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基于不同刚体模型的体操落地冲击动力学比较研究

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北京体育大学学报 2015年第3期38卷 78-83页

作者：肖晓飞郝卫亚李旭鸿何卫娄彦涛吴成亮山东工商学院山东烟台264005 国家体育总局体育科学研究所北京100061

目的:对比不同刚体模型的仿真精度,探讨不同刚体模型的体操落地冲击动力学差异。方法:创建19(模型1)、16(模型2)、14(模型3)、13(模型4)、12(模型5)环节的人体多刚体模型和体操落地垫模型,进行自由操落地动力学仿真。结果:除模型4外,其... 详细信息

目的:对比不同刚体模型的仿真精度,探讨不同刚体模型的体操落地冲击动力学差异。方法:创建19(模型1)、16(模型2)、14(模型3)、13(模型4)、12(模型5)环节的人体多刚体模型和体操落地垫模型,进行自由操落地动力学仿真。结果:除模型4外,其余模型仿真获取的膝关节角度曲线与运动学解析结果非常接近。综合对比髋、膝、踝关节角度、GRF及到达时间,模型3最适用于重现自由操落地实际运动表现。右膝关节伸肌力矩峰值从模型1到模型5依次降低,模型1最大(281 N·m);屈肌力矩峰值从模型1到模型5依次增大,模型5最大(48 N·m)。结论:模型3仿真精度最高,完全可以重现实际运动学表现。膝关节屈曲角度对伸肌、屈肌力矩峰值影响较大。

关键词：多刚体模型仿真精度冲击动力学自由操落地

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短距离起飞加速度对飞行员操作影响的分析

北京航空航天大学学报 2018年第8期44卷 1748-1754页

作者：朱垣洁刘笑宇耿晓琪霍洪强柳松杨樊瑜波北京航空航天大学生物与医学工程学院生物力学与力生物学教育部重点实验室北京100083 北京航空航天大学生物医学工程高精尖创新中心北京100083 北京航空航天大学大型飞机高级人才培训班北京100083 中国人民解放军空军航空医学研究所北京100142 国家康复辅具研究中心北京100176

短距离起飞产生的过载加速度可能对飞行员的安全操作造成极大隐患。本文建立飞行员-座舱系统的多刚体模型,仿真分析了胸-背方向的加速度载荷(Gx)对飞行员驾驶状态下的人机动力学响应。首先,根据第3百分位的男性人体测量学数据,通过三维... 详细信息

短距离起飞产生的过载加速度可能对飞行员的安全操作造成极大隐患。本文建立飞行员-座舱系统的多刚体模型,仿真分析了胸-背方向的加速度载荷(Gx)对飞行员驾驶状态下的人机动力学响应。首先,根据第3百分位的男性人体测量学数据,通过三维CAD软件建立了飞行员的虚拟假人模型;并根据设计参数的要求建立了包括座椅和操作杆(油门杆与驾驶杆)在内的飞机座舱模型。然后,以标准的短距离起飞的加速度模拟曲线为载荷条件,利用多刚体动力学软件ADAMS模拟了飞行员在短距离加速起飞过程中的动力学响应及飞行员与操作系统之间的力学相互关系。仿真结果表明,过载加速度会经飞行员身体传递给操作杆,5G加速度载荷产生的传递力作用在驾驶杆和油门杆上的值分别为128 N和211 N,两者均已超过了通常操作杆所设计的有效阈值,因此存在误操作的可能。另外,本文结合仿真结果和国外现有战机设计,提出了短距离起飞下飞行员避免误操作的可行方式,结果显示该方式可以有效地转移加速度传递所带来的影响。本文方法将为在短距离起飞作用下避免误操作的分析提供技术途径,得到的结果将为驾驶部位的人机设计提供参考。

关键词：飞行员短距离起飞操作影响多刚体模型生物力学

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竞走运动的动力学分析

上海交通大学学报 1991年第2期25卷 66-71页

作者：刘延柱原丰亭上海交通大学工程力学系

本文利用人体的多刚体模型讨论竞走运动的基本规律,对动力学微分方程寻求解析积分.计算表明,从提高竞走速度,防止腾空犯规和减少踏地冲量等方面考虑,都要求运动员尽可能保持质心等高度,并尽可能使摆动足底部贴近地面.分析结果为竞走运... 详细信息

本文利用人体的多刚体模型讨论竞走运动的基本规律,对动力学微分方程寻求解析积分.计算表明,从提高竞走速度,防止腾空犯规和减少踏地冲量等方面考虑,都要求运动员尽可能保持质心等高度,并尽可能使摆动足底部贴近地面.分析结果为竞走运动的训练提供了理论依据.

关键词：竟走运动动力学多刚体模型

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运用仿真计算对跳远踏跳姿势的优化

体育学刊 2012年第4期19卷 92-97页

作者：罗炯公立政西南大学体育学院重庆400715

运用多刚体模型及现代计算机仿真技术,探讨人体在不同姿势下踏板所引起的跳远远度的变化特征,以寻找最佳的起跳着板姿势。结果表明:着板时小腿的姿态角、膝关节角不同组合可以使人体获得相同的远度,故仅凭着板角的大小来衡量着板技术的... 详细信息

运用多刚体模型及现代计算机仿真技术,探讨人体在不同姿势下踏板所引起的跳远远度的变化特征,以寻找最佳的起跳着板姿势。结果表明:着板时小腿的姿态角、膝关节角不同组合可以使人体获得相同的远度,故仅凭着板角的大小来衡量着板技术的优劣显然是不合理的;跳远踏跳着板时刻、人体各环节姿态角对跳远距离的影响作用大小并不一致,其重要性排序依次为踏跳腿小腿的姿态角最重要,其次是踏跳腿的膝角,而躯干斜角、大腿夹角及摆动腿的膝角对跳远距离的影响相对较小;运动员在跳远踏跳着板时刻,一定存在一个最佳的踏跳腿膝关节角和小腿与地面的夹角,以这种方式上板,可获得最大的跳远距离。

关键词：运动生物力学跳远起跳姿势多刚体模型

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人车碰撞事故仿真与行人保护研究

汽车工程 2009年第1期31卷 14-17页

作者：王国林鲁砚江苏大学汽车与交通工程学院镇江212013 上海汽车集团股份有限公司技术中心上海201804

基于PC-Crash软件建立了行人汽车碰撞模型。综合考虑人车碰撞过程中行人身高、步行速度、车速、人车碰撞位置等因素及其统计特征,利用M atlab软件随机生成行人与汽车碰撞工况作为PC-Crash行人汽车碰撞模型输入,进行了大量的仿真,总结出... 详细信息

基于PC-Crash软件建立了行人汽车碰撞模型。综合考虑人车碰撞过程中行人身高、步行速度、车速、人车碰撞位置等因素及其统计特征,利用M atlab软件随机生成行人与汽车碰撞工况作为PC-Crash行人汽车碰撞模型输入,进行了大量的仿真,总结出事故发生后人体头部与车体前部碰撞点的分布规律,为汽车在行人保护设计方面提供参考。

关键词：人车碰撞事故行人保护多刚体模型碰撞点分布规律

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人-车碰撞事故再现及头部损伤生物力学分析

重庆理工大学学报（自然科学） 2019年第8期33卷 8-15页

作者： SAED H.A.Abusafia 兰凤崇王俊峰曾子聪陈吉清华南理工大学机械与汽车工程学院

为研究人-车碰撞事故中行人头部动力学响应和损伤规律,基于人体多刚体碰撞模型及头部生物力学模型,提出了一种再现人-车碰撞过程和分析头部损伤规律的研究方法。利用PC-CRASH建立了多刚体碰撞模型,从宏观层面再现人-车事故的全过程,得... 详细信息

为研究人-车碰撞事故中行人头部动力学响应和损伤规律,基于人体多刚体碰撞模型及头部生物力学模型,提出了一种再现人-车碰撞过程和分析头部损伤规律的研究方法。利用PC-CRASH建立了多刚体碰撞模型,从宏观层面再现人-车事故的全过程,得到人体碰撞响应和运动规律。基于该边界条件,建立了人体头部生物力学碰撞模型,分析头部损伤程度及其影响因素。结果表明:精细化生物力学模型可分析碰撞过程中颅内的压力分布情况以及损伤程度,对研究头部损伤机理与耐受极限具有重要意义;挡风玻璃安装角度和车速与头部HIC值均呈正相关关系,且影响显著。因此,适当控制车速,减小挡风玻璃安装角度可有效减少头部碰撞损伤。该研究可为汽车安全技术的改进提供参考。

关键词：碰撞多刚体模型生物力学模型 PC-CRASH 事故再现损伤分析

微型汽车平台翻滚试验仿真研究与影响因素分析

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汽车技术 2016年第11期 56-61页

作者：莫易敏徐东辉刘昌业武汉理工大学武汉430070 上汽通用五菱汽车股份有限公司柳州540057

为研究微型汽车翻滚碰撞安全性能,建立了基于平台翻滚试验的微型汽车多刚体动力学模型,并验证了模型的准确性。研究了试验平台距地高度、试验平台挡板高度、试验车辆初始翻转角度和试验车辆初始速度等4项初始碰撞参数对翻滚碰撞安全性... 详细信息

为研究微型汽车翻滚碰撞安全性能,建立了基于平台翻滚试验的微型汽车多刚体动力学模型,并验证了模型的准确性。研究了试验平台距地高度、试验平台挡板高度、试验车辆初始翻转角度和试验车辆初始速度等4项初始碰撞参数对翻滚碰撞安全性能的影响,结果表明,乘员头部和颈部的综合损伤情况与跌落高度、挡板高度和翻转角度总体上呈正相关关系,与初始速度呈负相关关系。该研究可为微型汽车动态平台翻滚试验的设计和优化提供参考。

关键词：微型汽车平台翻滚试验多刚体模型碰撞参数

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卧式数控旋压加工中心进给系统动态特性研究

锻压技术 2018年第3期43卷 100-106页

作者：余艺徐晓程秀全夏琴香华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640 广州民航职业技术学院飞机维修工程学院广东广州510403

进给系统动态特性是实现数控旋压加工中心高速、高效、高精度要求的关键因素。在构建卧式数控旋压加工中心进给系统动态参数模型的基础上,采用ADAMS软件建立进给系统的多刚体及刚-柔混合虚拟样机模型,通过运动学及动力学仿真,获得快速... 详细信息

进给系统动态特性是实现数控旋压加工中心高速、高效、高精度要求的关键因素。在构建卧式数控旋压加工中心进给系统动态参数模型的基础上,采用ADAMS软件建立进给系统的多刚体及刚-柔混合虚拟样机模型,通过运动学及动力学仿真,获得快速定位过程中工作台的运动曲线及丝杠轴的驱动转矩与驱动功率曲线。结果表明：刚-柔混合模型获得的工作台运动曲线在达到进给系统连续平稳运动要求的同时,相比多刚体模型更符合实际运动情况;丝杠轴的最大驱动转矩与驱动功率均小于伺服电机的额定转矩与额定功率,说明虚拟样机满足设计要求,可为物理样机的研制提供设计依据。

关键词：进给系统虚拟样机多刚体模型刚-柔混合模型动态特性

基于虚拟样机技术的数控铣床主传动系统动力学仿真研究

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机床与液压 2010年第11期38卷 89-92页

作者：韩长江崇凯江苏大学机械学院江苏镇江212013

在分析双主轴数控铣床多级齿轮主传动系统运动及受力的基础上,应用ADAMS构建了传动系统的多刚体虚拟样机模型,将Hertz接触理论嵌入仿真模型,实现了齿轮啮合的动态实时仿真,得到了齿轮的动态啮合力,并基于多刚体模型研究了轴线平行度误... 详细信息

在分析双主轴数控铣床多级齿轮主传动系统运动及受力的基础上,应用ADAMS构建了传动系统的多刚体虚拟样机模型,将Hertz接触理论嵌入仿真模型,实现了齿轮啮合的动态实时仿真,得到了齿轮的动态啮合力,并基于多刚体模型研究了轴线平行度误差对齿轮啮合力的影响。同时利用ANSYS对铣床主轴进行了有限元建模,通过ADAMS建立了传动系统的刚柔耦合虚拟样机模型,分析了主轴在动态下的应力分布。仿真结果为系统传动的平稳性研究和各部件的强度、刚度、疲劳寿命计算提供了参考。

关键词：传动系统多刚体模型刚柔耦合模型 ADAMS ANSYS