跳台滑雪着陆阶段生物力学研究进展

跳台滑雪项目的执行动作分为助滑、起跳、飞行和着陆4个阶段,其中,着陆阶段的准备及落地技术不仅对跳台滑雪运动员的最终姿态得分起着决定性作用,而且关系到运动员的身体安全.从生物力学角度综述着陆准备及落地冲击过程中的运动学、动力学、肌电活动、空气动力学研究进展.结果显示：通过推迟着陆准备开始时间、保持较大攻角、扩大滑雪板与着陆区域之间的角度并向后旋转刹车、增加滑雪板弹性、预激活腓肠肌和臀大肌、采用脚尖着陆等可以在增加跳跃距离的同时降低损伤风险.     

基于四元数的滑雪运动员姿态检测算法

针对滑雪运动员成绩评估时缺乏数据支撑的问题,提出了用于专业跳台滑雪运动员训练所需的姿态解算算法。所提算法根据跳台滑雪运动特征,基于四元数解算姿态角,且利用Mahony算法进行了误差修正,实现了多维度参数获取跳台滑雪过程姿态的目标。MATLAB仿真和实验结果表明,所提算法能够有效实现跳台滑雪运动员姿态检测,且数据处理方式简洁,结果可为滑雪运动员的训练及后期智能防护设备研究提供有效数据参考。     

钢箱梁桥牵引滑梁设计与施工关键技术

目的提出沈阳新南站高架桥在既有地下结构上牵引滑梁设计与施工关键技术方案,以推广此类新施工工艺在复杂地理环境中的应用.方法通过实地考察与理论计算,提出牵引滑梁设计与施工关键技术方案.即支架采用四腿格构式支架形式,横向采用一排贝雷桁架滑道,纵向采用4排贝雷桁架滑道,以供钢箱梁段横、纵向滑移至设计位置焊接拼装.结果支架结构在加载过程中,滑道竖向最大变形为9.6 mm,结构变形满足要求;结构应力均小于所使用钢材的容许应力,应力满足要求;屈曲分析的失稳特征值均大于4.0,稳定性满足要求.结论该施工工艺为施工提出安全保障,提高了经济效益,并为类似工程提供施工参考.     

基于拉格朗日方法的U型滑道约束链动力学研究

通过采用拉格朗日动力学原理,对U型滑道约束的大节距重载输送链进行动力学特性分析.建立了U型滑道约束链的动力学模型,推导了U型滑道约束链的动力学方程.运用MATLAB软件进行了编程计算,探索了U型滑道约束链的数值求解方法.最后,对主、从动链轮及各链节的振动情况进行了分析.     

跳台滑雪空中飞行的动力学研究

将最近30年发展起来的力学新分支──多刚体系统动力学理论应用于跳台滑雪动力学研究。首先,运用目论中有向图的概念构造力学模型,并以张量和矩阵等数学工具推导出了腾空人体系统的动力学方程,然后按上述方法编制了进行数值计算的腾空人体系统动力学计算机程序（PHBD程序）,经算例考证,程序使用方便,计算准确,所得结论可靠。     

大跨度钢桁梁桥滑移施工中辅助结构力学分析及监控实施

瑞昌至九江铁路工程桂竹林特大桥96m钢桁梁桥采用整体平移方法施工。为保证施工安全,文章分别建立临时墩和滑道梁结构的力学分析模型,对其滑移施工工况进行分析,采用有限元法计算了临时墩、滑道梁等施工辅助结构的应力和变形状态;采用现场试验监测辅助结构的高应力区,并对滑道梁力学分析模型、应力计算结果及试验结果进行了讨论与分析,确保了钢桁梁和辅助结构的施工安全和质量。     

助行康复机器人助力行走控制研究

针对一种助行康复机器人助力行走训练策略,进行了机器人助力控制研究.考虑使用者差异及机器人系统误差等干扰,建立了人机系统动力学模型及机器人助力控制模型.通过分析系统特性设计了前馈-反馈复合控制器,为解决扰动力导致的移动单元转弯及推力突变问题,设计了模糊制器调整期望推力实现人机系统协调运动,利用Matlab软件对助力行走过程进行了控制仿真分析.研究结果表明:助力控制系统能够抑制干扰的影响,对人体提供期望推力,满足使用者对助力行走训练安全性和稳定性的要求.     

湿滑状态下飞机轮胎与道面摩擦特性试验

湿滑道面会造成飞机制动性能下降,影响起降安全。本文通过搭建污染跑道摩擦特性测试装置,根据飞机在湿滑道面滑跑的实际情况,对飞机轮胎在不同水膜厚度、速度、载荷条件下运行的接触力、滑移距离进行研究,分析了湿滑条件下道面摩擦特性与影响因素间的关系。实验结果表明：水膜厚度对道面摩擦特性影响显著,水膜厚度为13mm时,轮胎与道面之间的接触应力变化明显,滑移距离大幅度增加。随着速度的增加,轮胎与道面之间的接触应力呈线性增加趋势,过高的速度会增加滑水风险。轮胎载荷的增加会减少湿滑道面上的滑移距离,在一定程度上提高飞机轮胎的载荷,能有效改善湿滑道面上的摩擦特性。     

无动力储能式截瘫助行外骨骼弹簧刚度优化

无动力储能式截瘫助行外骨骼为不同身高、体重和损伤情况的截瘫患者提供精准化助行,储能弹簧作为外骨骼标准元件,其刚度为固定值。该文针对该外骨骼储能弹簧刚度参数选择问题,建立了截瘫患者穿戴无动力储能式截瘫助行外骨骼单侧下肢从站立中期到站立后期动力学模型,得到人体髋关节力矩与身高、体重、髋关节角度的关系,并提出以人体髋关节和弹簧力矩之和绝对值的积分为优化目标的弹簧刚度参数优化设计方法。研究发现:不同身高、体重组合情况下,外骨骼弹簧1刚度k1满足正态分布,弹簧2刚度k2不满足正态分布;k1和k2的中位数3 180和1 279N/m作为无动力储能式截瘫助行外骨骼储能弹簧刚度参数,适用于身高和体重在百分位数P1~P99间的患者。     

微台阶对滑靴副微运动姿态及油膜润滑的影响

针对轴向柱塞泵中滑靴副的倾覆和偏磨问题,建立了一种滑靴副润滑数值模型和耦合求解器.在此基础上探究了滑靴产生倾覆的原因,并提出了一种微台阶来改进滑靴结构.通过仿真计算,进一步对比了不同微台阶结构参数对滑靴副姿态和油膜润滑的影响.结果表明:微台阶有助于滑靴副油膜的形成,改善油膜润滑性能;微台阶深度对滑靴微运动姿态、油膜压力和油膜厚度的影响比宽度大;所提出的数值模型和微台阶结构有助于轴向柱塞泵的优化设计,并能有效防止滑靴产生偏磨来提高柱塞泵的可靠性和寿命.     

克拉通盆地内断裂走滑变形特征

走滑断裂在全球范围不同构造背景下普遍发育,在区域构造、火山地震及能源矿产等领域的研究中具有重要意义。相较于发育于板块或块体边界活动构造背景的大型走滑断裂带的深入研究,发育于稳定克拉通块体(盆地)内部的走滑断层为新近得到关注的一类走滑断层,其研究极为薄弱。该文对近几年通过三维勘探地震在中国3大克拉通盆地(鄂尔多斯盆地、塔里木盆地和四川盆地)新发现的走滑断裂体系进行综合对比研究分析,总结稳定克拉通盆地内走滑断裂的共性特征,讨论其可能的形成动力学机制。结果表明,克拉通盆地内部稳定区走滑断层尽管有时走滑特征典型,但表现出与活动块体区发育的大型走滑断裂的较大不同：(1)基本特征上具体表现为普遍具有小位移、低发育成熟度的特征,断层在垂向上分层、分期发育,与盆缘构造在方向和动力学特征上明显脱耦;(2)在形成模式和发育机制上,克拉通盆地内走滑断裂可能是在区域挤压应力下产生的裂缝基础上,经应力-应变调节或斜向挤压或块体旋转下选择性扭动复活发育而成,该发育方式决定其受先存断裂构造的影响弱,记录了断裂从形成到生长发育的较初期阶段;(3)在动力学过程与意义上,克拉通盆地内走滑断层分层发育特征是断层分期次、上下...     

竖向振动对摆线滑道辊轴摩擦摆隔震性能影响

根据多体动力学理论相对动能定理推求了摆线滑道RFPS辊轴式摩擦摆隔震系统动力反应分析计算公式,并考虑了竖向弹性振动的影响.分析与计算结果表明:RFPS辊轴式摩擦摆具有隔震系统所必需特性;较长的自振周期使其具有必要的隔震能力;依靠重力可以使结构复位.依靠滑块与滑道接触面的滑动摩擦阻力可以消耗传入结构的能量.适当地选取摆线旋轮半径与滚动摩擦系数值,隔震效率可达90%左右.在通常实用的滚动摩擦系数范围内,当竖向层间刚度系数为水平层间刚度系数的10倍以上时,可以不考虑竖向振动对水平方向隔震效率的影响.     

内场助结构Ag-O-Cs光电发射薄膜真空制备研究

通过掩膜预处理和挡板转移技术的配合,利用真空沉积方法首次制备了内场助结构Ag-O-Cs 光电发射薄膜。Ag-O-Cs薄膜内场助光电发射特性测试结果表明,该方法能够有效地实现Ag-O-Cs 薄膜体内电场的加载与表面电极的引出,薄膜光电灵敏度随内场偏压的增大而上升。Ag-O-Cs 薄膜在内场作用下的光电发射增强现象与薄膜体内能带结构变化、低能电子参与光电发射等物理机制有关。     

轴向柱塞泵回程装置对滑靴动态特性的影响研究

考虑了滑靴的倾斜以及滑靴底面的弹流润滑效应,同时引入了滑靴与不同回程装置间的相互作用,对轴向柱塞泵滑靴副润滑油膜的动态规律进行了数学建模,研究不同回程装置对滑靴动态油膜特性的影响。实现滑靴动力学特性与摩擦特性的耦合求解,获得了缸体转动周期内滑靴润滑油膜的变化规律,探讨了中心弹簧回程机构以及固定间隙回程机构对滑靴动态油膜特性的影响。分析结果表明:高速运转下,滑靴在低压区会发生严重倾斜。采用中心弹簧回复装置在减缓滑靴倾斜程度时会减小滑靴在高低压区的工作膜厚。使用固定间隙回程机构不仅不影响滑靴在高压工作区的膜厚状态,还可以提高滑靴低压工作区的最小膜厚,因而显著改善滑靴倾斜程度。      

足底驱动截瘫助行的仿真研究

为了研究足底驱动助行方式运用于截瘫患者着地行走中的可行性,该文分析了足底驱动式辅具相比于髋-膝关节驱动式助行辅具在行走训练中的优势。研究通过仿真、对比分析和实验验证的方法,对正常行走步态和早期康复患者存在的滑步步态进行了关节角度变化分析,论证以滑步步态为依据设置足底驱动助行辅具的可行性;建立了正常步态和滑行步态的运动学模型,采用足底驱动方式虽使整体的运动复杂性增加,但同时将允许髋关节实现更多的活动模式;对正常步态和滑行步态的驱动力矩进行了评估,表明滑行步态所需要的驱动力更小,符合早期康复患者的移动特征。采用足底驱动式助行策略的辅具在适应截瘫患者差异性步态方面较髋-膝关节驱动式助行存在较佳效果,因此将提高辅具的易用性和适配性,应可视为下肢功能较弱或康复进度不理想患者的另外一种可供选择的助行方式。     

格子Boltzmann方法模拟狭窄颈动脉修复前后的流场

采用格子Boltzmann方法模拟真实人体颈动脉血管狭窄前后脉动流场的速度、压强以及壁面剪切应力分布,给出脉动流影响下流体分离区可能出现的位置以及壁面剪切应力的分布情况,分析脉动血液流在二维不对称动脉分叉血管中容易发生动脉粥样硬化的动力学机制,并对模拟结果进行定性分析,与已有结论进行对比,为血管壁病变和动脉粥样硬化形成机制提供有用信息.     

4810厂船坞下水滑道渗漏帷幕固结灌浆治理

船坞滑道是轮船滑人海中的通道,贯穿厂房内外,在船坞滑道中间设置船坞闸门用于隔断船坞内外海水,以便进行轮船制造。本厂新建船坞于2003年末交付使用,投入使用后发现船坞闸门内海水倒灌,影响船坞内正常作业和使用。经过现场调研,发现造成海水倒灌的原因是船坞坝底毛石、坝后块石堆积、滑道底板毛石垫层透水形成通道。     

溱潼凹陷走滑-伸展构造样式及其石油地质意义

溱潼凹陷的构遣样式按照其剖面形态、平面展布和动力学机制可分为伸展构造样式,走滑构造样式、挤压构造样式及反转构造样式,此外还有与火山岩相关的构造样式。本文通过对溱潼凹陷内走滑构造样式的识别及解剖,阐明走滑构造样式的发育及其对油气成藏的影响作用。     

基于改进姿态估计算法的嵌入式平台实时跌倒检测

为了实现视频中特殊人群跌倒检测的实时性和降低误检率。通过采用改进的姿态估计网络提取人体关节点的方法,研究了使用前后帧关节点的变化来对人体进行追踪和跌倒行为检测。为了在嵌入式平台上使姿态估计网络达到实时效果,采用带有注意力机制的轻量化结构搭建深度卷积网络来提取人体关节点坐标,并合成完整的骨架信息。结果表明：带有注意力机制的姿态估计算法在不同数据集上的准确度均有提升;同时在嵌入式平台上保持误检率较低的情况下达到实时跌倒检测。可见基于改进姿态估计算法并通过关节点判断的方法较好地实现了人体的跌倒检测。     

室外竞技状态下运动员姿态摄像测量及应用

为解决竞技状态下运动员三维姿态现场测量的需求,利用非接触式摄像测量方法和为冬季体育运动项目量身打造的专用观测设备,采集了8名跳台滑雪运动员在训练过程中的原始数据.通过深度学习的改进方法识别与定位运动员关节点的三维信息,进而开展了运动员姿态测量与动作分析研究,获得了起跳阶段运动员的起跳速度对飞行距离的影响及主要关节夹角的变化规律.研究发现起跳速度是影响飞行距离的重要因素,同时获得了起跳到飞行初始阶段肢体角度的变化规律.该方法和设备可为各类体育项目的运动员姿态及器械运动参数测量提供新的手段,其所获得的观测结果可为教练员指导运动员技术动作提供精细化的数据支持.