蹦床的有限元建模及其最佳起跳周期的模拟计算.pdfVIP

编制的 《竞技动机量表》 （CMI）对参加伦敦残奥会的中国排球运动员进行测 。共计 发放问卷35 份，回收问卷35 份，回收率为100%，有效问卷35 份，有效率为100%。对 调查中获得的数据进行数理统计，采用 SPSS 统计软件包进行数据处理与分析。即采用 文献资料法、问卷调查法、数理统计法对残疾人运动员的心理状况进行了分析。 结果：我国残疾人排球运动员在竞技动机 （社会认可、竞技水平提高、娱乐、感 体验、努力取向）的五个维度上，竞技水平提高维度的分数最高，其次是社会认可维度， 娱乐维度得分最低。男、女运动员在社会认可和感 体验维度上都存在着显著差异 （P ＜0.01），男运动员比女运动员更注重希望得到来自社会的他人认可，同时，在感 体 验维度上，男运动员的平均数也高于女 运动员，男运动员更希望体验比赛中的正 情 绪。并且发现，不同年龄组运动员在感 体验维度上存在差异 （P＜0.05），高年龄组 运动员在体验比赛中正 情绪的愿望更强烈些。通过比较不同训练年限的残疾人排球运 动员的竞技动机，发现他 在社会认可和努力取向维度上存在显著差异 （P＜0.01）， 训练5 年及以上的运动员的得分要高于训练5 年以下的运动员。高水平的残疾人排球运 动员不会由于文化程度的不同而在社会认可、经济水平提高、娱乐、努力取向维度上出 现差异，而在感 体验维度上表现出了显著的差异 （P＜0.01）。 结论：需要培养和建立一批具有良好专业技能和科学文化知识的专职残疾人排球教 练员，并做好残疾人运动员退役后的社会保障问题。不断健全残疾人竞技体育运动训练 与管理体制，在训练中，应从 际出发，因材施训，有效增强残疾人排球运动员的竞技 动机水平。 蹦床的有限元建模及最佳起跳周期的模拟计算 1 2 1 2 2 钱竞光 , 吕 超 , 李广凯 , 毛一玲 , 李兆霞 1. 南京体育学院江苏南京 210014 2. 东南大学土木学院 江苏南京 2 11100 研究目的 对蹦床进行人-网系统的动力学建模，通过人、网耦合机理来探讨人体网上最佳起 445 跳技术，这方面研究尚未见有报道。本文的研究目的是建立蹦床有限元模型，为进一步 探讨人、网最佳耦合 定基础。 研究方法 1、在对蹦床结构测量的基础上，对网面中心区域进行静载实验，测量该区域作用 力与其纵向位移 间的关系。2、对蹦床网面中心区域进行动载实验，将一个质量为5kg 的小球固定在网面的中心点上，然后对小球施加垂直向下的激励，通过振幅，求出等效 阻尼比。3、建立有限元模型，利用ANSYS 模拟薄膜网面结构，使用膜单元Shell41，进 行网格划分，形成结构模型。模拟计算出江苏队一运动员完成 “811 团”动作的最佳起 跳周期，对比她 际起跳数据进行分析。 结果和讨论 1、通过蹦床静载实验得到的等效刚度是 线 的，但在其测量的范围内其常数项 占据主要地位，将蹦床网面中心区域的等效刚度简化成线 刚度，因而获得蹦床网面中 心点的等效刚度。2、人体跳跃使蹦床产生振动，蹦床结构中不可避免会存在阻尼的因 素，通过动载荷实验，求解出阻尼比，计算出蹦床网面中心区域的阻尼和蹦床结构的等 效质量。3、人体在蹦床上的跳跃，就是运动员通过合理的技术，给予弹 网面一个强 迫力，当人体蹬伸 （强迫力）周期与蹦床的固有频率相一致时，就能产生人网共振，达 到最佳起跳效果。根据动、静载荷实验获得的相关数据，建立蹦床的有限元模型。 际 蹦床网面存在预应力，可通过降温法来 现对膜材料预应力的施加。使用Shell41 对网 面模型进行三角单元划分 后，约束钢架四条边三个方向的自由度，计算得到的变形图 以及米塞斯应力分布图。把运动员数据代入模型，在蹦床有限元模型的中心区域加上质 量为45kg 的质量块，计算出蹦床 3 阶频率大小。其中，第一阶固有频率 1.45Hz，因 而，该运动员从着网到离网的起跳周期达到最佳人网共振效果的时间是0.34s。而其 际影像解析数据是0.30s，显然，该运动员的网上起跳动作周期接近最佳化，但尚未达 到最佳化的效果。 结论 蹦床网面中心区域的垂直方向的等效刚度为 5699N/m。阻尼比0.065，阻尼比例系 数为47.74，蹦床的等效质量为23.66kg。当体重为45kg 的运动员网面起跳时，人、网 达到共振频率是1.45Hz，最佳压网起跳时间是0.34s，该队员的压网起跳技术接近但尚 未达到最佳化。 446