本文關(guān)鍵詞：體操運動員落地時下肢負荷的力學分析研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著競技體育事業(yè)的發(fā)展,針對運動項目的特點進行深入理論分析進而指導運動員提高成績減少損傷的研究目前正成為運動生物力學的熱點問題。我國是體操運動大國,而體操運動中的落地動作往往會對人體下肢產(chǎn)生較大沖擊,是導致運動損傷、影響動作完成質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。針對這一事實,本碩士學位論文通過建立運動生物力學模型及開展體操落地動作的人體實驗,研究了運動員在落地過程中下肢關(guān)節(jié)、骨骼和肌肉等組織的載荷變化,探討了體操落地過程中足踝損傷的生物力學機制。本文取得的具體創(chuàng)新性研究成果包括:(1)建立了包含肌肉、骨骼在內(nèi)的任意段人體肌肉骨骼系統(tǒng)模型,該模型理論上可以用于探討一般情況下人體矢狀面內(nèi)運動相關(guān)的問題。特別的,針對體操運動落地動作,我們建立了對應(yīng)的5段7自由度11塊肌肉的肌骨系統(tǒng)模型,該模型能較好的用于研究體操落地動作和損傷等問題;(2)開展了部分體操落地實驗,收集了相關(guān)的運動員落地實驗數(shù)據(jù)。通過分析這些數(shù)據(jù)并與所建立的肌骨系統(tǒng)理論模型進行定量比較,發(fā)現(xiàn)我們建立的肌骨系統(tǒng)模型能較好的反映落地動作,因此使用本文模型進一步探討體操落地損傷問題是可行的;(3)通過理論和實驗分析發(fā)現(xiàn):運動員落地時下肢踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和足趾關(guān)節(jié)處的關(guān)節(jié)間作用力較大(接近2500 N),這意味著運動員落地時容易出現(xiàn)小腿骨裂和腳趾挫傷等風險。運動員的踝關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)力矩較大(本文中達到200 N?m)。對應(yīng)的容易發(fā)生踝關(guān)節(jié)肌肉(例如比目魚肌)、肌腱(例如跟腱)和膝關(guān)節(jié)韌帶(例如前、后十字交叉韌帶)的拉傷甚至是脫落等損傷。這一研究取得的結(jié)果可靠有效,對科學地鞏固與推進我國的體操事業(yè)有一定的借鑒意義。
【關(guān)鍵詞】：運動生物力學 肌肉骨骼模型 體操落地 運動損傷 力學分析
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R87
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-13
• 1.1.1 肌肉模型研究的現(xiàn)狀8-10
• 1.1.2 肌肉骨骼系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀10-12
• 1.1.3 體育運動的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2 研究目的及研究意義13-14
• 1.3 研究的方向和方法14-15
• 1.4 本文研究15
• 1.5 本章小結(jié)15-16
• 第二章 體育運動和人體生物力學16-26
• 2.1 體育運動的意義16
• 2.2 人體生物力學16-25
• 2.2.1 人體骨骼形態(tài)學17-19
• 2.2.2 骨骼連接結(jié)構(gòu)-關(guān)節(jié)19-21
• 2.2.3 人體力量來源-骨骼肌21-24
• 2.2.4 多體動力學與人體生物力學24-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第三章 人體運動生物力學模型的建立26-51
• 3.1 骨骼模型26-30
• 3.2 肌肉模型30-38
• 3.2.1 Hill肌肉模型30-32
• 3.2.2 Huxley肌肉模型32-35
• 3.2.3 Hill肌肉模型的簡單應(yīng)用35-38
• 3.3 肌骨模型38-46
• 3.3.1 肌骨系統(tǒng)物理模型38
• 3.3.2 肌肉骨骼系統(tǒng)動力學方程38-41
• 3.3.3 肌骨模型的簡單動作實例41-46
• 3.4 本文建立的肌骨模型46-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第四章 體操運動的實驗方法與研究51-59
• 4.1 體操運動的介紹與特點51-52
• 4.2 測試體操運動的實驗器材52-54
• 4.3 本文開展的體操實驗測試以及得到的數(shù)據(jù)54-58
• 4.3.1 體操實驗測試54-55
• 4.3.2 本文獲得的實驗數(shù)據(jù)55-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第五章 人體運動模型的驗證及仿真力學分析59-65
• 5.1 模型的計算程序?qū)崿F(xiàn)59
• 5.2 模型的對比驗證59-63
• 5.3 模型仿真計算結(jié)果的力學分析63-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 第六章 結(jié)論與展望65-66
• 參考文獻66-73
• 附錄73-81
• 致謝81

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