體育地板是具有承受人們高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)及提供運(yùn)動(dòng)保護(hù)功能的特殊地板,是體育館地面鋪裝設(shè)施中重要組成部分。我國關(guān)于體育地板方面的研究起步較晚、基礎(chǔ)薄弱,對(duì)體育地板力學(xué)性能、檢測(cè)方法及檢測(cè)儀器方面的研究相對(duì)匱乏。本課題為黑龍江省木材科學(xué)研究所與東北林業(yè)大學(xué)合作研究,承擔(dān)黑龍江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目:“體育地板功能性運(yùn)動(dòng)生理學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化（項(xiàng)目編號(hào):C201045）”。課題研究基于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)理論及采用人體運(yùn)動(dòng)仿真分析、算法預(yù)測(cè)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等方法,以體育地板沖擊、滾動(dòng)兩大重要載荷指標(biāo)為研究對(duì)象,研究沖擊載荷對(duì)人體下肢影響;依據(jù)沖擊載荷實(shí)驗(yàn)和模擬仿真方法,優(yōu)化體育地板減震墊結(jié)構(gòu)參數(shù)提升體育地板沖擊吸收性能;基于激光位移傳感器測(cè)量原理,提出體育地板滾動(dòng)載荷檢測(cè)方法;結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析與檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)體育地板綜合載荷檢測(cè)儀�；谶\(yùn)動(dòng)生物力學(xué)相關(guān)理論,建立數(shù)學(xué)方程與人體仿真模型求解出人體跳躍下落過程中人體下肢通過自身運(yùn)動(dòng)規(guī)律可吸收的最大沖擊載荷;依據(jù)模型結(jié)果及人體下肢骨骼受力特點(diǎn)得到人體下肢承受沖擊載荷閾值;確定人體運(yùn)動(dòng)安全條件下體育地板沖擊吸收率,為體育地板減震墊結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化提供相關(guān)依據(jù)。... 

【文章來源】：東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－丨２０１９年我國不同地板銷售狀況??從圖１－１可以得到，我國地板行業(yè)總體平穩(wěn)發(fā)展，增漲勢(shì)頭良好

?東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文???我國體育地板發(fā)展迅速，并且在未來有良好的發(fā)展空間。??體育地板一般由多種復(fù)合材料構(gòu)成，其基本結(jié)構(gòu)主要由：面層地板、毛地板層、龍??骨層防潮層及減震墊塊組成，并且體育地板根據(jù)使用用途、性能指標(biāo)要求、造價(jià)要求等??在具體選材上會(huì)有所不同，以單層龍骨地板為例體育地板基本結(jié)構(gòu)構(gòu)成如圖１－２所示。??麗地板彳??龍骨層??減震墊?＼混凝土地面??圖１－２單層龍骨體育地板基本結(jié)構(gòu)??體育地板生產(chǎn)及安裝要求較高，因此對(duì)地板生產(chǎn)及安裝具有較高的技術(shù)及檢測(cè)要??求。體育地板的力學(xué)性能以沖擊吸收率、標(biāo)準(zhǔn)垂直變形、相對(duì)垂直變形、相對(duì)垂直變形??率、滾動(dòng)載荷、球的反彈率和滑動(dòng)摩擦系數(shù)六大性能指標(biāo)進(jìn)行表征，而體育地板沖擊吸??收率及滾動(dòng)載荷分別作為體育地板結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)與表面性能參數(shù)的重要參數(shù)１５１。??體育地板相比于普通地板最大區(qū)別在于其可以提供運(yùn)動(dòng)保護(hù)功能。體現(xiàn)體育地板運(yùn)??動(dòng)保護(hù)功能強(qiáng)弱的重要指標(biāo)為沖擊載荷吸收性能，其表征體育地板吸收人體運(yùn)動(dòng)沖擊力??能力的強(qiáng)弱。體育地板沖擊載荷是反映體育地板與人體之間的受力關(guān)系，人體作為沖擊??載荷產(chǎn)生的來源與承受反彈沖擊力的重要對(duì)象，需要更加準(zhǔn)確的探究人體運(yùn)動(dòng)受力原??理。結(jié)合運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)相關(guān)知識(shí)來更加科學(xué)的反映人體在體育地板進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)過程中??身體受到的最大載荷作用，并依據(jù)身體最安全受力范圍，為后續(xù)體育地板通過減震墊結(jié)??構(gòu)優(yōu)化達(dá)到最優(yōu)沖擊吸收率奠定基矗??運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)以研究人體在體育運(yùn)動(dòng)過程中身體各部分受力為核心，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)解剖??學(xué)、運(yùn)行生理學(xué)和基礎(chǔ)力學(xué)的理論與方法，研宄人體運(yùn)動(dòng)器官系統(tǒng)的生物力學(xué)與人體運(yùn)??動(dòng)規(guī)律，并依據(jù)影響人體運(yùn)動(dòng)的內(nèi)部與外部條件

?２基于運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)人體下肢沖擊載荷分析???用ｎ４１。因此，為防止反彈沖擊載荷對(duì)人體的破壞要進(jìn)行體育地板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與改良，提??升體育地板的沖擊載荷吸收性能。??為更清晰描述人體跳躍過程中產(chǎn)生沖擊載荷及載荷吸收過程，繪制圖２－１所示的人??體沖擊載荷吸收原理流程圖。??￣￣？！腿部彎曲吸收〇％?——??沖擊載荷廠一?一Ｊ人體實(shí)＾不艾力——人體骨關(guān)體最終受力乃Ａ??＼＼力閾值??￣？體育地板結(jié)構(gòu)吸收Ｗ?—??＾７］?優(yōu)化體育地板結(jié)構(gòu)提升沖?＿?＿?ｓ??擊吸收率６％?＾?＾??圖２－丨人體沖擊載荷吸收原理流程??具體流程為：人體產(chǎn)生沖擊力體育地板吸收部分沖擊載荷及人體自身腿部彎曲??吸收沖擊載荷一人體實(shí)際承受載荷根據(jù)人體運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)判定沖擊載荷是否小于人??體骨關(guān)節(jié)受力閾值Ｆ２—若符合（即廠＜廠２）則求解地板最終沖擊吸收載荷Ｆ３；若不符合??（即則進(jìn)行改變體育地板的結(jié)構(gòu)來提升沖擊載荷吸收性能。其中，人體沖擊載??荷Ｆ與人體實(shí)際受力６之間關(guān)系的計(jì)算公式為（２－１）：??＾?＝Ｆｘ（ｌ－ａ）ｘ（ｌ－Ｚｊ）?（２－１）??式中，Ｆ為人體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生沖擊載荷，Ｎ；??■Ｐｉ為人體運(yùn)動(dòng)實(shí)際受力，Ｎ；??＾為人體自身腿部彎曲沖擊吸收率，％；??辦為體育地板結(jié)構(gòu)沖擊吸收率，％。??從人體沖擊載荷吸收原理流程圖２－１及計(jì)算公式（２－１）可以得到，要確定在保障人??體骨關(guān)節(jié)受力安全的前提下的人體最終受力Ｆ３，要求解出人體運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生沖擊載荷??大小及人體腿部彎曲的沖擊吸收率數(shù)值。??２．２人體下肢承受沖擊載荷分析與求解過程??運(yùn)動(dòng)員在進(jìn)行體育活動(dòng)時(shí)，所受到的反沖擊力相比于堅(jiān)硬地面（混凝土地面）時(shí)較??


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