简化的人体上肢两刚体系统动力学方程的推导

通过对人体上肢解剖结构的分析研究，把上肢骨骼结构简化为两刚体的运动系统，将肱骨和躯干的连结简化为球铰，前臂和肱骨的连结简化为转动副，形成一个4自由度的两刚体系统，运用多刚体动力学理论，以卡尔登角作为广义坐标，进而推导并建立了人体上肢的动力学方程。     

一台摄影机和平面镜拍摄三维空间运动的研究

分析了使用一台摄影机和一个平面镜拍摄三维空间运动的可行性，首先，提出了几种拍摄方案，并对各方案进行了实用性分析，选取了其中一种方案进行理论与实际对照研究；其次，使用DLT方法，给出了空问点的坐标和拍摄底片上的二维坐标问的变换关系；再次，用数码相机进行了小范围的实例拍摄，并使用Mathematica软件编程，解析出拍摄对象的三维坐标；通过对比计算结果和空间点的实际位置，证明此方法是可行的，且相对误差小于5％．     

日常运动时内翻人工膝关节接触压力的有限元分析

为了研究内翻对人工膝关节接触压力的影响,建立了符合国人解剖特征的人工膝关节三维有限元模型,进行了不同运动和载荷作用下,对线一致与内翻5°时人工膝关节接触压力分布的有限元分析,并进行了对比分析。结果表明,对线一致时,国产人工膝关节接触压力值适中,接触区域均匀、对称,可以满足要求;而内翻5°时,接触压力峰值急剧增大,接触区域主要出现在各组件的内侧且明显减小,容易出现应力集中的情形。因此,在临床置换手术中应极力避免内翻5°以上这种对线不齐状态的出现。     

人体下肢运动摄影及其运动学数据的确定

采用运动摄影的方法,确定人体下肢在平地行走、下蹲和起立以及上楼梯等运动的运动学数据,并对其进行比较分析。通过对采集的图像序列进行分析和处理,获得了人体下肢标志点在不同运动下的运动学数据。在上楼梯时膝关节的屈膝角变化范围较窄,但变化速度较快;而在平地行走时屈膝角逐步增大,但变化相对比较平缓,故上楼梯更易导致膝关节损伤。在下蹲的过程中,屈膝角随下蹲而逐渐变化,而起立时则和下蹲过程相反。该方法可以简单而快速地确定人体的运动学数据,可为人体运动的计算机模拟和分析提供运动学数据,也可为临床运动相关疾病的诊断和运动康复训练提供参考依据。     

标枪飞行特性计算机仿真的初步研究

使用有限元方法对标枪的飞行特性进行了计算机仿真研究，用常规方法测量了皇冠牌标枪的几何尺寸，使用Femb前处理软件建立了标枪的有限元模型，并设置了标枪模型的材料和单元属性，然后施加载荷和初始务件，在此基础上用LS-DYNA求解器对给定出手参数且无空气阻力的标枪进行飞行特性的计算机仿真。通过仿真，证明使用这种方法来研究标枪的飞行特性不仅是可行的，而且参数调节的可控制性比较强。