双杠向后大回环转体类动作的生物力学分析

双杠向后大回环转体类动作,是近几年来在向后大回环基础上发展起来的高难杠下动作。本文从生物力学角度,对我国优秀体操运动员所完成的向后大回环转体180°和360°两组动作做了定性、定量分析,得出向后大回环转体动作的技术可分为两种类型。一种是“跳转”技术,即两手同时放手,身体在有较明显的腾空中转体;另一种是“撑转”技术,即身体没有明显的腾空,两手依次换握转体。前者动作高飘、优美,可高质量完成向后大回环转体180°成手倒立,但绕身体纵轴转体的动力小;后者绕身体纵轴转体的动力大,可以发展180°以上的高难转体动作,但长时间维持身体的动态平衡较难。两种技术各有特点,只要不断改进、提高,都可以高质量完成向后大回环转体类动作。     

体操中的“旋”的力学方程及其计算机解法

(一)方程的建立 体操运动中,运动员的身体在空中绕身体横轴(X轴)旋转称为空翻,绕身体纵轴(Z轴)旋转称为转体。运动员在空翻的同时,又在做转体的动作,就叫做“旋”。如直体空翻360°转体720°,就是一种难度较高的“旋”。(图1)     

跳马前手翻直体前空翻转体540°的运动学分析

目的:揭示跳马前手翻直体前空翻转体540°动作运动学规律和技术特点,对进一步改进和发展此类难度动作提供了理论依据和技术参数。方法:通过ARIELAPASMultipleScream系统解析参加体操冠军赛杭州站的男子跳马决赛录像,采集相关数据进行分析比较。结果:运动员需加快助跑速度,以较大的速度上板;踏板时,减小膝关节角度,提供蹬伸所需条件;缩短第一腾空时间,积极主动撑马,为做较大背弓需保持适宜髋膝角度;推手短促有力,延长第2腾空的时间。     

对我国几名优秀跳高男运动员跳高动作的运动学分析

本文对我国几名优秀跳高男运动员在实际比赛中跳高起跳动作进行研究,运用影片解析仪获得数据并经计算机处理,发现我国优秀跳高运动员助跑最后三步人体重心和速度均有明显下降,助跑最后一步的步频不是提高(国外运动员最后一步步频增0.6步/秒)而是下降0.91步/秒,起跳速度5.282米/秒不亚于国外运动员,但起跳角(83～93°)大于国外运动员(74～83°),这恐怕是我国跳高运动员成绩不理想的运动学原因。     

人体三维运动影像解析环节角的概念与计算方法

人体三维运动是由身体环节绕环节质心转动组成的,因此人体环节转动角度的概念和计算显得十分重要。本研究定义了‘环节角’的概念并采用三维摄影解析得到的人体测量点坐标对全身各个环节给出了全面严格的计算环节角和环节绝对角速度的方法。应用FORTRAN77和Visual C＋＋6.0语言开发编制了该方法的计算软件,应用该软件在体操跳马侧手翻直体侧空翻转体990°躯干动作进行了测定,真实清楚地给出了躯干三维瞬时转动数据,该计算方法从根本上解决了三维摄影解析中计算人体各环节多轴转动的问题。     

提高短跑运动成绩之我见

目前,我国的短跑成绩与世界先进国家水平相比差距大,成绩提高慢,其原因是缺少正确的选材和科学的训练,训练方法仍按教练员的观点和经验进行训练,不能取得大范围稳定的同步发展。我认为:训练手段,运动负荷安排上应体现科学性。此外,加强技术动作的合理性和以速度为主体的训练是十分奏效的。一、合理技术动作分析与训练多数优秀短跑运动员的技术表明:后蹬结束,普遍重视前摆的大小腿的充分折叠,以大腿带髋,带膝向前,向上前摆,促成前摆幅度加大,摆速增快,导致小腿踝关节与脚掌自然放松而促进恢复。明显功效是:其一后蹬腿的支撑反作用和爆发速度有助于大腿的积极下压,小腿顺惯性向前摆出,为前脚掌积极而富有弹性着地创造了条件。当前脚掌着地时,膝踝关节进行退让工作,加快身体重心的前移;其二,有利于参与后蹬动作的伸肌得到预先拉长,为迅速转入有力的后蹬作好准备。优秀运动员的后蹬技术,从髋关节开始,当身     

刃前区应力场及刀具前角对其影响的数值分析

本文用有限元法得出正交切削前角γ分别为15°,0°和-15°时的刃前区弹性应力场的数值解。结果表明,在上述三种情况下,应力都分布在刃前区,而且主要为压应力;当γ为15°时的应力场比0°,-15°时远为集中;随着前角的增大,应力分布向“敏感应力状态”变化,这种状态有利于金属分离。     

标枪运动员李荣祥最后用力阶段“人枪”系统时空特征分析

采用文献资料、数理统计、对比分析等方法,对我国优秀男子标枪运动员最后用力阶段相关参数进行归类与分析。结果表明,李荣祥最后用力时间及其分配较为合理,但应加强右腿的积极缓冲,缩短缓冲时间,使人体重心尽快移过右腿支撑点进入蹬伸阶段,从而延长蹬伸用力时间;整个技术动作较理想,但应该防止右脚着地阶段时速度的损耗,增大左脚着地瞬间左小腿与地面的角度以及出手瞬间的左膝角和攻击角。     

我国优秀跳高运动员黄海强起跳过程蹬摆动作及合理性分析

目的:探究我国优秀跳高运动员黄海强起跳过程蹬摆动作的技术特征,并与国外选手进行比较,寻找其优劣,提出改进建议,提高成绩,以缩小与国外选手的差距.方法:采用两台摄像机拍摄黄海强成功过杆2.20m时的倒一步助跑及起跳过程,采用24点辐射式三维框架标定,所拍摄的技术动作在SIMI MOTION软件中进行解析,人体重心计算采用Gubitz人体模型.结果:(1)黄海强起跳离地即刻踝关节角130.2°,H1/身高值为67.7％,世界优秀选手对应值为170°和75％;(2)黄海强助跑速度利用率、腾起竖直速度分别为57.24％和4.11m/s,世界优秀选手分别为62.03％和4.59m/s;(3)黄海强着地-最大缓冲、最大缓冲-离地摆动腿摆动角速度分别为400.28°/s和470.15°/s.结论:黄海强起跳过程蹬伸不充分,助跑速度及利用率、起跳加速距离、起跳腾起速度均与国外选手存在较大差距;起跳缓冲时间大于蹬伸时间,蹬摆过程摆腿先于摆臂,摆动腿摆动角速度较小.     

举重运动员下肢三关节等速肌力测试分析*

【目的】通过对广西举重运动员下肢髋、膝、踝关节屈伸肌群进行等速向心测试,研究其在不同角速度下相对峰值力矩和峰值力矩比值,找出薄弱肌群,为运动员的力量训练提供科学依据。【方法】使用美国Biodex System 3Pro多关节等速肌力测试与训练系统,测定广西举重队16名重点运动员在60°/s、180°/s、240°/s速度下两侧下肢髋、膝、踝关节屈伸肌群的等速向心峰值力距。【结果】(1)举重运动员髋、膝、踝关节屈伸肌群等速向心收缩的相对峰值力矩男子明显大于女子,并且男女运动员都随运动速度的增加(60~240°/s)而减小;男子左髋屈肌群相对峰值力矩在中速(180°/s)和高速(240°/s)时明显低于右髋,男子右膝伸肌峰值力矩在低速(60°/s)时明显低于左膝。(2)当运动速度从低速(60°/s)增加到高速(240°/s)时,女子举重运动员右髋屈伸肌峰值力矩比值降低的幅度明显大于男子运动员;男子举重运动员在慢速(60°/s)时左膝和右膝屈伸肌峰值力矩比值差别较大,女子举重运动员在慢速(60°/s)和快速(240°/s)时左膝和右膝屈伸肌峰值力矩比值差别较大;举重运动员踝关节背屈跖屈峰值力矩比值在中速(180°/s)时最大,男子举重运动员在快速(240°/s)时最小,女子举重运动员在慢速(60°/s)时最小。【结论】广西举重运动员下肢三关节屈伸肌群等速肌力两侧不平衡,男运动员表现更明显;女子举重运动员的薄弱肌群为右髋屈肌群和左踝背屈肌群;男子举重运动员的薄弱肌群为左髋屈肌群和右膝伸肌群。     

单弯管系统直管段振动特性实验研究

单弯管作为管路系统的基本结构,其振动会影响管路系统的使用寿命。为了研究单弯管系统的直管段振动特性,针对管路系统的实用性,参考Davidson单弯管模型采用实验的方法建立单弯管测实验台架。通过改变压力、流量和弯管角度,获得单弯管系统直管段关键部位的应变和振幅变化规律,总结单弯管系统直管段的振动特性。由实验可知:同一工况下,90°单弯管系统直管段中点振幅分别比45°和60°的增大了约22.9%和92.3%;单弯管系统直管段最大应变发生在直管两端固定支撑处,同时直管中点应变也较大;60°单弯管系统直管段关键部位的应变及振幅相对45°、90°的更小,且波动性小,比较稳定,压强变化对其的影响也最小。     

人体在向后滑倒时平衡调节能力的生物力学研究

通过分析从坐到站及行走过程中多次平衡干扰对滑倒的调节效果,从运动生物力学的角度,探究在有外部干扰及疲劳滑动状态下对人体平衡能力的影响以及差异性.利用动态滑轨在受试者完成坐起动作和正常向前行走时产生突然的向前运动,使受试者产生向后跌倒的趋势.运用Noraxon表面肌电测试系统、Kistler三维测力台、BTS三维红外动作捕捉系统,以及Ariel录像分析系统,同步记录受试者在正常坐起及向后滑倒过程中的运动学、动力学和肌电参数.运用Biodex多关节等速肌力测试系统实现下肢关节肌肉的疲劳.结果表明:有效的质心调节可以使人体在遇到突然的向后滑动时保持相对稳定状态,使身体不至于产生较大的波动,充分的下肢支撑以及有效的上肢关节的调节是避免滑倒的关键.在从坐到站及人体行走过程中,地面反作用力、压力中心移动范围的值相比无干扰状态下显著增加.在从坐到站过程中突然滑动测力台,腓肠肌内侧、股二头肌,胫骨前肌和股直肌的积分肌电值较无干扰状态有了显著的增加.人体在疲劳状态下,腓肠肌内侧和股直肌肌电值明显增加.在滑台上多次的滑动训练可以提高人体平衡能力.模拟跌倒的测试可以评估人体的跌倒风险,对于老年人跌倒风险的评估也有一定的意义.      

层状砂岩静动力学特性对比

文章为研究层状砂岩在冲击荷载和静荷载作用下层状砂岩的力学特性,对层理倾角为0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°的试样进行冲击压缩实验和静力压缩实验。对2种试验的结果进行对比分析发现：随层面倾角增大,砂岩峰值强度先减小再后增大;试样冲击压缩时试样峰值强度较大;静载条件下,随角度的增大,弹性模量与强度均而先增加后减小再增加,冲击压缩时,随角度的增加,弹性模量的变化呈先增加再减小的趋势,强度的变化呈先减小后增大的“U”形;单轴压缩实验中,倾角为0°~75°试样发生剪切破坏,倾角为90°的试样发生劈裂和剪切混合破坏;冲击荷载作用下,试样在倾角0°~60°时破碎形状为块状,倾角在75°和90°时破坏形状为块状和片状混合。     

跳远技术分析及教学方法

目的：通过对跳远的技术分析及教学方法的研究,使运动员能够快速获得正确的助跑、踏跳、腾空和落地的运动基本知识。通过对助跑的技术分析,使运动员能够快速掌握确定助跑距离及助跑的形成;通过对踏跳的技术分析,使运动员能够正确掌握起跳腿、起跳脚、踏跳板的配合及胯、膝、踝的伸展,充分施展踏跳时的爆发力,掌握踏跳时的起跳角度和水平速度;通过对腾空的技术分析,使运动员能够正确掌握摆动腿、起跳腿、躯干和手臂的角度、部位、空中高度及其用力方法和运行轨迹;通过对落地的技术分析,使运动员能够正确掌握最佳落地姿势从而提高落地动作的效率。     

不同偏流板侧转角对回流的影响规律

偏流板将飞机发动机尾流导向，防止尾流烧蚀地面或损坏周围设备和建筑，但是偏流板会产生回流，不利于发动机正常工作。以简化发动机模型和偏流板为对象，研究了双发飞机起飞时偏流板侧转角对回流的影响。结果发现侧转角较大时，近地面回流到达发动机尾流下方时，由于主流引射作用会向发动机外侧发生第一次偏转，侧转角越大，偏转越明显；存在一个临界侧转角6°，小于6°时，回流第一次偏转后沿着发动机下侧向前流动，易被进气道吸入；大于6°后，近地面回流一次偏转后会向发动机的外侧进一步偏转，最后向后流动，不会被进气道吸入。同时，随着侧转角增大，更多的高温尾气回流向一侧偏转，有利于另一侧人员和设备的安全。     

小型双足机器人直行步态的并行规划策略研究

根据人体结构设计了小型舵机驱动双足机器人,采用D-H方法建立其位姿数学模型,利用5次多项式插值的方法规划出踝关节和髋关节的位置-时间函数,对髋关节踝关节轨迹进行代数解析得到每个关节的转角-时间函数.提出双足机器人直行步态并行规划策略,即将关节转角-时间函数分别导入ADAMS虚拟样机和实际物理样机,虚拟样机和物理样机同时测试规划的步态数据.通过实验验证,并行规划策略可以并行比较运动仿真直行步态和物理样机直线行走状态.     

外形修形对球面收敛矢量喷管RCS的影响

航空发动机是飞行器后向电磁散射的主要贡献源,对其采用雷达散射截面积缩减措施能够有效地提升飞行器后向隐身性能。球面收敛矢量喷管能够满足新一代战斗机对于机动性和隐身性的综合需求。基于迭代物理光学法,研究了对喷管扩张段进行不同角度斜切、修齿后球面收敛矢量喷管的后向雷达散射截面积分布。研究结果表明：斜切在俯仰平面上的RCS缩减能力较强,斜切角度为30°具有最佳的RCS缩减效果;修齿修形能够在两个探测面均体现较好的RCS缩减能力,发动机出口齿角为100°时具有最佳的RCS缩减效果;对航空发动机进行外形修形需要在飞机设计阶段进行综合考虑。     

前掠翼模型低速气动力实验与仿真

基于一种高速前掠翼布局翼身组合体缩比模型,开展低速风洞纵向气动力实验研究,包括与相应后掠翼对比实验和细长边条前掠翼实验,实验攻角-4°～+36°,特征雷诺数4×10₅。结果表明：低速实验条件下,前掠翼升阻力特性与相应后掠翼基本相同,但前掠翼表现出良好大迎角气动性能发展趋势。翼根前加装面积仅为机翼面积5.2%的大后掠细长边条后,前掠翼升力特性明显改善,33°迎角时最大升力系数比基本前掠翼提高约40%。依据模型风洞实验实际条件,采用雷诺时均方程和FLUENT软件,进行前掠翼模型流场气动力数值仿真,仿真计算模型构建合理,能够支持分析风洞实验数据。     

冲击荷载下平行双裂隙演化的颗粒流分析

为了研究冲击荷载下平行双裂隙对岩石破坏的影响,采用二维颗粒流程序对分离式霍普金森杆一维冲击试验进行模拟。对预制平行双裂隙倾角为0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°和完整的花岗岩试样进行冲击加载模拟,全面研究了平行双裂隙试件裂纹的萌生、扩展、贯穿的过程。结果表明：在冲击荷载的作用下,平行双裂隙明显降低了岩石强度。裂隙存在时,裂隙倾角与加载方向一致时,试样峰值强度和起裂强度均达到最大,呈劈裂拉伸破坏模式,在倾角为45°左右达到最小值,呈拉剪复合破坏模式。预先存在缺陷的倾角对裂纹萌生和扩展模式有很大影响。对应力场分析,平行双裂隙对应力波的传播产生阻碍,在岩桥区域变化最为明显。     

弹丸前体喷流的气动力干扰实验研究

对一种复合增程弹的气动力干扰特性进行了实验研究,这种复合增程弹的固体火箭发动机位于弹丸肩部,通过几个均匀分布于弹体园柱部起始处的喷咀侧后向喷气产生推力,从而达到增程的目的.实验是在超声速风洞中进行的,实验Ma数为2.5,攻角α=0°～6°,喷咀倾角θ=30°,喷流压力比ε=Poj/P∞=101.222,喷流介质为冷空气.实验结果表明,喷流后弹丸阻力系数下降,升力系数上升,压心后移.并对引起气动力变化的原因做了简要分析.