基于双足步行模型和反馈机制的人体-结构相互作用

基于生物动力学中的双足步行模型研究人体-结构相互作用,采用Lagrange方程推导人体-结构相互作用系统的运动方程。提出时变阻尼假定,使支撑脚刚接触地面时人体产生的地面反力为零。通过施加水平控制力的反馈机制保持行走中的步态稳定。采用自编Matlab程序进行数值分析,将基于双足模型的两座人行天桥的人体-结构相互作用计算结果与基于时域的外激励模型的计算结果进行对比。研究结果表明,对于柔度较大的人行天桥,人体-结构相互作用较大,每一步的人体动力响应有所不同,步行中产生的桥面反力也随着行人向跨中移动而逐渐增大,需要施加更大的水平控制力来保持步态稳定。