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自由式滑雪空中技巧運動員膝關節護具設計與研究

作者：付彥銘|責編:劉瑩
出版社：東北大學
ISBN：9787551733274

出版日期：2023/07/01
裝幀：平裝
頁數：179

人民幣：RMB 50 元售價：元

內容大鋼

2022年北京冬季奧運會之前，在我國斬獲的全部12枚冬奧會雪上項目獎牌中，自由式滑雪空中技巧獨佔11枚，可謂我國雪上優勢項目。在2022年北京冬季奧運會上，我國在自由式滑雪空中技巧項目上又以2金1銀的好成績創造了歷史。徐夢桃、齊廣璞和賈宗洋的名字再次進入人們的視線。
但在自由式滑雪空中技巧運動員光鮮外表的背後，有近90％的運動員曾受到膝關節損傷的困擾。引起運動員膝關節損傷的原因有很多，損傷位置大多集中在韌帶、半月板和軟骨。為了降低運動員落地緩衝過程中大衝擊力、高速度作用下膝關節損傷的概率，本書記錄了通過探究運動員膝關節損傷機理，為運動員設計、製作舒適、有效的膝關節護具的研究過程。

作者介紹

付彥銘|責編:劉瑩

第1章  自由式滑雪空中技巧項目技術特徵與損傷規律研究
  1.1  自由式滑雪空中技巧項目介紹
    1.1.1  自由式滑雪空中技巧項目特點
    1.1.2  自由式滑雪空中技巧項目階段劃分
    1.1.3  運動員損傷情況概述
    1.1.4  膝關節損傷類型
    1.1.5  空中技巧運動員膝關節損傷因素
  1.2  膝關節護具研究現狀
  1.3  增材製造技術研究現狀
    1.3.1  增材製造技術在各領域的應用
    1.3.2  增材製造技術在體育中的應用
  1.4  本書的研究內容與技術路線
    1.4.1  本書研究內容
    1.4.2  本書技術路線
  1.5  本章小結
  參考文獻
第2章  基於Roberson-Wittenburg方法的人體動力學分析
  2.1  人體環節與模型確定
    2.1.1  人體環節參數
    2.1.2  運動員人體模型選擇
  2.2  空中技巧項目運動學分析
    2.2.1  視頻採集
    2.2.2  自由式滑雪空中技巧各階段技術動作分析
    2.2.3  運動學關鍵數據的獲取與使用
  2.3  運動員落地階段動力學分析
    2.3.1  多剛體系統研究方法
    2.3.2  多剛體系統簡化模型建立
    2.3.3  多剛體系統的結構特徵表達
    2.3.4  關聯矩陣與通路矩陣
    2.3.5  多剛體系統的速度和加速度
    2.3.6  多剛體系統的質心速度和質心加速度
  2.4  樹形多剛體系統的動力學方程
    2.4.1  增廣體
    2.4.2  多剛體系統的動力學普通方程
    2.4.3  建立Roberson-wittenburg動力學方程
    2.4.4  求解人體動力學方程
  2.5  本章小結
  參考文獻
第3章  基於逆向工程技術膝關節模擬研究
  3.1  膝關節力學原理
    3.1.1  半月板力學原理
    3.1.2  膝關節主要韌帶的力學原理
  3.2  膝關節建模
    3.2.1  CT與MRI成像技術
    3.2.2  膝關節組織模型重建
    3.2.3  膝關節模型的建立、優化與配准
  3.3  膝關節有限元分析
    3.3.1  韌帶組織前處理
    3.3.2  軟骨組織前處理
    3.3.3  骨組織前處理

    3.3.4  膝關節有限元模型前處理
  3.4  模擬結果
    3.4.1  韌帶模擬結果
    3.4.2  軟骨模擬結果
  3.5  模擬結果的分析與討論
  3.6  本章小結
  參考文獻
第4章  自由式滑雪空中技巧項目膝關節護具的個性化設計
  4.1  膝關節護具概述
    4.1.1  膝關節護具功能
    4.1.2  膝關節護具分類
  4.2  膝關節護具個性化設計範疇
    4.2.1  針對項目特點的設計理念
    4.2.2  個性化定製設計理念
    4.2.3  針對損傷類型的研究與設計
  4.3  膝關節護具的功能性設計與穿戴方式
    4.3.1  護具功能性設計
    4.3.2  護具舒適性設計
    4.3.3  護具穿戴設計
  4.4  膝關節護具的製作工藝
    4.4.1  現有膝關節護具製作工藝
    4.4.2  護具主體功能定位
    4.4.3  膝袖功能設計
  4.5  本章小結
  參考文獻
第5章  基於負泊松比材料的力學特性及護具結構研究
  5.1  負泊松比結構與設計
    5.1.1  負泊松比結構簡介
    5.1.2  材料的選擇
    5.1.3  護具設計中負泊松比材料的優勢
    5.1.4  結構設計
  5.2  試樣模型的確立與有限元模擬試驗
    5.2.1  試樣模型確立
    5.2.2  模擬模型建立
    5.2.3  有限元分析結果
  5.3  列印結構的力學性能測試
    5.3.1  列印試樣生成
    5.3.2  力學性能測試
    5.3.3  結果分析
  5.4  模擬與試驗的結果對比
  5.5  改變結構參數的模擬試驗
    5.5.1  改變θ的模型模擬
    5.5.2  改變l的模型模擬
    5.5.3  改變網格大小的模型模擬
  5.6  護具結構與參數確定
  5.7  本章小結
  參考文獻
第6章  基於增材製造的膝關節護具製作與有效性實驗研究
  6.1  膝關節護具製作
    6.1.1  護具模型結構設計

    6.1.2  護具模型列印與附件選用
    6.1.3  護具的裝配與穿戴
  6.2  護具結構安全性分析
    6.2.1  支具有限元分析
    6.2.2  列印結構有限元分析
  6.3  膝關節護具的有效性驗證
    6.3.1  平衡穩定測試驗證
    6.3.2  落地緩衝測試驗證
    6.3.3  下肢肌肉力量測試驗證
  6.4  本章小結
  參考文獻
第7章  結論與展望
  7.1  結論
  7.2  展望

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