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。     

肢体的相对运动对人体空翻动作的影响

本文从经典力学的质点组动量矩定理出发,在考虑人的两臂有对称的相对运动的条件下,将人体视为三刚体系统,从而导出腾空人体满足的动力学方程。最后对文中导出的结果进行了讨论。     

人体系统动力学模型研究

该文主要讨论了人体系统模型,包括人体系统的物质模型、力学模型、数学模型和信息模型.重点讨论了人体系统的动力学模型基础理论,内容涉及人体系统的连续动态系统、离散动态系统、人体系统的随机性、自组织、人体系统的简单巨系统、复杂巨系统等诸多基础问题.     

机构学在人体运动研究中的应用

应用机构分析的方法建立了人体运动链模型。对人体运动中的腾空位移、转动惯量、重力作用、科氏力作用,进行了运动学及动力学分析,提出并讨论了几个参数及其对运动效应的影响。     

轿车九自由度平顺性动力学模型仿真

用分析力学法建立了九自由度轿车平顺性动力学模型,推导出动力学微分方程和加速度功率谱密度函数的计算公式.用MATLAB软件编写了仿真程序,并对某型号的轿车进行了仿真,分析了"人体-座椅"系统对轿车平顺性的影响.     

悬空树状刚体系统动力学方程应用

本文简述了R.E.Roberson, J.Wittenburg推出的关于用球铰连接的刚体系统动力学方程.作者根据该方程编写了计算程序.该程序功能是:给定系统初瞬时的姿态和各刚体之间的相对运动,计算出系统质心和主块质心的位置及速度的变化规律,各刚休的相对角速度、绝对角速度、布里恩角和布里恩角对时间的一阶导数的规律等.将该程序应用于人体运动分析时,可帮助教练员论证设计动作的可行性.作者用该程序计算了一实例.对运算结果所作的扼要分析,表明该程序是行之有效的.     

自由多刚体系统主体动力学方程及通用程序

本文讨论由n 个刚体铰接成任意树形的多刚体系统.在系统处于腾空或失重状态,除主体外的各刚体受控的情况下,导出了描述该系统主体姿态的动力学方程.利用四元素描述主体的姿态,该方程是由4个一阶方程组成,并推导出标准形式.由该方程建立的数值积分通用程序只要求输入一组描述系统的基本参数及邻接刚体相对运动控制规律.文末给出了利用该程序于运动生物力学仿真研究的例子.     

基于Matlab的人体膝关节动力学仿真平台设计

在对小腿运动学和膝关节动力学分析的基础上,开发了一款基于Matlab的各种步态下人体膝关节动力学仿真平台.基于反向动力学原理,编写了Matlab计算程序,设计了仿真平台的图形用户界面(GUI),通过读取运动捕捉系统采集的下肢运动信息及三维测力台的支反力,实现了各种步态下膝关节关节力、关节力矩的快速计算.以正常步态为例,通过对一名健康人体右侧膝关节分析,并与Visual 3D软件结果进行对比,验证了该平台的可靠性,从而为人工膝关节置换和膝关节康复运动评定提供了一种新的分析工具.     

冶金热力学数据库应用系统的物质热力学性质程序(简称THERDYN程序)

本文对热力学数据库应用系统的一种THERDYN程序从设计到框图都进行了详细的论述。 阐述了本程序在应用程序系统中的地位及本程序在热力学计算中的功能。本程序提供了2200种物质及化合物的热力学性质的计算。     

摄像测量在建筑拆除力学研究中的应用

建筑物的爆破拆除坍塌是个复杂的力学过程,通过近景摄像测量能精确地认识各时刻建筑物倒塌的姿态变化,为创立建筑拆除动力学奠定了实践的基础。列举了3个100~150 m的高烟囱和8层、23层的框架类两座楼房爆破拆除的摄像测量,采用了三维、二维和一维的直接线性变换法,克服了摄像中的畸变误差;编制了鼠标点击的半自动图像数字化处理计算程序,简化了数字化过程。由此创立了多体离散动力学分析(MBDA),丰富了变拓扑多体系统动力学,在建筑物拆除工程应用中检验了建筑拆除力学是正确的,可以应用的。     

基于最优解析解的机载布撒武器弹道优化

为解决机载布撒武器射程有限,而防空体系的拦截距离则不断增大,投弹载机被击落的风险越来越大的问题,本文建立了机载布撒武器纵向平面内滑翔飞行运动方程,并基于最优控制理论构造了约束布撒武器末端速度和飞行距离的性能指标泛函,然后根据哈密尔顿原理推导了最优滑翔弹道参数的解析形式.通过与直接打靶+SQP算法的数值直接优化方法进行对比分析,验证了本文所研究的解析形式最优弹道参数求解方法具有更高的计算效率和精度.      

单支多级齿轮传动系统自适应动力学分析

基于齿轮系统动力学基本理论,研究了单支多级齿轮传动系统的多自由度动力学行为,建立了动力学模型及其求解方法,在MATLAB环境下开发了相应的自适应系统动力学计算程序,根据齿轮系统的传动级数自动生成动力学模型。最后,以某两级齿轮传动系统为例,进行了系统模态、动载荷历程及动载荷系数历程等分析。     

基于多体动力学的ESP控制系统联合仿真

该文基于多体动力学软件MSC.ADAMS/Car,建立了含有防抱死制动子系统的整车动力学模型,根据汽车稳定性控制的基本原理,运用模糊控制和比例积分微分控制理论设计了电子稳定性程序(ESP)控制系统.在MATLAB/Simulink环境下,建立了ESP控制系统和车辆动力学模型的联合仿真模型,并进行多种工况下的汽车操纵稳定性仿真试验.结果表明,所设计的ESP控制系统能有效地控制汽车的侧向加速度,且轨迹跟随性较好.     

基于捷联惯导系统/差分全球定位系统的航空重力测量技术

地球重力场资源对促进大地测量学、空间科学、地球物理学、地球动力学、海洋学、资源勘探以及现代军事学的发展具有重要作用。在阐述了航空重力测量基本原理基础上,详细分析了基于捷联惯导系统的航空重力测量原理及其关键技术,以及我国航空重力测量技术发展的技术基础。     

基于Pro/E、ADAMS和ANSYS的齿轮减速器一体化开发平台

阐述了基于Pro/E、ADAMS和ANSYS的齿轮减速器一体化开发平台的建造过程.建立了齿轮设计的最优化数学模型,设计了算法并编辑了优化程序;对Pro/E进行二次开发,实现了齿轮的参数化最优化建模;利用ADAMS进行运动学仿真,利用ANSYS进行有限元分析,形成了齿轮的闭环设计.整合了以上3个软件后所建立的虚拟样机环境,不仅建立了单个轮齿的柔性体模型,而且可以仿真计算出减速器的运动学、动力学和应力应变等参数.     

机载导弹发射动力学建模与虚拟样机仿真

基于导弹在发射导轨上的运动特征,以"捕食者"机载导弹发射系统为物理原形,建立了发射动力学和运动学模型,并应用MSC.ADAMS软件建立导轨发射条件下弹-架系统动力学模型,进行了动力学仿真试验,研究结果表明,理论计算值和仿真结果相符,得到了发射过程中导弹的位置、速度和加速度随时间的变化关系以及导弹与载机分离时对载机位置、速度和加速度的影响规律.     

机载激光对管道自主定位误差的灵敏性分析

针对机载激光对埋地天然气管道自主定位这一特殊应用背景,对其定位原理进行研究,阐述其实现方法,分析激光对管道定位精度影响的因素,介绍定位误差建模方法。以载机位姿误差为例,给出定位误差敏感误差源的辨识方法和步骤。结果表明:载机的位姿精度是影响定位精度的主要因素,俯仰角误差对地面点误差影响最大,滚转角误差对地面点误差的影响较小,地面点的定位误差几乎不受载机高度误差的影响。分析结果提高了定位误差避免和误差补偿的效率。     

基于操纵稳定性的双横臂扭杆独立悬架多目标遗传优化设计

文章针对双横臂独立扭杆弹簧悬架的特点,运用多体动力学的理论建立了某商务车独立悬架的运动学数学模型和仿真模型,基于遗传算法开发了多目标的优化程序,通过ADAMS/Solver和外部程序的接口文件实现了数据传输。将仿真结果与优化前得到的仿真结果进行了性能对比,结果表明优化后的仿真结果有效地改善了悬架的性能,同时也说明了该方法和传统的优化设计方法相比,这种方法提高了精度和效率。     

含神经控制的下肢肌骨系统正向动力学分析

为探讨运动生物力学建模与分析的基础性问题,以下肢步态为研究对象建立了包含神经兴奋肌肉收缩动力响应和肌肉肌腱动力特性在内的下支系统正向动力学分析模型,并针对自然步态的运动过程,采用参数最优化方法进行了模拟计算。计算结果与实验测量的比较表明:正向动力学方法可将肢体运动状态、肌肉收缩力、神经控制信号等联系起来,求解人体步态的控制模式。该文建立的模型和计算方法为下肢运动的模拟分析和人体冗余运动控制机理的研究提供了基本的分析工具。     

人体肘关节复合运动的建模及协调控制

为探讨人体上肢生物力学建模的基础性问题,建立了包括肌肉肌腱动力特性和神经兴奋肌肉收缩动力学方程的肘关节系统生物力学模型,并针对该关节快速屈曲和旋前复合运动过程,采用最优控制方法进行分析计算。计算结果与实验测量结果在肌肉力矩、肌电信号和肌肉活性参数等方面均很好符合;同时利用模型分析了肌肉协调运动模式。结果表明:在复合运动过程中,神经系统会将肌肉结成不同的协同肌群,并控制3组不同的协调肌群按照特定的时序结构去执行运动的加速、制动和姿态控制。