伴有股骨头坏死的松质骨生物力学特性

通过医学方法,得到股骨头坏死区域和非坏死区域松质骨的脱钙、未脱钙的干湿样品。运用力学实验机,测量这8种类型松质骨在压缩时的力学特性,并提出了各种类型松质骨应力应变的数学模型。通过比较这8种类型松质骨的力学特性,根据复合材料力学的理论,得出坏死区域无机盐减少、胶原纤维增加的推论,并用原子力显微镜(AFM)进行了验证。各种模型的应力应变曲线是不同的,但这些曲线可以归结为3种类型的实验曲线和本构关系式。     

蹦床垂直跳技术的理论探析

运用文献分析与逻辑归纳等研究方法,针对目前蹦床垂直跳技术理论研究中的若干重要命题进行分析,探讨了垂直跳动作时相划分的原则与方法,动作协调的表现形式,能量转化的机制及影响垂直跳效果的各种生物力学因素.     

汽车乘驾体位生物力学实验台的设计分析

基于汽车乘驾体位生物力学特性的分析，提出了表征人一座椅界面体压分布的特性指标和模拟驾驶疲劳时人体表面肌电信号的分析参量．研制的汽车乘驾体位生物力学特性实验台主要由可调模拟乘驾环境和生物力学测试系统组成，能够模拟各种人一车乘驾环境和进行人机界面匹配试验，可以测试和分析不同乘驾环境下驾驶员的各项体压分布指标和驾驶员腰部肌肉疲劳过程中的表面肌电信号，评价人机界面匹配优度，进而为汽车的人机界面优化设计和提高汽车人机界面的舒适性、方便性、安全性及人机工效学研究提供了实验基础．实验台在可调模拟乘驾环境设计和生物力学测试系统设计方面具有独创性．     

羚牛股骨密质骨力学性能的实验研究

为了对国家一级保护动物——羚牛的骨生物力学和临床医学提供必要的骨力学参数,对羚牛新鲜股骨密质骨的拉伸与压缩力学性能进行了实验研究,用光学显微镜和扫描电镜观测了其微观结构,并与同属牛科的家牛进行了比较。实验得到了羚牛新鲜股骨密质骨沿轴向压缩和拉伸弹性模量分别为5.41GPa和0.98GPa,密质骨的力学性能在股骨的不同位置差异不显著。扫描电镜的观察表明:羚牛股骨密质骨在微观结构上是由丛状骨和哈佛氏系统组成的,其中哈佛氏系统沿径向的分布比较平均。     

运用生物力学理论论述跨栏跑的技术

结合自己30余年教学实践体会,运用生物力学理论,从运动轨迹、身体重心的抛物线、抛物线起止点和所对的弦长、线速度、抛射角、相向运动和补偿运动、空中身体的转动等对跨栏距标木进行了详细的论述.     

基于本构模型参数的肌肉主动力响应有限元分析

研究了肌肉主动力有限元模型的力学性能与稳定性,使其适用于头颈部动力学响应的仿真研究.运用准线性黏弹性被动单元与Hill主动单元相耦合的方法,建立了兔子胫前肌的有限元仿真模型.对比Myers实验数据验证了该模型在不同应变率下离心收缩的应力应变特性.同时研究了等长收缩与轴向压缩模式下的肌肉的力学特性.仿真结果表明,仿真模型与实验输出应力应变曲线具有较好的一致性,在相同应变情况下,最大应力误差仅为0.07MPa.该模型具有较好的计算稳定性与生物逼真度,能够满足人体颈部肌肉建模的需求.     

人工腰椎间盘置换术与椎间融合术的生物力学仿真

利用有限元法评估人工腰椎间盘置换术与椎间融合术的生物力学效果.基于CT图像数据建立腰椎L2~L5节段有限元模型,并在此基础上建立人工腰椎间盘置换和椎间融合2种手术模型.对有限元模型施加模拟生理载荷,计算两种手术模型各节段椎间活动度和小关节接触应力.仿真结果表明:相比椎间融合术,人工腰椎间盘置换术在手术节段产生了明显的运动保留功能,但置换节段在后伸和侧弯工况下活动度比正常腰椎增大40.9%和43.1%,易引起手术节段的轻度失稳;人工间盘置换术改善了上下邻近节段小关节的受力状态,但置换节段在扭转工况下会引发较高的小关节接触应力.     

离体心肌被动力学属性超声印压检测方法

为了探讨介入超声印压系统检测心肌被动力学属性可行性,为活体检测提供基础.采用循环印压犬离体心室肌,获得印压力和心肌形变实验数据.以准线性粘弹性理论(QLV)模型处理所获得的应力、形变数据,得出左心室心肌被动力学属性参数,活性组为A 1.02±0.45,B 16.54±5.21,C -169.42±51.23,D 1 876.52±428.67,E 4 307.37±1 100.81,无活性组为A 2.47±1.29,B 27.78±9.59,C -298.67±85.36,D 2 947.89±691.52,E 8 561.26±2 234.19,两者相应参数比较差异有统计学意义(p＜0.05).结果表明,采用介入超声印压系统检测心肌被动力学属性是可行的.可望在活体检测不同状态下舒张期心肌被动力学属性,从生物力学层面加深对舒张性心力衰竭的认识.     

推铅球技术的优化与生物力学机制

本文以一般系统论与运动控制论的观点为指导思想,从运动生物力学角度剖析了“背向式”推铅球技术的最佳结构及其生物力学机制、详细阐述了推铅球运动中人体运动系统的工作过程.     

花样滑冰点冰跳跃动作的运动学研究

采用艾立尔系统和三维DLT方法,对中国杯大奖赛上我国运动员及世界优秀选手的点冰跳动作进行了定点三维测试,比较分析了他们在完成同样跳跃动作时的人体重心垂直方向位移-时间和速度-时间等的相关参数,并对我国运动员提出了增加起跳的水平速度的建议,为预测和展望新难度动作提供参考.