90°转弯对下肢运动学特征的影响

采集了20名青年男性受试者在不同转弯步态下进行90°转弯以及直走时支撑相下肢髋关节、膝关节和踝关节的三维运动学数据. 研究发现: 旋转式转弯步态与直走步态相比髋关节的外展、内旋、外旋峰值角度增大, 内收峰值角度减小; 膝关节的屈曲峰值角度减小, 外展峰值角度增加; 踝关节的外展、内收、外旋、内旋峰值角度都增大, 屈曲峰值角度减小. 跨步式转弯步态与直走步态相比较, 髋关节内收峰值角度增大, 外展角度减小; 膝关节屈曲峰值角度减小, 内收峰值角度增加; 踝关节的屈曲角度增加. 表明跨步式转弯对下肢髋关节、膝关节、踝关节的三维运动学特征的影响小于旋转式, 跨步式转弯步态比旋转式转弯步态更简单和稳定.     

不同跳绳方式对青少年下肢生物力学特征的影响研究

本研究旨在比较青少年并腿跳和交替跳的下肢生物力学差异,以提高对于青少年跳绳运动生物力学适应规律的认识.选取20名具备至少一年跳绳训练经验,同时能够熟练掌握并腿跳和交替跳技巧的男性青少年作为受试者(年龄(12.50±0.81)岁,身高(169.30±2.49) cm,体重(49.70±2.72) kg),并采用Vicon三维红外运动捕捉系统记录运动轨迹和地面反作用力,使用Delsys EMG测试系统采集肌电信号,受试者进行两种跳绳动作的顺序是随机的.使用配对样本t检验,对并腿跳和交替跳的下肢运动生物力学差异进行了分析(包括关节角度、关节力矩、地面反作用力以及肌肉信号).结果表明,在并腿跳和交替跳过程中,所选指标都服从正态分布且存在显著差异.具体而言,进行交替跳的受试者踝关节背屈角度(P<0.05)、膝关节屈曲角度和内收角度显著大于并腿跳(P<0.05),而并腿跳的髋关节外展角度显著大于交替跳(P<0.05).此外,交替跳的下肢力矩和峰值反作用力显著高于并腿跳(P<0.05),并腿跳的胫骨前肌和腓肠肌外侧头的肌肉活动度显著高于交替跳(P<0.05),而髂腰肌和...     

一种解耦式主动脚轮全向移动机器人的标定方法

由于机器人的加工制造和装配等因素引起的几何参数误差影响了运动学模型的准确性,因此会同时降低运动控制和里程计精度.为提升全向移动机器人的运动精度,提出了一种针对基于解耦式主动脚轮的全向移动机器人的分步标定方法,该方法通过限制关节空间运动输入来简化运动学矩阵,并利用最小二乘法获得运动学参数的实际值,从而提升运动学模型的精度.搭建了基于解耦式主动脚轮的全向移动机器人实验平台,并通过仿真和实验对标定算法进行验证,实验结果显示在平面内三个自由度上速度控制精度和里程计精度均得到了显著提升,证明了标定算法的有效性.     

不同落锤速度冲击下混凝土和RC梁破坏研究

为探究冲击载荷作用下钢筋混凝土(RC)梁的破坏模式转变及影响因素, 对素混凝土梁和无箍筋轻RC梁试样开展落锤冲击实验及有限元分析, 结果表明: (1) RC梁的冲击破坏模式与冲击速度、配筋率相关, 在较低速度下以弯曲破坏为主, 随速度提高将出现跨中呈现八字形的剪切破坏模式, 并随纵筋率增大剪切破坏转变的临界速度呈增大趋势, 但在更高速度下(＞10m?s-1), 素混凝土及RC梁均会出现局部冲切破坏. (2)梁冲击力峰值随冲击速度增加而增大, 受梁的配筋率影响较小, 但在较高冲击速度下(＞4.85m?s-1), 梁冲击力峰值并不随速度增加而增大; (3)有限元分析RC梁的冲击响应及破坏过程与实验现象及趋势符合较好.     

薄壁球壳压缩非对称屈曲特性的实验及有限元分析

采用实验方法研究了球壳在刚性板准静态和冲击压缩下变形特性及非对称屈曲模态, 结合ABAQUS有限元分析了球壳冲击压缩下的屈曲变形过程、非对称屈曲特性, 探讨了其影响因素. 研究结果表明: (1)非对称屈曲模态与冲击速度相关, 随着加载速度提高, 薄壁球壳非对称屈曲从5边形转变为6边形. (2)在冲击速度较小时, 力—位移响应曲线及失稳变形模态与准静态几乎相同, 可近似按准静态过程分析. (3)在对称屈曲阶段的力—位移响应曲线, 有限元与实验结果吻合较好. 进一步对实验与有限元模拟结果在非对称屈曲阶段的差别进行了探讨, 认为冲击实验中平板与球壳的接触约束变化对非对称变形过程有重要作用.     

壁厚对X80管线钢焊接热循环参数的影响

焊接热循环参数对热影响区组织影响显著,决定焊缝性能.本文采用数值模拟的方法研究了壁厚对X80管线钢焊接热循环参数的影响,结果表明,壁厚的增加对冷却时间t8/5、高温停留时间t_H和峰值温度影响显著,当壁厚由8mm增加到16 mm时,粗晶区冷却速度增加到4.4倍,高温停留时间减少9.1 s,峰值温度下降182℃.增大热输入会延长粗晶区高温停留时间t_H,增大峰值温度,但对冷却时间t8/5改善不明显;焊前预热能够增加高温停留时间和峰值温度,并大幅降低粗晶区冷却速度,当预热温度达到200℃,粗晶区冷却时间t8/5增大到原来的的2.9倍.所得结论对管线钢焊接热影响区组织成分、焊缝性能的预测具有指导意义.     

髓芯减压联合陶瓷骨植入治疗中早期股骨头坏死的临床研究

本文旨在评估髓芯减压联合陶瓷骨植入治疗股骨头坏死的临床疗效, 并与单纯髓芯减压手术进行对比. 纳入第一作者所在医院骨科自2015年1月至2017年8月收治的早期股骨头坏死患者32例(40髋). 采用随机数表法将患髋随机分为A、B两组: A组20例, 行单纯髓芯减压术; B组20例, 行髓芯减压联合陶瓷骨植入手术. 术后每3个月通过影像学检查及查体对患者进行随访, 依据X线片结果将影像学分为进展及稳定两个等级. 髋关节功能评分采取Harris评分(Harris Hip Score, HHS). 记录两组数据并进行对比分析. 所有手术均顺利, 无围手术期严重并发症发生. 单纯髓芯减压组12髋(60.0%）影像学稳定, 髓芯减压联合陶瓷骨植入组18髋(90.0%)影像学稳定, 二者具有统计学差异(p=0.032). 两组术后HHS均较术前明显提高, 髓芯减压联合陶瓷骨植入组术后平均HSS为92.1分, 显著优于单纯髓芯减压组(HHS: 82.2, p=0.008). 按照HHS评分等级, 髓芯减压联合陶瓷骨植入组髋关节功能优良率为95.0%, 显著高于单纯髓芯减压组(70.0%, p=0.046). 髓芯减压联合陶瓷骨植入手术的临床疗效优于单纯髓芯减压手术, 可以作为治疗早中期股骨头坏死的有效方法.     

高跟鞋致损伤的生物力学与流行病学研究进展

以降低高跟鞋损伤风险为出发点, 对高跟鞋步态生物力学特征进行系统综述, 并结合相关流行病学依据对高跟鞋引发的肌肉骨骼系统损伤情况作出总结, 为进一步研究提供思路. 对高跟鞋步态中足底压力分布、下肢各关节三维角度变化及关节力矩特征三方面进行了较为全面的总结与分析, 并且明确阐述了高跟鞋对踝关节扭伤、足部疼痛及摔倒的生物力学机制的影响. 但到目前为止, 没有足够的流行病学研究证据可以证明高跟鞋会增加膝关节炎的患病风险. 随着对高跟鞋步态及其损伤机制更为明确与深入的认识, 高跟鞋设计也将朝着更加人性化与合理化的方向发展.     

小学生穿暴走鞋的步行行为研究

通过小学生群体穿运动鞋与暴走鞋的步态,研究运动鞋、无轮暴走鞋、有轮暴走鞋在步行过程中的步行行为特点.用高速摄像机从侧面拍摄小学生穿运动鞋与暴走鞋时的步态过程,分析正常步行时的步长、步频、步速与落地角的步行行为指标特征,检验鞋跟高度差异对步行的影响.结果表明:小学生步行时的最长步长是运动鞋,有轮暴走鞋最短;运动鞋、无轮暴走鞋、有轮暴走鞋的步频、步速与落地角呈现递减趋势;运动鞋与有轮暴走鞋、无轮暴走鞋与有轮暴走鞋的步长、步速与落地角的平均值差异非常显著(P0.01),运动鞋与有轮暴走鞋、无轮暴走鞋与有轮暴走鞋的步频平均值差异显著(P0.05).     

基于增强现实的物体运动仿真设计与实现

针对如何在增强现实(Augmented Reality, AR)的虚拟环境中体现物体运动仿真时运动学与动力学特性的问题, 设计了一套将AR技术与物体运动仿真集成, 通过模型建立、标记物注册、运动仿真交互控制、增强场景实时渲染等步骤设计物体AR运动仿真系统. 该系统由运动学仿真模块和动力学仿真模块组成. 运动学仿真模块的设计和实现以刚体绕定轴转动和平面四杆机构的几何运动为例, 通过移动标记物进行运动学仿真的交互控制. 动力学仿真模块的设计和实现以曲柄滑块机构惯性运动为例, 通过改变输入参数进行动力学仿真控制. 最后以机械类课程教学中平面四杆机构急回特性学习和曲柄滑块机构动力学方程求解为例进行实际应用. 结果表明, AR运动仿真系统提供了直观的高交互操作运动学与动力学仿真环境, 通过可视化能帮助学生理解相关的理论知识, 进而实现虚实融合的智慧化运动仿真教学.     

穿MBT鞋正常步速行走时足弓压力特征分析

为了解MBT鞋对足弓部位的功效, 用Novel Pedar-X鞋垫式足底压力测试系统对穿MBT鞋正常行走时足弓进行测量, 以峰值压力、峰值压强、接触面积来反映MBT对足弓的压力特征. 在正常速度步行时, 穿着MBT鞋、运动鞋、帆布鞋足弓内侧与足弓外侧区域峰值压力、峰值压强、接触面积依次减少, 且MBT鞋与运动鞋、帆布鞋在足弓内侧峰值压力存在非常显著的差异性, 足弓外侧只有MBT鞋与运动鞋有差异. MBT鞋与运动鞋、帆布鞋在足弓内侧的峰值压强都有差异; 足弓内侧与足弓外侧的接触面积是MBT与帆布鞋有差异. 结果显示, 穿MBT鞋步行时能对足弓起到支撑作用, 减少足底肌肉损伤, 防止筋膜炎的产生.     

外力诱导下的高分子链相变

采用nPERMis(new pruned-enriched rosenbluth method with importance sampling)算法,研究了吸附在表面的高分子链在外力诱导下的相变行为.以链长N=60的高分子链为例,在外力的作用下相变临界温度比没有外力作用的相变临界温度要低,并随外力的增大相变临界温度降低,但比热容峰值会增大.当外力f=1.0或者1.5时,在高温区域高分子链形状发生较大变化,但在低温区由于高分子链内部相互作用和界面的吸附作用,高分子链随温度的降低塌缩成与没有外力作用相同的构象.对于不同的链长,在同一外力的作用下,相变临界温度随链长增大而增大,且比热峰值也增大.     

不稳定结构设计对足部动力学的影响

选取22名步态稳定的健康男性作为受试者, 分别用控制鞋和实验鞋以自选速度沿10m长实验室跑道行走, 对足底不同区域的峰值压强、压强-时间积分和接触面积进行研究. 结果表明: 实验鞋在后跟区域的峰值压强和压强-时间积分比控制鞋明显升高, 说明不稳定结构元素在前脚掌冠状面上的调整可以显著地改变足底压力的分布.     

氨基硅油基于乳液和有机溶剂组装成膜的区别

通过X光电子能谱（XPS）、原子力显微镜（AFM）、接触角测量仪、衰减全反射红外（ATR-IR）等研究氨基硅油（amino silicone oil,ASO）以乳液形态组装成膜与基于异丙醇溶剂中组装成膜的区别.实验结果发现：以乳液形态组装的ASO膜较基于异丙醇溶剂中组装的ASO膜的膜形貌粗糙、亲水性强.用甲醇溶液洗涤以乳液形态组装的ASO膜后,其膜形貌、亲水性与基于异丙醇溶剂中组装的ASO膜相似,说明ASO基于乳液组装成膜时,乳化剂参与成膜.     

痕量锰的催化-萃取-光度测定法

在醋酸-醋酸钠缓冲溶液中,锰(Ⅱ)催化高碘酸钾氧化7-碘-8羟基喹啉-5-磺酸。反应产物用四氯化碳萃取,有机相为红色,其吸收峰位于520nm,反应具有较高的稳定性,用于茶叶中痕量锰的测定。     

关于受冲击编织复合板的一个例子(实验特征及模型)

本文对厚编织复合材料板由硬的钢圆柱弹丸穿孔问题进行了研究．实验研究表明连续穿孔时在侵彻弹丸附近发生材料的横向剪切以及面内中间层分层的传播，而面内中间层分层的传播将导致纤维的拉伸断裂?由于冲击加载并不是瞬时的，这导致了横向剪切．在接近穿孔极限速度的入射速度(V50)范围内，这一机制依赖于复合材料板的厚度和中间层剪切强度．中间层分层的传播则由弹丸与靶接触时引起的弯曲波所致．由弯曲波所致的面内分层传播这一现象分别引起了面内圆形损伤和沿厚度内的锥形损伤．同时分层传播由弯曲波速所控制，其依赖于纤维的弹性特征、编织层的失效时间(其直接由编织层的弯曲刚度决定)及材料一些特定的失效参数．另外由于增加了拉伸破坏吸收的能量，分层传播还改进了材料的冲击强度．本文提出了一个分析模型来确定分层区域和靶的穿孔极限速度．采用这一模型对穿孔极限速度的计算结果表明其与实验值符合良好．     

羧基膦酸改性氧化锆固定相的制备及其色谱性能

用十二胺-N乙酸-N亚甲基膦酸（DAPA）改性氧化锆制备了一种新的锆基质色谱固定相（DAPAZ），研究发现，DAPA在氧化锆表面有两种结合方式：红外光谱中1611cm^-1处的特征吸收表明羧基主要与胺基形成偶极离子，以羧酸根离子形式存在，大部分的DAPA分子通过膦酸基团与氧化锆结合；而与钼酸的显色反应则表明有少量DAPA以羧居与氧化锆结合，另外，对固定相的屏蔽效应、碱性条件（pH9．5）下的稳定性等色谱性能的研究也证实这两种吸附方式同时存在，但以膦酸基结合为主。