人体上肢运动学动力学建模与仿真技术的研究

根据多体动力学原理,以人体解剖学为基础,对人体上肢进行建模,推导了其动力学和运动学方程,建立了人体上肢四刚体四自由度动力学模型,运用多系统动力学软件ADAMS,结合UG建模功能,对人体上肢动力学和运动学特性进行了分析计算,对人体上肢收臂翻掌过程的运动进行了仿真,并将计算结果与实测数据进行了对比,验证了模型的正确性和有效性。     

人体静态平衡功能测试仪及定量指标研究

人体对外界干扰的反应及维持自身的平衡姿态,主要靠人体前庭神经系统及中枢神秘系统。一旦这些器官及组织发生病变,临床上表现为,如美尼尔氏综合症。前庭神经损伤或炎症,小脑病变等,维持人体正常平衡功能将减弱或丧失,人体将出现眩晕和走路,站立不稳、以及完成各种动作受到影响。另一方面,飞行员,特种作业(高空,水下)人员和某些项目运动员(射击,射箭,体操),在完成各种动作和操作技巧项目时,必须有良好的平衡功能,然而,目前国内外对人体平衡功能的优劣评定,尚无快速、简易、无创伤性检测设备和定量指标。过去选拔这方面人员多凭教练员个人的经验和一些非常简单定性测试方法进行选材。因     

基于高阶梁理论的功能梯度材料自由振动分析

本文基于一种新型的高阶梁理论,研究了功能梯度材料梁的自由振动问题.首先对该新型高阶梁理论进行了介绍,然后对该理论进行了有限元实现,井利用Hamilton原理推导得到了离散的动力学平衡方程,构造了2节点8自由度的C1型高阶梁单元.参照文献作了均质悬臂梁的模态分析,验证了该梁单元的精度.然后利用该单元进行功能梯度梁的模态分...     

非风摇石石摇风——漫话风动石与平衡石

以福建铜山风动石为代表,从力学稳定性慨念出发讨论了风动石的力学原理.以安徽黄山飞来石等为例,讨论了平衡石的力学原理.     

关于荡秋千力学原理的一个注记

将人体简化为质点,讨论了荡秋千过程中速度、能量和人体做功的关系. 指出在最低点从蹲 姿转换为站姿时,依据动量矩守恒原理速度将增加;因而人体肌肉需要克服重力做功以增加 势能,还需要克服离心力做功以增加动能. 在最高点从站姿转换为蹲姿时,速度保持为零, 且因人体倾斜势能减少较小. 具体给出了秋千荡起高度的公式.     

一种容错计算机体系结构在惯性系统中的应用

容错技术已成为提高计算机系统可靠性的必要手段.通过对冗余模式及级别进行选择,本文提出了一种面向任务的双机并联体系结构,运用双机数据比较实现容错.文中给出了此系统的功能、结构及原理,并给出了部分实现方案.     

“力学系统平衡的判别准则”与虚位移原理

讨论了力学系统平衡的定义, 以及虚位移原理充分性成立的先决条件.     

“力学系统平衡的判别准则”与虚位移原理

讨论了力学系统平衡的定义,以及虚位移原理充分性成立的先决条件.     

人体肌骨的多柔体系统动力学研究进展

人体肌肉骨骼系统简称肌骨系统, 包括骨骼、骨骼肌与关节连接, 其力学模型是典型的多柔体系统. 从多体动力学角度研究肌骨系统, 主要关注其在运动过程中的肌肉内力、关节力矩及产生的动力学影响, 属于动力学与生物力学的交叉融合. 肌骨系统的多体动力学模型已被广泛地应用于临床医学、竞技体育、军事训练、人机工程等诸多领域, 其仿真结果可为提高人体运动能力、降低关节载荷与能耗、避免运动损伤、加快康复进程等提供重要计算参考数据. 与此同时, 上述研究亦对肌骨动力学研究提出了许多新挑战. 本文综述了人体肌骨多柔体系统动力学相关研究进展, 包括骨骼肌功能解剖与生物力学建模、神经与肌肉控制理论、肌骨系统动力学问题与求解方法, 以及近年来肌骨多体动力学在步态分析、飞行员抗荷动作、口颌手术规划等领域的典型应用. 与工程领域的机械多体系统相比, 人体肌骨多体系统具有肌肉内力主动性与肌肉控制冗余性两大特征. 现有骨骼肌模型难以同时考虑肌肉的解剖结构、三维几何与肌力产生的生物化学机制. 已有大多数肌骨模型采用静态优化假设消除肌肉冗余性, 忽略了肌肉与肌腱内力平衡及兴奋收缩耦联机制. 此外, 目前仍缺乏实现肌骨模型个性化的无创在体测试手段. 未来, 人体肌骨多体动力学研究将会向更精确、智能、个性化的方向发展, 成为动力学与生物力学交叉的热点研究领域.      

考虑制动力影响的大型客车舒适性分析

利用有限元法和动力平衡原理,建立了具有层间接触的沥青路面和13个自由度的大型客车人体三维模型。以不平顺作为激励,随机模拟车流分布,在不同制动情况下,从时域和频域两方面分析人-车-路耦合振动下车辆和人体的动力响应。时域分析采用客观评价标准和主观烦恼率相结合的方法,频域分析考虑人体共振、人的心理和生理因素。结果表明:随着制动力增大,人体的竖向加速度幅值不变,俯仰、侧倾加速度幅值都增大,但是俯仰加速度增幅远大于侧倾加速度的情况,人的舒适性变差,烦恼率增高;在紧急制动时,主频段对人体共振、心理和生理产生的影响很小,但是次主频段与人体某些器官固有频段重合,对人体共振、心理和生理产生的影响是不容忽视的。     

SPATIAL－TEMPORAL DISCRETE COORDINATION OF FEM AND DIRECT INTEGRAL METHOD FOR TRANSIENT DYNAMIC PROBLEMS

ＳＰＡＴＩＡＬ－ＴＥＭＰＯＲＡＬＤＩＳＣＲＥＴＥＣＯＯＲＤＩＮＡＴＩＯＮＯＦＦＥＭＡＮＤＤＩＲＥＣＴＩＮＴＥＧＲＡＬＭＥＴＨＯＤＦＯＲＴＲＡＮＳＩＥＮＴＤＹＮＡＭＩＣＰＲＯＢＬＥＭＳＷａｎｇＨｕａｉ－ｚｈｏｎｇ（王怀忠）（ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒ...     

Dynamic Separation of Resistance Spot Welded Joints: Part I—Experiments

An analysis for an impact system is presented. The results are then used to interpret the test data from dynamic separation of resistance spot welded joints. In this Part I of the investigation emphasis is placed on the design consideration, development of a test system and verification of the design from actual test data obtained from the test system. In addition, the inertia effect of a generic dynamic system is analyzed using the principle of rigid body dynamics. It is shown that the load recorded by a load cell could include both the load experienced by the test specimen and the inertia force generated from the mass and acceleration between the specimen and the load cell, when the load cell is placed on the fixed side of the test specimen. Impact fixtures designed for spot weld strength testing are then studied for the inertia effect.     

Green’s function for T-stress of semi-infinite plane crack

Green’s function for the T-stress near a crack tip is addressed with an analytic function method for a semi-infinite crack lying in an elastical, isotropic, and infinite plate. The cracked plate is loaded by a single inclined concentrated force at an interior point. The complex potentials are obtained based on a superposition principle, which provide the solutions to the plane problems of elasticity. The regular parts of the potentials are extracted in an asymptotic analysis. Based on the regular parts, Gre...     

侵彻过载测试信号的数据处理方法

研究了实测侵彻过载数据分析处理方法,提出了对试验弹及测试装置进行模态分析和实测数据频谱分析相结合的方法,选择低通滤波截止频率对测试数据进行滤波,获得相应的刚体过载。用该方法对实测数据进行分析处理得到的刚体过载与柱形空腔膨胀理论（CCET）计算结果吻合较好;对滤波后的刚体过载进行积分得到的弹体侵彻速度和位移与实测结果吻合较好。     

压电套筒式拉压双向受力主动杆件设计及测试

压电堆具有体积小、频响快、能耗低以及集传感与驱动于一体等优点。结合二次驱动机械设计原理,开发了适应于结构振动控制的压电套筒式拉压双向受力主动杆件。本文介绍了主动杆件的设计方法及构成部件,并给出了详细的工作原理图,阐述了主动杆件为充分发挥压电堆良好受压性能而将拉力转化为压力的传力途径,并运用Hamilton原理,对主动杆件进行了有限元建模。通过对压电堆的性能测试,得到了压电堆的电压-位移输出关系以及动态性能曲线;通过对压电主动杆件的动力性能测试,得出压电主动杆件适宜于在20Hz～50Hz频段范围内工作;由驱动性能测试,得到了主动杆件的增益函数。本文结论可为进行结构抗振提供设计参考。     

用无网格局部径向点插值法分析非均质中厚板的弯曲问题

用无网格局部径向点插值法分析了非均质中厚板的弯曲问题.利用虚位移原理推导了中厚板的离散系统方程.采用径向基函数耦合多项式基函数来近似试函数,用四次样条函数作为加权残值公式中的权函数.所构造成的形函数具有Kronecker delta性质,可以很方便地施加本质边界条件.此方法不需要任何形式的网格划分,所有的积分都在规则形状的子域及其边界上进行,是一种真正的无网格方法.在计算过程中,取积分中的高斯点的材料参数来模拟问题域材料特性的变化.算例结果表明这种无网格方法具有效率高、精度高和易于实现等优点.     

具有六弹簧弹性支承悬臂离心机的整机平衡原理和方法

本文叙述一种具有六弹簧弹性支承悬臂离心机的一种快速整机动平衡技术的原理和方法。本文提出的方法系根据模态平衡原理，但并不需要预先获得各阶模态曲线。本文还叙述了单测点平衡以及同时进行高、低速平衡的原理和方法。经此方法平衡后的离心机，能在整个操作转速的范围内平稳地运转。     

不可压缩和近乎不可压缩粘弹性问题的有限单元法

本文首先从Herrmann泛函出发,导出了不可压缩和近乎不可压缩粘弹性问题的新的本构关系,然后根据虚功原理建立了相应的有限元公式。最后编制了平面问题的有限元分析程序VFAPINP,并计算了实例。计算结果表明所介绍的分析方法和计算程序解决了泊松比趋近或等于0.5时粘弹性应力分析问题,特别适用于固体推进剂的应力分析。     

Establishing strain response model of vibrational structure by strain modal analysis approach

An analysis of the stress field under a dynamic load in strength design and fatigue life estimation is a topic of great importance. Based on the theory of vibrational displacement modal analysis, the principle and techniques of vibrational strain modal analysis are developed. The peculiarities of the strain transfer function matrix, the test approaches of it and the relation with the displacement transfer function are expounded. Resistance strain gauges are used to measure the strain transfer function and the modal parameters are identified on this basis. After that, the strain response expression and thereby the stress response expression are obtained.     

Optimal driver seat suspension for a hybrid model of sitting human body

In the paper a general procedure is presented for the analytical synthesis of an optimal vibration isolation system of a human body including its sensitivity to vibration. The optimal active suspension of a seat has been obtained analytically for a human body represented alternatively by apparent mass weighted by standard frequency domain curves W(s) depicting discomfort levels. The analytical functions describing the optimal vibration isolation systems (OVISs) have been obtained in the general form for random stationary acceleration excitations, general forms of apparent mass M(s) of the sitting human body and a selected criterion of isolation. Analytical forms of complex functions depicting OVIS are presented for two cases of acceleration excitation: white noise (WN) and narrow band noise (NBN). The influence of particular forms of excitation and weighting function W(s) on the resultant vibration isolation is discussed. The analytical results, illustrated by a numerical example presented in the graphical form have been included.