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跳水动作主要技术环节的运动生物力学研究
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2009
  • 中图分类:
    G861.21, G804.6
  • 关键词:
  • 成果简介:
    本研究于1996年提出项目设想,并进行了部分探索性的工作。1999年列为南京体育学院重点研究项目,2002年正式立项为江苏省教育厅高校自然科学研究基金项目。经过10多年的潜心钻研,先后在权威、核心和正式刊号的期刊上发表论文9篇,2006年2月通过江苏省教育厅组织的专家鉴定。该研究成果涉及人水碰撞、人板耦合、人体运动动态模拟、三维动态显示等国际运动生物力学界乃至力学界研究最前沿的难点和热点问题,在其理论研究的难度、深度、广度上都更具有挑战性。在研究过程中,不仅采用了影像解析、力量测试等运动生物力学常规方法,对江苏运动员的动作技术进行分析研究,还应用有限元分析、流固耦合、多体系统动力学建模、计算机模拟等当代高科技的手段和方法,成功地解决了走板、起跳和“压水花”技术的理论问题。同时应用有关力学原理和流固耦合理论,对人、水碰撞过程进行简化和计算机模拟,并对“水花”形成的机理进行进一步的分析探讨,总结出不同形状固体(运动员入水时的手形)、在不同条件下撞击水面时“水花”形成的规律,根据计算机模拟结果和理论研究的成果,对“压水花”技术进行生物力学研究,提出“平掌撞水,压揉结合”的水花控制理论和方法。通过对跳板的加载试验,研究了板的刚度、支点和力点之间关系和变化规律。建立人、板都应满足的动力学微分方程,推导跳板的挠曲线方程、等效质量、固有频率、振动方程。确定人板耦合的频率、时机。通过影片解析,研究江苏主要运动员的走板动作,进行技术诊断。建立了有支撑(有根系统)、腾空状态、(无根系统)和弹性支撑三种状态的人体运动多体系统动力学模型,研制相应的模拟计算软件,对起跳动作进行动态模拟。提出走板、起跳技术最佳化的条件和影响因素。该研究坚持与训练实际紧密结合的方向,长期扎根于江苏跳水队,在完成短期实验训练,使实验对象“压水花”成功率平均提高了。
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