老龄化对健康女性下楼梯腿刚度与关节刚度的影响

目的 探讨老龄化对健康女性下楼梯腿刚度和关节刚度的影响。方法 随机选取青年女性和老年女性各20例,应用Vicon红外动作捕捉系统与Kistler三维测力台同步采集受试者下楼梯时的运动学和动力学数据,利用腿刚度与关节刚度对受试者下楼梯进行量化评定。结果 与青年组相比,老年组腿刚度、膝关节刚度、踝关节刚度显著较小,髋关节刚度显著较大(P<0.05);膝关节刚度与踝关节刚度显著负相关(r=-0.507,P=0.001)。结论 在下楼梯时,老年人主动降低腿刚度与膝、踝关节刚度,以更好地吸收冲击力、降低骨损伤的风险;腿刚度与关节刚度未见显著相关性,膝关节刚度与踝关节刚度具有显著负相关性(P<0.05),可能是膝、踝关节之间存在代偿性关系。因此,老年人的运动锻炼和康复策略应同时注重发展膝、踝关节力量。

张力腿刚度对平台运动响应影响分析

顺应式海洋平台经常被用来进行深水油田开发,张力腿平台(Tension Leg Platform,TLP)具有半顺应半固定的运动特征,是一种良好的深水油田开发形式。张力腿内张力变动对升沉、横摇和纵摇等运动影响显著,为了确定张力腿刚度变化与运动响应的关系,采用SESAM/WADAM对该问题进行了研究。通过分析给出张力腿平台本体运动响应、张力腿内张力变化等重要参数之间的相互关系,可初步进行定性和定量分析,对平台的初步设计有一定参考作用。

800m跑下肢垂直刚度与腿刚度的变化特征

利用弹簧质量模型对广东省第7届大学生运动会男子乙组800m跑过程中,支撑腿垂直刚度及腿刚度进行探讨,结果表明:腿垂直刚度、腿刚度及跑速在100～200m区间内达到峰值,并从此开始直到最后均呈连续下降;垂直刚度及腿刚度与跑速均存在显著的线性正相关,这种关联性也体现在与步频及步幅上;垂直刚度与支撑时间、腾空时间存在显著负相关,但却与腾空时间与支撑时间比值呈显著正相关,其深层原因有待于进一步探讨;800m跑后期阶段,要想保持跑速,通过保持较高的垂直刚度来维持较高的步频最为关键。

一种仿动物关节或腿刚度的机械腿结构设计方法

针对当前机械腿关节和动物腿关节之间、机械腿和动物腿之间的刚度曲线都有一定偏差的问题,提出了一种仿动物关节或腿刚度的机械腿结构设计方法。基于虚功原理和曲线插值法获得了动物关节或腿刚度曲线方程,并进行了Patran、Nastran、Adams联合仿真,提出了仿动物关节或腿刚度的机械腿结构设计方法及其优化方法。基于人体基本参数及人跳跃过程中腿刚度相关参数,进行了仿人腿踝关节刚度的机械腿结构实例设计和轻量化设计。仿真结果验证了该设计方法的有效性和可行性。

张力腿基础刚度对大跨浮式悬索桥风-浪动力响应的影响

采用张力腿基础的大跨度浮式桥梁是一种新型跨海桥梁体系,由于张力腿结构横向刚度弱,风-浪作用下结构响应受基础设计的影响大。该文构建了浮式桥梁风-浪荷载计算及结构运动响应有限元分析方法,以某采用张力腿基础的浮式悬索桥为对象,分析了张力腿基础淹没深度、张力腿拉索倾角等设计参数对张力腿基础横、竖向刚度以及风-浪作用下浮桥动力响应的影响。结果表明,风荷载对浮桥主梁的动力响应起主导性作用;通过增加张力腿基础的淹没深度增大结构的竖向刚度,能直接有效地减少大跨浮桥的动力响应;调整张力腿拉索倾角为75°~80°时可以有效降低结构的横、竖向运动响应,过小的倾角虽然可以提供较大的横向刚度,但会增大主梁的运动响应。因此,张力腿基础刚度是大跨浮式桥梁结构动力响应的控制性因素,应对基础设计参数开展重点研究。

下肢刚度模型的测量与应用

下肢刚度是观察运动过程下肢工作情况的重要指标,目前下肢刚度的测量通常以垂直刚度、腿部刚度和关节刚度3种模型来近似表示。3种刚度模型在解释下肢运动行为时是有概念上的差异的,然而部分研究却混淆不清。对3种刚度模型的测量方法与应用进行梳理,对以往文献所建议各测量方法的适用范围进行归纳。结果表明:1)垂直刚度主要测量下肢垂直方向的刚度,而腿部刚度则是以测量肢段刚度为主,特别在非垂直方向的动作测量中不能等同视之;2)垂直刚度或腿部刚度较适用于单一动作的测量,关节刚度则较适用于多关节动作的测量;3)在统一下肢刚度定义与计算模式基础上,下肢刚度与运动表现、运动伤害以及生理衰老之间的关系期待得到进一步解释。