,孔周围的应力分布也不相同。股骨柄的长度在孔的下部,2倍于股骨干直径位置时,孔周围的应力明显减小。对比使用3种不同长度的股骨柄,股骨上的最大应力值在股骨柄超过骨缺损处2倍于股骨干直径时最小。     

短时间,高强度运动疲劳的实验研究

２７名体育系男生完成３０次短间歇纵跳，测定其运动能力和生物力学指标的变化，同时测定运动前后的腿部静力力量和视－足反应时，揭示短时间、高强度运动疲劳的生物学规律，为运动训练实践中对疲劳的认识和评价提供理论指导。     

武术套路中“旋风脚”动作的运动生物力学分析与训练

以运动生物力学方法 ,对我院高水平武术运动队学生及普体课选项武术学生练习武术套路中“旋风脚”动作进行分析 ,从而找出运动技术结构的规律 ,探索如何使运动技术动作达到最优化的原理及教学训练手段 .     

运动员伸膝功率及其专项特征

本文通过对北京体院116名男生在惯性负荷下的伸膝力、功及功率的测试,分析了其专项特征。结果表明:1)在静态力量与功率输出的关系上存在着不同的“专项特征”,例如短跑运动员与足球运动员的静力值与功率值之间的相关系数在四种负荷条件下都有显著意义,而长跑运动员则只在最大的负荷下表现出静力与功率的显著相关。2)除了肌纤维结构因素之外,还存在着某种神经肌肉调节(动力定型)机制影响着受试者的动作效果。例如足球运动员在本文测试的所有场合都表现出最优的动作效果。     

不同鞋底硬度对跑步时下肢生物力学特征的影响

运动鞋鞋底硬度会影响缓冲性能和保护作用,进而影响穿着者的运动表现。通过分析9名跑者分别穿着7种不同鞋底硬度运动鞋跑步时下肢运动学和动力学指标的变化,探析鞋底硬度对鞋缓冲性能和防损伤性能的影响,为运动鞋的设计与制作提供理论依据。结果表明:随着鞋底硬度的增加,跑步着地时足外翻和外旋的程度增大,进而增加损伤几率。足着地时的垂直地面反作用力第一峰值力不受鞋底硬度的影响。30°和40°是较理想的鞋底硬度,缓冲效果较好,同时可以降低足部过度运动的风险。     

基于超弹性模型的牙周膜力学行为数值模拟

为了准确预测牙周膜的力学行为,采用指数超弹性模型对牙周膜剪切实验及临床口腔正畸进行模拟分析,基于连续介质力学理论推导了模型的本构方程和弹性张量,开发了模型的ABAQUS UMAT子程序,并通过指数超弹性模型的本构方程与4组剪切实验数据的拟合获得模型参数.拟合结果表明,指数超弹性模型能够准确描述牙周膜的非线性力学行为.同时,通过有限元分析所获计算结果分别与4组牙周膜剪切实验结果的对比,验证了所开发的牙周膜指数超弹性模型UMAT子程序的正确性.经临床口腔正畸模拟结果显示,在正畸载荷作用下,牙周膜的应力主要集中在牙颈和根尖处.