SHAP算法:一种分析篮球比赛制胜因素的新方法

随着人工智能技术在体育领域的逐步应用,利用机器学习技术对篮球比赛进行分析预测,能显著提高比赛胜负分析的准确性和效率。以往研究大多对篮球比赛胜负结果进行简单的预测和分析,缺乏对预测模型的可解释性分析以及针对比赛不同时段影响比赛结果重要因素的差异化分析等相关工作。

超重人群与正常人群落地纵跳过程中下肢生物力学比较研究

目的:探讨超重人群与正常人群落地纵跳过程中下肢生物力学差异。方法:采用Vicon三维动作捕捉系统和Kistler三维测力台共同采集12名正常体重和12名超重男性大学生在落地纵跳过程中的下肢生物力学相关数据,并通过Visual 3D软件计算出下肢运动学、动力学数据。比较两组人群关节活动度、力矩及刚度的差异,通过线性回归统计分析超重人群关节刚度对下肢刚度的贡献程度。结果:运动学方面,超重组踝、膝、髋三关节离心末期关节角度均小于正常组(P<0.05),下肢三关节关节活动度均小于正常组(P<0.05)。动力学方面,超重组髋、膝关节最大蹬伸力矩及功率出现时间均较正常组延迟(P<0.05),超重组膝关节最大蹬伸力矩大于正常组(P<0.05),膝关节、踝关节最大蹬伸功率小于正常组(P<0.05)。刚度方面,超重组下肢刚度大于正常组(P<0.05),膝关节刚度、踝关节刚度大于正常组(P<0.05),超重组膝关节刚度对整体下肢刚度有显著贡献(P<0.05)。结论:在落地纵跳过程中,与正常人群相比,超重人群关节活动度不足,膝关节力矩过大,从而导致了下肢刚度过大。超重人群较正常人群有较高的损伤风险。超重人群在训练中要注重关节活动度的训练,同时注意膝关节防护,避免膝关节产生运动损伤。

氮空位调控晶格畸变度强化(NbMoTaW)N_(x)薄膜的力学性质和耐磨损性

高熵过渡金属氮化物(HENs)具有热稳定性,抗腐蚀、抗氧化性以及优异的力学性质,可用作结构部件及运动部件的表面防护薄膜。然而,受HENs组元多样性的影响,宽泛可调的金属组分与HENs力学性质之间的映射关系相当复杂。本工作以(NbMoTaW)N_(x)薄膜为研究对象,基于磁控溅射方法调节薄膜生长过程中氮气流量,制备了不同氮含量的(NbMoTaW)N_(x)(x=0,0.59,0.80,0.95)薄膜,研究了(NbMoTaW)N_(x)薄膜的成分、结构、形貌与性能,并对薄膜力学性质的主要影响机制进行了系统探究。结果表明,通过调节氮空位,实现了对氮原子及金属原子亚晶格畸变度的协同调控,得益于氮原子和金属原子亚晶格的高畸变度,(NbMoTaW)N_(0.80)样品具有最高的硬度与最好的耐磨损性能。排除电子结构、残余应力、晶粒尺寸等力学性质影响因素后,进一步确认了HENs薄膜晶格畸变度与力学性质之间的直接关系。本研究寻找到一条简洁的晶格畸变度调控策略,为调节、优化氮化物薄膜性能,进而更好地解决复杂服役环境下防护薄膜的机械损伤问题提供了新的思路。

模具材料线胀系数对复合材料固化变形的影响研究

为了研究模具材料线胀系数对复合材料固化变形的影响,面向复合材料零件热压罐固化成形工艺过程,针对复合材料成形模具材料与复合材料零件线胀系数不一致导致复合材料零件热固化变形的问题,研究了模具与复合材料零件相互作用关系,推导了模具对复合材料固化变形的理论模型,利用ABAQUS等仿真软件建立了模具温度场的数值模拟模型,并将模具热变形的模拟数据与复合材料零件变形的试验数据进行了对比分析。结果表明,不同材料模具型面各位置变形值与型面结构特征无关,与型面大小有关;模具材料与复合材料的线胀系数差异越大,复合材料零件变形量越大。

跆拳道运动员前横踢动作优势侧和非优势侧的生物力学偏侧性研究

目的:探索跆拳道运动员前横踢动作下肢优势侧和非优势侧的运动生物力学特征差异性。方法:采用Vicon三维运动捕捉系统、Kistler三维测力台和Deado电子护具计分系统,采集13名跆拳道运动员前横踢动作下有效得分时髋、膝、踝关节的运动学和动力学数据,使用Visual3D软件对采集数据进行逆向运动学和动力学计算,并对结果采用配对样本T检验的方法进行差异性分析。结果:(1)进攻腿:髋关节屈曲力矩峰值、膝关节伸展力矩峰值优势侧大于非优势侧(p<0.05),膝关节屈曲最大角度优势侧大于非优势侧(p<0.01),髋关节伸展力矩峰值、外展最大角度非优势侧大于优势侧(p<0.01)。(2)支撑腿:髋关节屈曲幅度、屈曲功率峰值、外展功率峰值优势侧大于非优势侧(p<0.05),髋关节外展力矩峰值、膝关节伸展力矩峰值优势侧大于非优势侧(p<0.01),髋关节伸展角速度峰值、踝关节跖屈力矩峰值非优势侧大于优势侧(p<0.05),髋关节外展角速度峰值、膝关节屈曲力矩峰值、踝关节旋外角速度峰值非优势侧大于优势侧(p<0.01)。(3)进攻腿击打力度值及进攻腿和支撑腿垂直地反力峰值两侧比较差异无统计学意义(p>0.05)、进攻腿击打速度优势侧大于非优势侧(p<0.01)。结论:在选取的评价指标中差异性p<0.05占13.5%、p<0.01占19.2%。优势侧进攻腿膝关节具有更好的运动表现,而非优势侧则进攻腿的不足需要支撑腿进行动作补偿。训练中可通过补偿性锻炼来提高双侧下肢的对称性,加强非优势腿的进攻和左右两侧腿交替击打协调性训练。在电子护具判罚计分下前横踢动作的击打力度值不存在显著性差异性,运动员可有目的性地控制击打的力量,降低单次击打的体能消耗,确保在比赛过程中保持最高效的身体状态。

得分状态下竞技跆拳道运动员双飞踢动作下肢生物力学特征分析

目的 探索竞技跆拳道运动员在使用电子护具时双飞踢动作的下肢运动生物力学特征。方法 利用电子护具计分系统、表面肌电测试设备、三维运动捕捉设备和三维力台,采集14名竞技跆拳道运动员双飞踢动作有效得分时下肢关节运动学、动力学和表面肌电数据,使用Visual 3D软件计算动作时间、重心位移、下肢关节活动范围和速度、地面反作用力等参数。结果 两次击打总用时为0.583 s,优势侧和非优势侧的进攻时长一致。重心偏移较小,优势侧和非优势侧均具有较好的击打平衡控制能力。两侧下肢关节运动角度和角速度变化的趋势一致;在击打前膝关节屈曲阶段,进攻腿膝关节屈曲角度的不足可以在伸展阶段加大伸展角速度而获得有效击打;在击打前膝关节屈曲和伸展阶段,下肢两侧腓肠肌内侧头募集程度最大。结论 双飞踢技术具有较好的连续性和左右对称性,在第2次击打时减小进攻时间有助于得分。在双飞踢动作的训练中应加强踝关节灵活性以及腓肠肌、臀大肌的力量训练,避免不必要的运动损伤,以适应穿戴电子护具的比赛模式。

竞技短板冲浪运动项目成绩影响因素的综合评价体系构建与实证

目的:构建竞技短板冲浪运动项目成绩影响因素的综合评价体系并进行验证分析。方法:借助德尔菲法构建综合评价体系,并计算各影响因素权重,利用逆序数检验法进行综合评价体系的有效性验证。结果:竞技短板冲浪运动成绩影响因素的综合评价体系包括7个一级指标、22个二级指标。由技术动作、完成情况、战术安排、自身情况4个一级指标组成的内部环境对最终成绩起决定性作用,影响权重共计85.96%;由环境因素、人为因素、器材因素3个一级指标组成的外部环境影响权重较低,为14.04%。基于2020年全国冲浪锦标赛和世界冲浪联盟巡回赛的实证分析结果表明,利用本研究构建的综合评价体系得到的结果与真实比赛成绩排名结果具有较高的一致性。结论:本研究构建的竞技短板冲浪运动项目成绩影响因素的综合评价体系具有较好的有效性。

服装不同部位面料差异对跳台滑雪飞行阶段气动性能的影响

目的:探讨滑雪服四肢和躯干部位搭配不同服装面料对跳台滑雪空中飞行气动性能的影响,助力跳台滑雪高性能服装的制备,提高比赛成绩。方法:采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,建立了我国某优秀跳台滑雪运动员典型姿势下的三维几何模型与网格模型,调用SST k-ω湍流模型求解RANS方程计算跳台滑雪飞行阶段运动员的气动特征。结果:1)滑雪服四肢和躯干部位在搭配不同面料时的压力分布总体规律基本一致,高压区主要集中在上半身、胯关节、膝关节等部位,肩部最为明显,低压区主要集中在身体侧面;2)无论是哪种搭配组合,在飞行阶段迎流面压力分布均较为集中,当躯干面料为4#、四肢面料选用1#时升阻比可达到最大。结论:1)跳台滑雪服面料差异对跳台滑雪飞行阶段气动特能产生较大影响;2)对该名运动员而言,四肢面料1#搭配躯干面料4#时运动员-滑雪板整体系统飞行阶段气动性能最优,比赛中跳台滑雪服可优选该种服装面料搭配方式;3)采用CFD方法分析服装面料差异对跳台滑雪飞行阶段气动特性的影响能够为跳台滑雪服面料的选材和个性化定制提供有效的辅助支持。

深中通道西人工岛现浇隧道后浇筑墙体控裂技术研究及应用

深中通道西人工岛处于外海环境,岛上现浇隧道结构尺寸大,断面宽度及墙身高度呈渐变形式。施工过程中,为确保隧道主线临时通行需求,对敞开段隧道结构墙体进行部分预留,待交通转换后进行浇筑封闭。因其龄期间隔时间长,新老混凝土间易因收缩不同步造成结构开裂。为降低混凝土开裂风险,确保海工混凝土结构耐久性,对外海现浇隧道后浇筑墙体开展系统性控裂研究,通过采用有限元仿真模拟分析、研发智能温控系统、辅以温控硬件措施投入等综合控裂措施,实现后浇筑墙体控裂目标,有效避免了墙体有害裂缝的发生。

环境温度、相对湿度、空气交换率对聚氨酯塑胶跑道TVOC释放的影响

目的:探讨环境温度、相对湿度、空气交换率对聚氨酯(polyurethane,PU)塑胶跑道总挥发性有机化合物(total volatile organic compounds,TVOC)释放的影响。方法:采用0.1 m^(3)环境舱进行温度23℃~60℃、相对湿度5%~65%、空气交换率0.5~1.5次/h环境条件下PU塑胶跑道TVOC的释放,并对其TVOC质量浓度(ρ_(TVOC))进行实时检测,分析不同环境条件下ρ_(TVOC)随时间的变化规律及其最大值(ρ_(最大值))、24 h值(ρ_(24 h值))、达到最大值的时间(t_(最大值))、趋于平衡的时间(t_(平衡))特征。结果:1)温度升高,ρ_(最大值)、ρ_(24 h值)均稳定增大,且t_(最大值)缩短,t_(平衡)延长。同时,ρ_(最大值)、ρ_(24 h值)在30℃~35℃和50℃以上时增幅相对较大。2)相对湿度增大,ρ_(最大值)、ρ_(24 h值)均逐渐增大,而相对湿度并不能显著影响t_(最大值)、t_(平衡)。3)空气交换率增大,PU塑胶跑道TVOC释放前期ρ_(TVOC)随之增大,而中、后期ρ_(TVOC)迅速下降,且下降速率与空气交换率成正比。同时,t_(最大值)、t_(平衡)均随空气交换率增大逐渐缩短。结论:环境温度、相对湿度和空气交换率的增大均会在不同程度上促进PU塑胶跑道TVOC的释放,显著影响其ρ_(最大值)、ρ_(24 h值)和t_(最大值)、t_(平衡),且温度对其影响显著高于空气交换率、相对湿度。

体育高考原地推铅球技术生物力学特征研究

目的:探索体育高考原地推铅球项目满分和非满分考生的技术动作在生物力学指标上的差异性,为提高原地推铅球的成绩提供科学的指导。方法:通过Vicon三维运动捕捉系统、Kistler三维测力台、Noraxon表面肌电测试设备获取两组受试者在投掷过程中的运动学、动力学和表面肌电数据,通过仿真计算并比较两组受试者在快速推球阶段髋、膝、踝、肩、肘关节的角度、角速度峰值和力矩峰值,出手速度和重心位移,以及计算地面反作用力和主要肌群的募集程度、发力时序等生物力学指标。结果:①运动学:左手的预摆线速度峰值(LHDV-X)、左踝跖屈角速度峰值(LAKAV-X)、右膝伸展角速度峰值(RKEAV-X)、左膝伸展角速度峰值(LKEAV-X)满分组大于非满分组(P<0.05),躯干位移峰值(CLAV-Z)、右踝跖屈角速度峰值(RAKAV-X)、右髋伸展角速度峰值(RHPAV-X)满分组小于非满分组(P<0.05);②动力学方面:左髋关节伸展力矩峰值(LHPM-X)满分组大于非满分组(P<0.05),右膝关节伸展力矩峰值(RKEM-X)、右髋关节伸展力矩峰值(RHPM-X)满分组小于非满分组(P<0.05);③表面肌电:右竖脊肌(ESR)、左腹外斜肌(EOL)、左臀大肌(GML)、右腓肠肌(GAR)募集程度满分组小于非满分组(P<0.05)。结论:与满分组相比,水平出手速度、右肩前屈角速度、左手在投掷方向上的预摆线速度、右侧上肢用力和右侧三角肌的募集程度等方面的不足是非满分组投掷距离较小的主要原因。左臀大肌、左腹外斜肌、右胸大肌的提早激活是非满分组上肢发力不足和水平出手速度较低的主要原因。

基于核心素养提升的高中地理大单元教学策略探究

随着社会的不断变化和发展,培养学生的学科核心素养已经成为教育的主要目标之一。地理作为一门综合性较强的学科,在教学中,教师应引导学生掌握学科基础知识,培养学生的实际应用能力、批判性思维和跨学科融合能力。在高中地理教学中,如何有效提升学生的核心素养是教学实践的难点。文章将探讨教师如何在地理大单元教学过程中,结合核心素养提升理念,制订针对性的教学策略,以促进学生的知识与能力发展。

有限元分析立定跳远状态时不同摆臂动作和触地姿势的膝关节损伤

背景:立定跳远是人体跳跃时常采用的标准动作,同时也是下肢爆发力训练的主要项目之一。大量研究表明,起跳过程中的摆臂动作及触地时足部采用外八姿态能够增加跳跃距离,但鲜有研究关注触地过程中的膝关节损伤。目的:探讨立定跳远不同摆臂动作和触地姿势下双侧半月板和股骨软骨的应力及应力分布特征。方法:招募8名男性大学生进行立定跳远试验,试验中分自由摆臂和限制摆臂起跳、踝关节正常姿态和“外八”姿态触地4种情况,采集跳跃过程中的运动学数据和地面反作用力,通过逆动力学计算获取膝关节反力作为边界条件和荷载。基于1名受试者的膝关节MRI图像,建立膝关节三维有限元模型,对立定跳远触地过程进行数值模拟。结果与结论:(1)摆臂动作与踝关节姿态对膝关节运动学特征的影响存在交互作用,限制摆臂与改变踝关节触地姿态均会对膝关节在矢状面、额状面上的运动学特征产生显著影响(P<0.001,P<0.001);(2)限制摆臂+正常姿态触地与自由摆臂+正常姿态触地时的双侧软骨接触较为均匀,限制摆臂+外八姿态触地和自由摆臂+外八姿态触地的应力集中均发生在软骨内侧而外侧接触较少,内侧软骨较外侧受到更大的冲击;摆臂动作+外八姿态触地时,股骨软骨接触应力峰值(8.89 MPa)和半月板接触应力峰值(10.71 MPa)均较低;限制摆臂+外八姿态触地时,股骨软骨接触应力峰值(13.11 MPa)和半月板接触应力峰值(11.23 MPa)均较高;(3)结果显示,正确的摆臂动作配合适当程度的踝关节“外八”姿态落地,能够减小膝关节的损伤风险;当踝关节以“外八”姿态触地并限制跳跃过程中的摆臂动作时,会使股骨软骨的接触应力显著增大,可能提高膝关节损伤风险。

深中通道西人工岛现浇隧道钢木组合弧形模板施工技术

深中通道西人工岛岛上现浇隧道部分墙体为曲率渐变的弧形结构,为适应隧道弧形结构施工,采用前期方案设计与现场工艺验证相结合的方法,研究形成钢木组合弧形模板施工技术。经工程实践证明,该技术较好地解决了变曲率弧形墙体模板通用性程度低的难题,相较于常规的定制钢模板或散拼木模板体系,钢木组合弧形模板体系在质量、安全及成本控制方面具有较为明显的优势,可为类似工程提供借鉴。

深中通道西人工岛挡浪墙结构设计优化及施工技术

深中通道西人工岛岛壁现浇挡浪墙采用阶梯状结构,断面形式复杂,结构基础为换填基础且沿横断面方向存在差异,基于控制挡浪墙差异沉降、提升挡浪墙施工质量及建筑景观效果等方面考虑,对现浇挡浪墙结构设计及施工工艺开展优化研究。经实践验证,优化后的结构设计方案科学可靠,施工过程安全高效,实施后挡浪墙结构未出现明显差异沉降,结构线形平顺,景观效果良好,验证了此优化方案的科学性及可行性,可为类似工程提供参考借鉴。

场地自行车装备空气动力优化研究进展

目的:如何减小空气阻力是现代场地自行车面临的主要问题,对场地自行车专用装备进行空气动力学优化和改善是目前国内外研究的重点。方法:对近年来场地自行车头盔、服装、车架和轮组的空气动力学研究进展进行文献综述。结果:空气动力学研究方法主要包括风洞实验、计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)、数值仿真模拟等,采用以上研究方法产生的结果表明,表面通风开口较少的头盔空气动力学性能较好,服装表面减阻效果需根据各身体部位的迎流特点采用不同的表面材质,100%覆层的全封闭车轮在理想无侧风环境中拥有最佳的减阻效果。结论:场地自行车项目装备的空气动力学研究成果解决了空气动力学难题,增强了对其空气动力学特点的认识,对深化我国场地自行车项目装备的空气动力学研究指明了方向。

电子竞技运动损伤特征及预防和康复方法的研究进展

电竞运动员或普通参与者久坐、过度使用身体特定部位和关节容易导致身体部位的慢性损伤。为充分认识电子竞技所造成的运动损伤,并研制科学的预防方法,本文整理了国内外相关研究,结果发现:超过一半的受访电竞运动员有运动损伤症状,损伤部位主要集中在颈、肩、背及手部,且损伤后运动员就诊率偏低。电子竞技运动损伤因素包括身体姿势、训练时长和抑郁情绪等。其损伤机制与长期保持同一姿势导致肌肉紧张、发生机械性形变、从而影响肌肉的新陈代谢和物质循环有关。应对方法主要从预防和康复治疗的角度考虑,包括保持正确身体姿势、相关设备符合人机工效学、应用不同的治疗方法和进行功能性训练。

帆船帆板运动项目特征与制胜规律初探

帆船帆板项目极为复杂,影响成绩的因素众多,其规律难以把握。从帆船帆板项目对体能要求的相对性和高度的心智能力等特征可以看出,"风的利用是根本,体能是基础,航线是关键,速度是核心,心智是保障"构成了帆船帆板项目的制胜规律。

赛艇动力学测试系统的研制

研制了一种新型赛艇力量、加速度等多参数动力学测试评价系统。通过传感器 ,将采集到的数据传至计算机 ,利用开发研制的软件系统 ,分析所测得的数据的大小、特征和相互之间的关系 ,并通过依据力学原理而建立的一套技术指标来评价运动员的技术特征 ,找出存在的问题。该系统在国家赛艇队备战 2 0 0 0年悉尼奥运会中得到成功的应用 ,为改进和完善赛艇技术提供了科学训练的手段。

柔性赛艇双桨桨叶的水动力试验研究

本文对一种新型的赛艇双桨桨叶进行了循环水槽试验研究。试验采用 1∶ 1的实际模型 ,在不同深度下 ,对不同攻角、斜角和转角等参数对流体动力性能的影响进行了研究。试验表明这些运动参数对桨叶的流体动力性能有较大的影响 ,这些结果为教练员运动员进行科学训练提供了依据。