蛙泳力学分析

蛙泳力学分析
蛙泳力学分析

蛙泳力学分析-推进力

蛙泳推进力来自手臂划水和腿的蹬水两个方面。蛙泳划手的路线为三维曲线,近似如螺旋浆式,由于水是可流动的介质,因此直接后会造成划空的现象,不能获得有效地支撑反作用力,曲线划水是游泳技术的重要特征之一。由于曲线划水也包含了横向的划水,这就对推进力的形成产生了不同的观点,阻力中的垂直分力推进还是升力推进的问题,目前的观点认为,运用伯努利定律(Bernoulli Effect)解释游泳划手推进力是不够的,因为在划水过程中并不仅仅是改变了手掌前后的水流速度,没有发生“科安达效应”(Coanda Effect),也就没有产生升力的条件。在实际划水过程中手臂是推动了水,由于划水角度不同,便产生了分力,在横向划水过程由于角度的原因,实际上是垂直分力推动人体前进。

蛙泳推进力产生的条件与阻力一样,只是方向相反。第一,划水或蹬水要形成尽可能大的对水面,高肘屈臂划水是对水面的根本保证(如上图),由外划转为内划是逐步屈肘形成高肘动作的过程,内划时要充分发挥手掌和前臂的划水作用,而强调以手带肘是这一动作的核心。切不可因夹肘过早而使手处于无用武之地,要知道手掌在整个划水过程都是划水的压力中心。内划是划手产生最大推进力阶段,此时手臂的对水面最大,速度最快;蹬腿是在收腿结束所形成的动作基础上完成的,蹬腿的对水面是小腿和脚的内侧面,蹬腿应注意发力顺序以便最大限度地保持腿的对水面,应先伸髋后伸膝再伸踝,使之逐步减小对水面。

第二是划水路线,由于水是流动介质,要获得相对固定的支撑就必须划住相对静止的水,这就需要改变划水方向,象螺旋浆一样,不断作用(推动)不同流层的水,尽管所获得的推进分力(垂直分力)小但这比划空要好,这也是人在水上运动效率远不如陆上的原因之一。蛙泳手臂划水路线由外划和内划构成,外划时向外划水是主方向,其中包含向下向后划水运动路线,而内划则向内划是主方向,包含向上和向后划水的运动路线。蹬腿是弧形路线,先向外向后蹬,其目的是扩大对水面,使小腿和脚内侧充分对水(如下图),然后向内向后蹬夹水。这一过程要注意蹬夹动作同时完成,切不可先蹬后夹,更不能先夹后蹬。

第三,划水和蹬水的夹角,角度影响分力的大小。由于水的流动性,划水过程角度是变化的,这种变化在一定程度上取决于运动员自身的水感。研究证明运动员划水过程角度变化在20~70度角之间,平均角度为30~40度(如下图)。蛙泳蹬腿动作的角度也基本一致。角度应该是随划水方向改变而变化,其目的是尽可能获得向前的垂直分力推进。

第四,划水和蹬腿速度应具有加速度特征,这个道理是众所周知的,但实际上蛙泳划手或蹬腿并不是匀加速,由于划水或蹬腿过程中方向和角度的变化,划水和蹬腿的加速度也随之发生变化,但这种划水或蹬腿动作速度变化与游进速度相吻合,才是良好的划水或蹬腿效果的体现。但在整个划水和蹬腿过程中,动作速度和移动速度的趋势应该是加速的。

第五,蛙泳配合动作的紧凑和连贯,使游进速度相对均匀,从而有利于克服惯性阻力。蛙泳所受的惯性阻力仅次于蝶泳,惯性阻力要消耗高的体能,这也是蛙泳较慢的原因之一。蛙配合关键在于两点:一是手臂与腿的有效动作错开,并

保持良好的流线型,即划手腿不动,手将伸直,蹬夹腿。二是手臂内划后迅速前伸,领先半拍。这一动作很关键,也评价蛙泳配合技术好坏的重要指标参数。

运动力学(有答案)

一选择题: 1根据人体重心和支撑点的位置关系,手倒立属于哪种支撑平衡?(B) A 上支撑平衡 B 下支撑平衡 C 混合支撑平衡 D 稳定支撑平衡 2 跳高运动员起跳时要用力摆臂摆腿,这是因为(C) A 能带动重心,超越较高的横杆 B 把动量传递到起跳腿上,带动起跳腿向上 C 改变支撑反作用力,能增加起跳腿的蹬地力量 D 上述答案都不对 3 人体平衡时的稳定角是(B) A 重心的倾斜角 B 重心垂线与重心到支撑面边缘的相应点连线的夹角 C 重心与支撑面边缘相应连线的夹角 D 重心垂线与重心到支撑面中心连线的夹角 4跟腱附着点的跟骨骨折,是由于小腿三头肌的强力收缩对跟骨产生异常大的(B)引起的。 A、剪切载荷 B、拉伸载荷 C、压缩载荷 D、复合载荷 5乒乓球静止放于球桌上,球与桌面之间存在着弹力,弹力的大小(B) A、大于球的重力 B、等于球的重力 C、小于球的重力 D、没有弹力 6人体的骨杠杆系统包括:(ABC) A 省力杠杆 B 平衡杠杆 C 速度杠杆 D 力量杠杆 7影响物体转动惯量的因素包括:(ACD) A质量 B 物体的转动速度 C质量的分布 D转动轴的位置

8水对人体的阻力包括:(ABCD) A 摩擦阻力 B 形状阻力 C 兴波阻力 D 碎破阻力 9下列方法“不属于”运动学研究方法的是:(ABC) A 三维测力 B 表面肌电测试 C 身体成分测试 D 平面图像解析 10 运动生物力学的任务是:(ABCD) A改进运动技术 B改善训练手段 C改革运动器材 D预防运动损伤、运动康复与健康促进 11撑杆跳属于(C)动作系统. A周期性 B非周期性 C混合性 D不固定 12 跳高运动员起跳时要用力摆臂摆腿,这是因为(C) A 能带动重心,超越较高的横杆 B 把动量传递到起跳腿上,带动起跳腿向上 C 改变支撑反作用力,能增加起跳腿的蹬地力量 D 上述答案都不对 13 人体平衡时的稳定角是( B ) A 重心的倾斜角 B 重心垂线与重心到支撑面边缘的相应点连线的夹角 C 重心与支撑面边缘相应连线的夹角 D 重心垂线与重心到支撑面中心连线的夹角 14转动惯量是度量物体惯性大小的物理量。( B) A、平动 B、转动 C、静止 D、扭动 15 体育运动中的动作系统大体可分为:(ABCD) A周期性动作系统

蛙泳教学、蛙泳换气技巧、蛙泳分解动作(图文)

蛙泳是大家经常选择的一种游泳方式,如果你想学习蛙泳,那么你先要熟知蛙泳的技巧,然后在水中实践,最终是要下水的,但下水之前务必要掌握技巧。如果你能用心把这篇文章看完,然后花两个小时的时间在水中练习,很快就可以游起来的。 学蛙泳先记口诀 学蛙泳很容易,熟记口诀,结合要领: 两臂同时一划水,抬头吸气紧相随; 收腿翻脚蹬夹水,吐气水中用鼻嘴; 收手同时慢收腿,两臂前伸再蹬腿; 此种配合要牢记,协调配合要学会; 蛙泳手臂动作口诀: 蛙泳手臂对称划,桃型划水向侧下; 两手屈腕来抓水,屈臂高肘向后划; 划到肩下快收手,两肘用力向里夹; 双手平行向前伸,伸直放松往前进。 蛙泳腿部动作口诀: 蛙泳蹬腿像青蛙,向后蹬夹向前滑; 收腿脚跟臀边靠,两膝相距似肩宽; 边收边分慢收腿,翻脚脚尖向两边; 用力向后蹬夹水,两脚并拢漂一会。

蛙泳教程 第一步:学习腿部动作 蛙泳的腿部动作 蛙泳入门陆上模仿 1、坐撑模仿蛙泳腿:坐在板凳或池(岸)边上,上体稍后仰,两手支撑于体后侧,两腿伸直并拢,髋关节展开,身体成一条直线,做蛙泳腿的收(腿)、翻(脚)、蹬夹(水)、停(一会儿)的动作练习 收--大腿带小腿,边收边分。大腿于躯干的角度不能小于90度。 翻--向外翻脚,勾脚尖,膝关节稍内扣,以小腿内侧斜对蹬的方向。 蹬夹--移脚心对准的侧后方向逐渐用力,逐渐加速,边蹬边夹。 停--两腿并拢伸直放松,做明显的停顿动作。 初学者在练习时,可以先进行分解练习,即每做一个动作稍停,想清楚之后,再做下一个动作,这样逐渐过渡到连贯的动作。刚开始时,可以用眼睛看着自己腿的动作是否正确。 这种练习只是在学习的初期用以理解正确的动作概念,它的重点是体会翻脚时的肌肉感觉,其优点是自己能判断动作的错误与否,缺点是容易造成收大腿过多的错误动作。 2、俯卧模仿蛙泳腿:以大腿的上三分之一处贴近板凳或池(岸)边成俯卧,这样即省力,又可控制大腿少收。 这种练习重点是体会翻脚和腿蹬夹的路线及动作节奏,但是由于他全凭各然的肌肉感觉进行,在动作不熟练的情况下,往往容易出错,因此最好是在同伴或老师的指导下进行。 蛙泳入门水上练习

立定跳远的运动生物力学分析

立定跳远的运动生物力学分析立定跳远成绩通常被作为评定学生身体素质好坏的一个重要指标,同时它也 经常作为运动员选材的一个重要依据。运动生物力学是一门理论与实践密切结合 的应用科学,?它直接为增强人民体质和提高运动技术水平服务。以运动力学原理来分析立定跳远各个阶段的动作技术,找出提高立定跳远技术的途径,寻求最佳立定跳远技术,以帮助提高立定跳远的成绩。换句话说,就是从这个角度来分析立定跳远应该怎么跳,为什么要这么做,如何提高立定跳成绩。立定跳远属于抛射点与落地点在同一水平面上的抛射运动,?根据远度公式得知,影响抛射远度的主要因素是腾起初速度,又根据动量定理,?要求练习者在预蹲后应立即摆臂,蹬地跳起,蹬地应快猛干脆利落。因此,在进行完整连贯地练习立定跳远时应注意以下一些动作技术方面的问题。 动作各阶段分析 1、预蹲预摆阶段。双腿预蹲与双臂预摆是同时进行且运动方向完全相反。当双腿下蹲时,双臂由前下方经体侧向后上方摆动,上体稍前倾。这个阶段应注意四个问题。 (1)下蹲的程度,是微蹲、半蹲或是全蹲应明确。立定跳远时下蹲程度要求是微蹲,这时,人体的肌肉初长度被拉长达到了最适宜的程度。若是半蹲或全蹲就不符合人体肌肉的工作特点,变成了有意识地放慢下蹲的速度而延长力的作用时间,这样会降低肌肉的收缩力量,不利于形成强大的肌肉收缩力即爆发力。 (2)预蹲摆后能不能停顿。立定跳远动作要求是不能停顿的,当预蹲预摆后应接着迅速完成蹲地动作的,其主要原因是:停顿是把连贯的动作变成静力性动作,而静力性动作较连贯性动作易使肌体产生疲劳。。 (3)摆臂的程度。预蹲时双臂后摆应做到自然,不能强扭使摆幅加大,蹬地时双臂前摆应尽力前上方摆起,以最大程度地提高身体重心。 (4)明确预蹲摆的次数是不是越多越有利于起跳。立定跳远要求只预蹲摆一至二次,并不需要进行多次的重复。多次的重复预蹲预摆不利于充分利用肌肉的弹性,同时由于肌肉松驰现象的存在,不利于肌肉产生最大收缩强力。 2蹬地结束后人体腾空到最高点阶段。预蹲结束应立即摆臂与蹬地跳起,蹬直双腿,上体尽量前送,人体在达到最高点时成一斜线,这时候整个人体也应该是遵循角动量守恒定律的。 3人体从最高点到安全落地阶段。人体蹬离地面后,由于上体尽量前倾,在最高点时,是成一条斜线根据角动量守恒定律,当人体在腾空后,在不改变外力矩作用时,身体某一环节若以一定大小的动力矩绕转轴向某一方向产生转动,必然导致身体其他环节以等量大小的动力矩绕转轴向相反方向发生转动。这时,若不急剧挥臂,向前屈体并做收腹举腿,必然导致人体按原来斜线状态落地。为保证安全落地,必定要使下肢向反方向发生转动,并且小腿前伸着地,保证了上肢上体与下肢转动的动量矩矢量和为零,才能顺利地落地。 为了提高立定跳远的成绩,在进行动作练习时还应注意以下一些训练方法的问题: 1从抛射原理的射程公式中我们可得知:初速度与远度是成正比的,初速度是影响远度的主要因素。因此,在训练中必须着重提高初速度以提高远度。由于

学蛙泳动作要领图解 蛙泳技巧图解

学蛙泳动作要领图解蛙泳技巧图解1、蛙泳动作的分解GIF 学蛙泳简要口诀:划手腿不动,收手再收腿,先伸手臂再蹬腿,并拢伸直漂一会。 学蛙泳口诀 一、蛙泳蹬腿像青蛙,向后蹬夹向前滑。收腿脚跟臀边靠,两膝相距似肩宽。 边收边分慢收腿,翻脚脚尖向两边。用力向后蹬夹水,两脚并拢漂一会。 二、蛙泳手臂对称划,桃型划水向侧下。两手屈腕来抓水,屈臂高肘向后划。 划到肩下快收手,两肘用力向里夹。双手平行向前伸,伸直放松往前进。 三、蛙泳配合须注意,腿臂呼吸要适宜。两臂划水腿放松,收手同时又收腿。 两臂前伸腿蹬水,臂腿伸直滑一会。划水头部慢抬起,伸手滑行慢呼气。 四、两臂同时一划水,抬头吸气紧相随。收腿翻脚蹬夹水,吐气水中用鼻嘴。 收手同时慢收腿,两臂前伸再蹬腿。此种配合要牢记,协调配合要学会。

蛙泳臂部动作深入解剖 1.开始姿势:两臂保持一定的紧张自然向前伸直,与水面平行,身体成一直线。 2.抓水:手臂先前伸,肩关节略内旋,两手掌心略转向斜下方,稍勾手腕,两手分开向斜下方压水。 3.划水:两臂分成40-45度角,手腕开始弯曲,这时两臂两手逐渐积极地做向侧、下、后方屈臂划水。在划水中,前臂和上臂屈的角度,是不断变化的,一般优秀运动员划水主要阶段时关节都屈成接近90度角。因为这个角度能发挥最大的力量,同时能很好地利用胸背部的大肌肉群。一般水平较低的运动员肘关节的角度较大划臂时,手臂划至两臂夹角约成120度角时,即应连续过渡到向里做收手动作,划水和收手时,手走的路线不应到肩的下后方,应在肩前下方。为了充分利用一切前进力量来提高速度,在进入划水部位时,运动员应以较大的力量做划水动作,以获得前进的最大速度。因此,运动员在划水时,身体位置上升较高,这是合理现象。 4.收手:收手是划水阶段的继续,收手过程也能产生较大的前进作用力和上升力。将手臂做向里、向上收到头前下方,这时臂与肘几乎同时做动作,收手时不应降低划水速度,而是以更快速度来积极完成。收手时,不应强调两肘向里夹的动作,这会削弱划水力量,同时也应避免划水路线过大。收手动作应有利于做快速向前伸手动作,而又不影响臂腿动作协调配合。当手收至头前下方时,两手掌心是由向后转向内、向上的姿势,这时大臂不应超过两肩延长线为宜在整个收手动作过程中,手的动作应积极的、快速的、圆滑的来完成,收手结束时,肘关节低于手,大小臂成锐角。 5.伸臂:从动作中可以看出,伸臂动作是由伸直肘关节,肩关节来完成的。掌心由朝上逐渐转向下力,同时向前伸出。快速伸臂动作是现代蛙泳技术的特点之一,它紧密配合腿的动作,因此在伸臂的同时,肩要向前。不少运动员头也几乎同时向前有“压”的动作,但必须注意向前伸臂动作中不能有停顿现象。总之。整个臂部动作的移动路线,无论是俯视或仰视都是椭圆形的。侧视则为由浅到深的,再由下向上向前伸出,并且是一个连贯、有力、快速的完整过程。 *总观以上分析、蛙泳臂划水动作是一个完整的动作,划水轨迹是向侧-下-后-内-前方向移动。划水力量开始时较小。到划水主要阶段时逐渐加大。划水的速度是由慢到快最后达到最快。目强调高肘划水,在划水过程的前部计.注意以时关节为支点,发挥前臂屈肌的作用,两肘不能超过两肩侧的延长孩,主要是肱二头肌及肱肌的作用。在划水最有效部分,应注意以肩关节为支点,动作的方向是两臂向后拉,并内收,要发挥肩带肌肉群的作用(主要是胸大肌、背阔肌等)。配合强有力的蹬水,使动作连贯而不间断地产生向前的牵引力。

流体静力学实验报告

一、实验目的 1.掌握用液式测压计测量流体静压强的技能。 2.验证不可压缩流体静力学基本方程,加深对位置水头、压力水头和测压管水头的理解。 3.观察真空度(负压)的产生过程,进一步加深对真空度的理解。 4.测定油的相对密度。 5.通过对诸多流体静力学现象的实验分析,进一步提高解决静力学实际问题的能力。 二、实验装置 本实验的装置如图1-1所示。 图1-1 流体静力学实验装置图 1. 测压管 ; 2. 带标尺的测压管 ; 3. 连通管 ; 4. 通气阀 ; 5. 加压打气球 ; 6. 真空测压管 ; 7. 截止阀 ; 8. U 型测压管 ; 9. 油柱 ; 10. 水柱 ;11. 减压放水阀 说明: (1)所有测压管液面标高均以标尺(测压管2)零读数为基准。 (2)仪器铭牌所注B ?,C ?,D ?系测点B ,C ,D 的标高。若同时取标尺零点作为静力学基本方程的基准,则B ?,C ?,D ?亦成为C z ,C z ,D z 。 (3) 本仪器中所有阀门旋柄均以顺管轴线为开。

三、实验原理 1.在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程。 形式一: p z γ +=const (1-1-1a ) 形式二: P=P 。+γ (1-1-1b ) 式中 z---测点在基准面以上的位置高度; P —测点的静水压强(用相对压强表示,一下同); P 。--水箱中液面的表面压强; γ--液体的重度; h —测点的液体深度; 2.油密度测量原理。 当u 形管中水面与油水界面齐平(见图1-1-2),取油水界面为等压面时,有: P01=w γ=0γH (1-1-2) 另当U 形管中水面与油面平齐(见图1-1-3),取油水界面为等压面时,有: P02+W γH=0γH 即 P02=-w γh2=0γH-W γH (1-1-3) 图1-2 图1-3 四、实验要求 1.记录有关常数 实验装置编号No. 12 各测点的标尺读数为: B ?= 2.1 -210m ?; C ?= -2.9 -210m ?; D ?= -5.9 -210m ?; 基准面选在 测压管的0刻度线处 ; C z = -2.3 -210m ?; D z = -5.9 -210m ?; 2.分别求出各次测量时,A 、B 、C 、D 点的压强,并选择一基准验证同一

运动生物力学

运动生物力学 运动生物力学:是生物力学的一个重要分支,是研究体育运动中人体机械规律的科学。 运动生物力学的主要任务:提高运动能力,预防运动损伤 运动生物力学的研究方法分为测量方法和分析方法,其中测量方法可以分为运动学测量、动力学测量、人体测量、肌电图测量 运动学测量的参数:(角)位移、(角)速度、(角)加速度 动力学测量的参数:主要界定在力的测量方面。 人体测量是用来测量人体环节的长度、围度及,(质量、转动惯量等) 肌电图测量是用来测量肌肉收缩时的神经支配特性。 动作结构:运动时所组成的各动作间相互联系、相互作用的方法或顺序 动作结构的特征主要表现在运动学和动力学,运动学特征指完成动作时的时间、空间和时空方面表现出来的形式或外貌上的特征;动力学的特征指决定动作形式的各种力(力矩)相互作用的形式和特点,包括力、惯性和能量特征。 运动学特征:时间特征、空间特征和时空特征 时间特征反映的是人体运动动作和时间的关系:半蹲起立和深蹲起立 空间特征是指人体完成运动动作时人体各环节随时间变化所产生的空间位置 改变状况:下肢和躯干等空间移动轨迹 时空特征指人体完成运动动作时人体位置变化的快慢情况。 动力学特征包括,力的特征、能量特征和惯性特征 能量特征:人体运动时完成的功、能和功率方面的表现形式。 惯性特征:人体运动中人的整体、环节以及运动器械的质量、转动惯量对运动 动作所具有的影响。 动作系统:大量单一动作按一定规律组成为成套的动作技术,这些成套的动作技术叫做动作系统。 人体基本运动动作形式可主要归纳为推与拉动作、鞭打动作、缓冲和蹬伸动作及扭转、摆动和相向运动等动作形式 上肢基本运动动作形式——推(铅球)、拉(单双杠)、鞭打(标枪)★人体基本运动下肢基本运动动作形式——缓冲、蹬伸、鞭打 动作形式全身基本运动动作形式——摆动、躯干扭转、相向运动 人体的运动是由运动器系的机能特征所决定的,即以关节为支点,以骨为杠杆,在肌肉力的牵拉下绕支点转动,各肢体环节运动的不同组合使人完成千变万化的动作。 生物运动链根据其结构特点可以分为开放链和闭合链。见书P28-图2-15 生物运动链中的杠杆同机械杠杆一样也分为平衡杠杆、省力杠杆和速度杠杆 人体中的三类骨杠杆:见书P30-图2-16 ★人体惯性参数是指人体整体及环节质量、质心位置、转动惯量和转动半径 人体简化模型:质点模型、刚体和多刚体模型

蛙泳腿部技术动作分析

蛙泳腿部技术动作分析 标签:蛙泳腿部动作技术分析 这个单元,我们主要来介绍蛙泳踢水,也就是蛙泳泳姿的腿部动作。蛙泳的主要推动力是来自腿的蹬夹水(更准确的说是打水,或踢水),蛙腿的踢法不是向后蹬,也不是两腿伸直夹水,它是两个动作的结合,利用小腿内侧及脚板内侧在踢水,如同鞭子,所以困难度较高,但只要勤练,再加上有人从旁协助纠正,就可很快找到蹬夹水的感觉,因此游好蛙泳的主要精力应该放在腿部动作技术的练习与改进。蛙泳的腿部动作技术分为“收,翻,打,漂”四部,下面我们将分别从这四个阶段入手,详细说明每一部的技术要领。 在介绍正确的蛙泳踢水动作前,先让我们来看看几种同学们常犯的错误动作。 第一种错误情形,翻脚动作不明确。翻脚是产生动力的关键,脚板是腿的尾端,翻脚未做好,等于力量没有有效使用。 图1 如图1所示,收小腿结束,踢水之前,脚板没有像锄头一样勾起,朝前,朝外翻,而是如图1一样直脚板,脚指尖朝后,正确动作是应该脚板外翻,脚指尖朝左、右侧,脚板内侧对水,如图2所示: 图2 第二种错误情形,翘屁股。收腿时,大腿收太多,太靠近腹部,身体弓起,导致臀部向上浮起,因此每收一次腿,屁股就翘一下,不太美观,也造成很大的阻力。如图3、4所示:

图3 图4 第三种错误情形,没有漂,收腿快。蛙腿产生的推动力,是维持漂浮的源动力,太早收腿只是浪费腿产生出的推进力,而收腿动作太大或太快,只是增加了阻力与减低前进力。如图5所示: 图5 如图5所示,收腿时收腿动作太大,两膝间距太大,腿部呈八字,造成迎面阻力大。 看了这么多我们学员平时容易产生的错误动作后,接下来我们就来介绍正确的蛙泳腿部动作。而蛙泳踢水的动作要领大致可分为5个口诀: 1、缓慢收腿 2、两膝肩宽 3、脚板外翻 4、向后蹬夹 5、水平并拢 (将心诀反复默读,记于心,始于行哦);

材料力学性能静拉伸试验报告

静拉伸试验 一、实验目的 1、测45#钢的屈服强度s σ、抗拉强度m R 、断后伸长率δ和断面收缩率ψ。 2、测定铝合金的屈服强度s σ、抗拉强度m R 、断后伸长率δ和断面收缩率ψ。 3、观察并分析两种材料在拉伸过程中的各种现象。 二、使用设备 微机控制电子万能试验机、0.02mm 游标卡尺、试验分化器 三、试样 本试样采用经过机加工直径为10mm 左右的圆形截面比例试样,试样成分分别为铝合金和45#,各有数支。 四、实验原理 按照我国目前执行的国家 GB/T 228—2002标准—《金属材料 室温拉伸试验方法》的规定,在室温1035℃℃的范围内进行试验。将试样安装在试验机的夹头当中,然后开动试验机,使试样受到缓慢增加的拉力(一般应变速率应≤0.1m/s ),直到拉断为止,并且利用试验机的自动绘图装置绘出材料的拉伸图。 试验机自动绘图装置绘出的拉伸变形L ?主要是整个试样,而不仅仅是标距部分的伸长,还包括机器的弹性变形和试样在夹头中的滑动等因素,由于试样开始受力时,头部在头内的滑动较大,故绘出的拉伸图最初一段是曲线。 塑性材料与脆性材料的区别: (1)塑性材料: 脆性材料是指断后伸长率5%δ≥的材料,其从开始承受拉力直至试样被拉断,变形都比较大。塑性材料在发生断裂时,会发生明显的塑性变形,也会出现屈服和颈缩等现象; (2)脆性材料: 脆性材料是指断后伸长率5%δ<的材料,其从开始承受拉力直至试样被拉断,变形都很小。并且,大多数脆性材料在拉伸时的应力—应变曲线上都没有明显的直线段,几乎没有塑性变形,在断裂前不会出现明显的征兆,不会出现屈服和颈缩等现象,只有断裂时的应力值—强度极限。 脆性材料在承受拉力、变形记小时,就可以达到m F 而突然发生断裂,其抗拉强度也远远 小于45钢的抗拉强度。同样,由公式0m m R F S =即可得到其抗拉强度,而根据公式,10 l l l δ-=。 五、实验步骤 1、试样准备 用笔在试样间距0L (10cm )处标记一下。用游标尺测量出中间横截面的平均直径,并且测出试样在拉伸前的一个总长度L 。 2、试验机准备:

静力学分析报告

静力学分析报告 一、制作人员: 二、模型名称:桁架 三、创意来源: 四、模型视图: 五、模型简化

因为桁架本身由硬杆组成,所以简化结构 如下图所示,并求各点的受力情况。 假设桁架受到集中力G的影响 1以节点A为探究对象 m A F=0 F B Y?4?F?3=0 F B Y=0.75F F Y=0 F A Y+F B Y=0 F A Y=0.25F 2以节点B为探究对象 F12F13 B F B Y F Y=0 F13cos45°+F B Y=0 F13=?32 4 F F X=0 ?F13cos45°?F12=0 F12=?3 4 F

3以节点G为探究对象 F F10 G F11F13′ F Y=0 ?F13′cos45°?F?F11=0 F11=?0.25F F X=0 F13′cos45°?F10=0 F8=?0.75F 4以节点H为探究对象 F9F11′ F8 H F12′ F Y=0 F9cos45°+F11′=0 F9= 2 4 F F X=0 ?F9cos45°?F8+F12′=0 F8=0.5F 5以节点I为探究对象 F7 F6I F8′ F Y=0 F7=0

F X=0 ?F6+F8′=0 F6=0.5F 6以节点E为探究对象 F4E F10′ F5F7′F9′ F Y=0 F9′cos45°?F5cos45°=0 F5=2 F F X=0 ?F5cos45°+F9′cos45°?F4+F10′=0 F4=?0.25F 7以节点D为探究对象 F3F5′ F2 D F6′ F Y=0 F3+F5′cos45°=0 F3=1 4 F F X=0 F5′cos45°?F2+F6′=0 F4=0.25F 8以节点C为探究对象 C F4′

从运动生物力学原理谈运动损伤的发生原因及防治

·运动医学· 从运动生物力学原理谈运动损伤 的发生原因及防治 戈定(同济医科大学式汉‘30030) 摘要:运动损伤的发生原因多种多样,但从根本_卜讲.上要是由于运动训练及技术动作违背r 运 动解剖学、生理学及生物力学的科学原理所致。本文欲探讨此力一面生物力学的原因及防治方法。 关键词:运动生物力学,运动损伤,原因,防治 On the Causes of Exercises Injury and Prevention,Treatment from the Perspective of Sports E3iomechanics (*e Dcn} (Tuug.lt Me准备活动的不够充分;<3>场地、器材的小合理或突然变异的情况;机体机能状态低卜时的超负荷运动3}. 综卜所述,运动损伤以运动系统的创伤为主,多发生于从事运动训练及体育锻炼的人群之 中,尤以刚开始从事卜述活动的人为多数,发生的原因主要以技术动作的不合.理,场地器材的 不规范,以及超负荷大强度的运动训练所致。所谓技术动作不合理,实际_卜就是运动时的技术 动作不符合本人人体解剖结构及生理机能的客观条件要求,不符合运动生物力学的规律,这类 技术动作有些是竞技体育的客观要求,但大多数则是对卜述知识、概念的掌握不够,认识不足 所造成的,所以从人体解剖、生理学及运动生物力学的观点来看一,错误的动作技术既不利于人 体竟技水平、运动能力的提高,义是造成运动损伤的必然因素。本文研究的目的就在于提高人 们对此问题的认识,努力消灭造成运动损伤的必然因素,增加知识,提高预见度,尽[__L 避免运动

基于ABAQUS和EXCEL的泡棉静态力学性能分析

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/e410171921.html, 基于ABAQUS和EXCEL的泡棉静态力学性能分析 作者:周万里黄攀 来源:《科技风》2017年第09期 摘要:手机中大量应用泡棉作为缓冲材料保护关键器件,不同泡棉的缓冲效果完全不 同,对器件的保护作用大小也不同。通过泡棉的单轴压缩和回弹实验测试可以得到材料的位移-力曲线,但有限元软件ABAQUS中需要的材料参数不能直接在该软件中拟合得到。故基于EXCEL的VB模块构建新公式和使用规划求解功能拟合材料参数。在ABAQUS中建立有限元模型验证了用EXCEL拟合材料的准确性和该分析方法的正确性。 关键词:泡棉;有限元;ABAQUS;hyperfoam;Mullins软化效应;EXCEL;规划求解 泡棉因为具有良好的密封性和可压缩性,在手机中被大量应用根据用途可以分为导电泡棉、缓冲泡棉、双面胶泡棉和防尘防水泡棉等,根据应用的位置可以分为LCM泡棉、摄像头泡棉、音腔泡棉、受话器泡棉等。不同的用途和位置对泡棉的要求完全不同。国内文献对泡棉的研究主要在后期仿真应用上和没有考虑泡棉的应力软化效应,没有详细介绍如何从基础实验数据中获取有限元仿真所需要的参数再到仿真应用的过程。 本文首先使用高精度试验机对泡棉进行单轴压缩和回弹实验,获取位移-力曲线;然后转换为名义应变-名义应力曲线。利用EXCEL的VB模块构建新公式,再把名义应变-名义应力 曲线输入到EXCEL表格,并使用规划求解功能拟合曲线获取基于ABAQUS的hyperfoam本构模型和Mullins软化效应的材料参数;最后通过建立有限元模型验证该本构模型和拟合方法的正确性。 1 压缩和回弹实验 使用高精度试验机对泡棉进行压缩和回弹实验。因为该泡棉太薄只有0.3mm的厚度,为 减小误差把4层泡棉叠加在一起进行测试。具体样品尺寸为25mmX25mmX0.3mmX4。 2 记录压缩和回弹数据 压缩试验机记录力的单位为g,位移为mm。 3 处理数据 因为前面有一段行程为空压,需要处理数据,减掉这部分位移并减少数据点。处理后的数据见下图:

蛙泳教学重难点

蛙泳的教学重难点 蛙泳是大家经常选择的一种游泳方式,如果你想学习蛙泳,那么你先要熟知蛙泳的技巧,然后在水中实践,最终是要下水的,但下水之前务必要掌握技巧。如果你能用心把这篇文章看完,然后花两个小时的时间在水中练习,很快就可以游起 来的。 学蛙泳先记口诀 学蛙泳很容易,熟记口诀,结合要领: 两臂同时一划水,抬头吸气紧相随; 收腿翻脚蹬夹水,吐气水中用鼻嘴; 收手同时慢收腿,两臂前伸再蹬腿; 此种配合要牢记,协调配合要学会; 蛙泳手臂动作口诀: 蛙泳手臂对称划,桃型划水向侧下;

两手屈腕来抓水,屈臂高肘向后划; 划到肩下快收手,两肘用力向里夹; 双手平行向前伸,伸直放松往前进。 蛙泳腿部动作口诀: 蛙泳蹬腿像青蛙,向后蹬夹向前滑; 收腿脚跟臀边靠,两膝相距似肩宽; 边收边分慢收腿,翻脚脚尖向两边; 用力向后蹬夹水,两脚并拢漂一会。 蛙泳教程 1.学习腿部动作 蛙泳入门陆上模仿

1、坐撑模仿蛙泳腿:坐在板凳或池(岸)边上,上体稍后仰,两手支撑于体后侧,两腿伸直并拢,髋关节展开,身体成一条直线,做蛙泳腿的收(腿)、翻(脚)、蹬夹(水)、停(一会儿)的动作练习 收--大腿带小腿,边收边分。大腿于躯干的角度不能小于90度。 翻--向外翻脚,勾脚尖,膝关节稍内扣,以小腿内侧斜对蹬的方向。 蹬夹--移脚心对准的侧后方向逐渐用力,逐渐加速,边蹬边夹。 停--两腿并拢伸直放松,做明显的停顿动作。 初学者在练习时,可以先进行分解练习,即每做一个动作稍停,想清楚之后,再做下一个动作,这样逐渐过渡到连贯的动作。刚开始时,可以用眼睛看着自己腿的动作是否正确。 这种练习只是在学习的初期用以理解正确的动作概念,它的重点是体会翻脚时的肌肉感觉,其优点是自己能判断动作的错误与否,缺点是容易造成收大腿过多的错误动作。 2、俯卧模仿蛙泳腿:以大腿的上三分之一处贴近板凳或池(岸)边成俯卧,这样即省力,又可控制大腿少收。

散打动作技术的运动生物力学分析

散打动作技术的运动生物力学分析 散打是一项用身体特定部位作为进攻或防守武器的搏击性运动。纵观其动作技术特点,散打中任一技术动作都是在肩、躯干、腰、髋、膝、裸各关节的充分配合下完成的,要求将各关节的分力聚集一点作用于目标。散打动作技术主要有拳法、腿法、摔法。拳法主要包括直拳、摆拳、勾拳、劈拳、扣拳、鞭拳、弹拳七种,是以直、摆、勾、为主体;腿法主要有前蹬腿、侧踹退、横鞭腿、后摆腿、下劈腿、扫腿六种,是以前蹬腿、鞭腿、侧踹腿为主体;散打中的摔法主要有夹摔、抱缠摔、接腿摔、等三种[1I。拳法的特点在于进攻路线短、冲力大、速度快、发力狠、动作突然、防不慎防、躲避困难、而且易于应用身体的力量。腿法的特点进攻路线长、打击力大、是远距离进攻最有效的武器。摔法的特点是速度快、发力突然,是贴身搏击的锐利武器。 1 对散打动作技术肌群工作特征分析 肌肉是人体运动的发动机,是产生力的器官。散打动作技术的肌群力学特征主要通过参与工作的肌肉作用类型、肌肉功率、肌肉功、肌肉的发力顺序四方面表现出来。 1.1 参与工作的肌群及其特点 散打中的每一动作技术都是全身性的运动,都要求身体各部位的肌群协调、充分的配合使机体能量经济化和动作效果最优化。从体育解刨学的角度上讲,其动作设计与人体的上肢、躯干、和下肢等关节的肌肉的工作特征紧密相连。下面以散打中最常用的右手掼拳为例、对参与掼拳动作关节的运动及肌肉工作的特点进行分析:右手掼拳的动作要求右腿轻微下潜继而快速蹬地并向内扣,髋关节伸展内旋,躯干向左回旋,同时肩胛骨前伸,肩关节前屈,肘关节伸的同时伴随前臂内旋,右拳向外、向前、向里横掼,力达拳面。做掼拳动作时,右腿轻微下潜右后快速蹬地并向内扣动作是由髁关和膝关节完成,参与的肌群为小腿三头肌、胫骨后肌、股四头肌等,是肌肉在近固定时做超等长收缩完成的。髋关节伸展内旋动作主要是臀大肌、大收肌、股二头肌、半肌腱和半膜肌、臀中肌和臀小肌前部及阔筋膜张肌等肌群在近固定时做向心工作完成的。躯干左回旋动作是由左侧腹内斜肌和右侧腹外斜肌在下固定时做向心工作完成。在手臂摆动过程中,上肢带的肩胛骨做前伸运动,主要是由前锯肌和胸小肌在近固定时做离心工作完成的;肩关节前屈主要是由胸大肌、三角肌前部肌纤维做等长工作完成;肘关节伸的同时伴随前臂内旋动作,肘关节伸主要是由肱三头肌和肘肌在近固定时做向心工作完成的;前臂内旋是旋前原肌、旋前方肌在近固定时做向心工作完成。 由以上分析得知,各关节肌肉的收缩形式有离心收缩、超等长收缩、等长收缩等收缩形式。在各种收缩形式中,产生肌力的大小顺序为:超等长收缩>离心收缩>等长收缩>向心收缩日。显而易见。超等长收缩产生的肌力最大。之所以这种收缩能产生更大的力量是由于肌肉弹性体产生的张力变化和肌牵张反射。 从运动生物力学的角度说,人体肌肉包括肌腱是一种黏弹性物质,其在收到迅速牵拉伸长时,能够产生强大的弹性回缩力,黏性物质如果缓慢被拉伸,或者拉伸后在停顿一段时间就会出现松弛现象,其弹性回缩力就会大大降低。所以在散打动作中,尽可能的使肌肉做超等长收缩,使其产生更大的肌力。如在直拳、掼拳、勾拳时,在启动阶段使蹬地腿有意识的小幅度下潜或身体小幅度的转动使肌肉先做离心收缩,继而快速蹬地、转髋、送肩使肌肉做向心收缩,从而增大肌力。在做鞭腿动作时同样使进攻腿下潜,继而快速蹬地,肌肉做超等长收缩,使进攻腿产生了更大的肌力,通过发作用力于地面,从而增加了进攻腿的启动速度。但应注意腿的下潜动作及蹬地发力到动作完成整个过程是快速、连贯一致的,否则会出现肌

《蛙泳腿部动作》教案

《蛙泳腿部动作》教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

《蛙泳腿部动作》教案 教师:班级:人数:人课次:时间:第周 2

部分 1.整队集合。 2.清点人数。 3.检查服装。 4.宣布课内 容。 5.安排见习 生。 1)。 2.观察集合情况,听体 委汇报出勤人数。 3.向学生问好。 4.宣布本课的教学内容 与要求。 5.安排见习生。 合。 2.体委整队向教师汇报 人数。 3.向教师问好。 4.认真听取课堂内容与 要求。 5.见习生根据教师安排 进行学习。 队形组织示意图: 图1 要求:快、静、齐。 钟 准备 部分 一、热身跑 二、徒手操 扩胸运动 振臂运动 肩绕环 腹背运动 体转运动 前后弓步压腿 学生分两路纵队,教师 领跑沿游泳池跑两圈 (见图2)。 1.教师口令指挥学生成 体操队形散开(如图 3)。 图2 要求:靠泳池外围慢 跑,注意安全。 1.学生分成四个小组。 图3 2.学生跟教师进行练 习。 2 分 钟 3 分 钟 1 1 小 中 3

绕膝运动 手腕、踝关节运动2.教师领做,用口令指 挥。 要求:动作舒展大方, 分伸展身体各个关节。 基本部分一、蛙泳腿部 基本动作 方法口诀:向 后蹬夹向前 滑;收腿脚跟 臀边靠,两膝 相距似肩宽, 边收边分慢收 腿,向外翻脚 对准水,弧形 向外蹬夹水, 蹬直腿后漂一 会儿。 1.教师将学生分为两 组,站在中间结合挂图 讲解并示范蛙泳腿部动 作(见图4)。 要点: ①大腿带动小腿向前 收,边收边分,当大腿 收到与躯干约成120°~ 140°时,两膝与髋同 宽。 ②两脚紧靠臀部外侧, 小腿与水面垂直,脚底 向上。 ③两膝内扣,两脚钩脚 外翻。 ④大腿发力,小腿和脚 加速向后弧形蹬夹水。 ⑤两腿并拢伸直,呈流 线型姿势滑行。 2.教师组织学生在岸边 做坐撑练习(图5)。 方法:坐于池边或凳子 上,两手侧后撑,上体 后仰,模仿蛙泳腿部动 作。练习时,先按“收” “翻”“蹬夹”“停”四个环节 进行分解动作练习,再 过渡到“收—翻”“蹬— 1.学生分为两组认真观 察教师的示范动作并认 真听教师讲解蛙泳腿部 的方法和要点。 要求:认真观察教师的 示范动作并认真听教师 讲解的方法和要点。 图4 2.学生在岸边做坐撑练 习。 图5 要求:做动作时要循序 渐进,避免受伤。 3.学生做岸上俯卧腿部 动作练习。 2 分 钟 6 中 4

瓦楞结构材料瓦楞方向静力学性能的研究

瓦楞结构材料瓦楞方向静力学性能的研究瓦楞结构材料,因其无污染、可再生、质量轻、刚度好、缓冲吸能、易加工成型、可回收且成本低廉,在造船、汽车、建筑、航空航天、铁路运输和包装等行业有着广泛的应用。目前对瓦楞结构材料的研究主要集中在平压方向的力学性能上,而在实际应用中瓦楞结构材料常在其瓦楞方向上承载。因此研究瓦楞结构材料瓦楞方向的力学性能,对于促进其应用具有十分重要的意义。瓦楞结构材料是由瓦楞芯材和面材复合而成。根据瓦楞形状不同,瓦楞可分为U、V和UV形。瓦楞楞型有A、C、B和E型。通过静态拉伸试验对瓦楞原纸的物理性能进行了测定,得到相关物理参数,为有限元模拟提供基材的力学参数。对瓦楞结构材料进行静态压缩试验,验证有限元模型的可靠性。建立不同种类的瓦楞结构材料的有限元静力学分析模型,并使用试验结果验证模型的可靠性。基于此,通过能量效率法分别研究不同楞型和楞形瓦楞结构材料的力学性能,深入分析它们对瓦楞结构材料瓦楞方向静力学性能的影响。不同楞型、楞形和壁厚的瓦楞结构材料,瓦楞方向的变形模式都是呈现自上而下的折曲变形,应力应变曲线形态都是由弹性、屈服、平台和密实化四个阶段组成,能量效率曲线都是呈现先增大后减小的变化趋势。对于任一楞型的瓦楞结构材料,瓦楞方向的初始峰应力、平均抗压强度、最大能量吸收效率、密实化单位体积能量吸收和密实化比能量吸收随着壁厚的增大而增大。对于任一壁厚的瓦楞结构材料,A、C、B和E楞瓦楞的初始峰应力、平均抗压强度、密实化单位体积能量吸收和密实化比能量吸收依次增大。对于

U、V和UV任一楞形的瓦楞结构材料,其瓦楞方向的初始峰应力、平均抗压强度、最大能量吸收效率、密实化单位体积能量吸收和密实化比能量吸收随着壁厚的增大而增大。它们之间的相互关系,可拟合为一定的关系曲线,基于计算结果给出了相关经验公式。对于任一壁厚的瓦楞结构材料,U、V和UV形瓦楞的初始峰应力、平均抗压强度、密实化单位体积能量吸收和密实化比能量吸收总是呈现出V形瓦楞 最小,U形瓦楞最大,UV形瓦楞介于两者之间的规律。综上所述,楞型、楞形和壁厚对瓦楞结构材料瓦楞方向的静力学性能,影响较大,相关 规律可以为瓦楞结构材料在缓冲包装设计方面提供指导性参考与帮助。

圆周运动中的动力学分析

圆周运动中的动力学分析 (1)向心力的来源 向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是几个力的合力或某个力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力. (2)向心力的确定 ①确定圆周运动的轨道所在的平面,确定圆心的位置. ②分析物体的受力情况,找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力就是向心力. 例1 (多选)如图1 所示为赛车场的一个水平“梨形”赛道,两个弯道分别为半径R =90 m 的大圆弧和r =40 m 的小圆弧,直道与弯道相切.大、小圆弧圆心O 、O ′距离L =100 m .赛车沿弯道路线行驶时,路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍,假设赛车在直道上做匀变速直线运动,在弯道上做匀速圆周运动,要使赛车不打滑,绕赛道一圈时间最短(发动机功率足够大,重力加速度g =10 m/s 2,π=3.14),则赛车( ) 图1 A .在绕过小圆弧弯道后加速 B .在大圆弧弯道上的速率为45 m/s C .在直道上的加速度大小为5.63 m/s 2 D .通过小圆弧弯道的时间为5.58 s 绕赛道一圈时间最短. 答案 AB 解析 在弯道上做匀速圆周运动时,根据径向静摩擦力提供向心力得,kmg =m v 2m r ,当弯道半径一定时,在弯道上的最大速率是一定的,且在大弯道上的最大速率大于小弯道上的最大速率,故要想时间最短,可在绕过小圆弧弯道后加速,选项A 正确;在大圆弧弯道上的速率为v m R =kgR = 2.25×10×90 m /s =45 m/s ,选项B 正确;直道的长度为x =L 2-(R -r )2

=50 3 m ,在小弯道上的最大速率为:v m r =kgr = 2.25×10×40 m /s =30 m/s ,在直道上 的加速度大小为a =v 2m R -v 2m r 2x =452-3022×503 m /s 2≈6.50 m/s 2,选项C 错误;由几何关系可知,小圆弧轨道的长度为2πr 3,通过小圆弧弯道的时间为t =2πr 3v m r =2×3.14×403×30 s ≈2.80 s ,选项D 错误.

《蛙泳腿部动作》教案

《蛙泳腿部动作》教案 教师:班级:人数:人课次:时间:第周

1.整队集合。 2.清点人数。 3.检查服装。 4.宣布课内容。 5.安排见习生。 报出勤人数。 : 3.向学生问好。 4.宣布本课的教学内容与要 求。 5.安排见习生。 3.向教师问好。 4.认真听取课堂内容与要求。 5.见习生根据教师安排进行 学习。 < 队形组织示意图: 图1 要求:快、静、齐。 : 准备 部分 一、热身跑 % 二、徒手操 扩胸运动 振臂运动 肩绕环 腹背运动 体转运动 | 前后弓步压腿 绕膝运动 学生分两路纵队,教师领跑 沿游泳池跑两圈(见图2)。 · 1.教师口令指挥学生成体操 队形散开(如图3)。 、 2.教师领做,用口令指挥。 图2 要求:靠泳池外围慢跑,注 意安全。 1.学生分成四个小组。 ] 图3 2.学生跟教师进行练习。 要求:动作舒展大方,分伸 展身体各个关节。 2 分 钟 < 3 分 钟 1 , 1 / 小 | 中

手腕、踝关节运动 基本部分一、蛙泳腿部基 本动作 】 方法口诀:向后 蹬夹向前滑;收 腿脚跟臀边靠, 两膝相距似肩 宽,边收边分慢 收腿,向外翻脚 对准水,弧形向 外蹬夹水,蹬直 腿后漂一会儿。 ~ 1.教师将学生分为两组,站 在中间结合挂图讲解并示 范蛙泳腿部动作(见图4)。 《 要点: ①大腿带动小腿向前收,边 收边分,当大腿收到与躯干 约成120°~140°时,两膝 与髋同宽。 ②两脚紧靠臀部外侧,小腿 与水面垂直,脚底向上。 ③两膝内扣,两脚钩脚外 翻。 ④大腿发力,小腿和脚加速 向后弧形蹬夹水。 ⑤两腿并拢伸直,呈流线型 姿势滑行。 2.教师组织学生在岸边做坐 撑练习(图5)。 方法:坐于池边或凳子上, 两手侧后撑,上体后仰,模 仿蛙泳腿部动作。练习时, 先按“收”“翻”“蹬夹”“停” 四个环节进行分解动作练 习,再过渡到“收—翻”“蹬 —停”两拍练习。 — 3.教师组织学生做岸上俯卧 1.学生分为两组认真观察教 师的示范动作并认真听教师 讲解蛙泳腿部的方法和要 点。 要求:认真观察教师的示范 动作并认真听教师讲解的方 法和要点。 ~ 图4 2.学生在岸边做坐撑练习。 图5 要求:做动作时要循序渐进, 避免受伤。 3.学生做岸上俯卧腿部动作 练习。 2 分 钟 】 # … 6 ; 【 中 ? 。 !

闸式剪板机力学性能分析与优化

闸式剪板机力学性能分析与优化* 王 勇1,朱世凡1,陈 胜1,王 奇1,于 珺2,陈达兵2 (1.合肥工业大学机械工程学院,安徽合肥230009;2.马鞍山市中亚机床制造有限公司,安徽马鞍山243131) 摘 要:剪板机结构力学性能对剪切精度具有重要影响三以6×3200型数控闸式剪板机为对象,基于数值模拟方法对上刀架进行了静力学分析和瞬态动力学分析,得到了剪切过程中的最大等效应力与最大变形;对机架进行了模态分析,给出了剪板机系统可能发生共振的固有频率和相应振型;基于分析结果对闸式剪板机结构进行了优化三 关键词:闸式剪板机 静力学分析 动力学分析 模态分析 优化设计 中图分类号:TP13 文献标识码:A 文章编号:1002-6886(2019)02-0001-04 Analysis and optimization of mechanical properties of braking-type plate shearing machine WANG Yong,ZHU Shifan,CHEN Sheng,WANG Qi,YU Jun,CHEN Dabing Abstract:The mechanical properties of shearing machine have important influence on the shearing accuracy.Based on the numerical simulation method,the static analysis and transient dynamic analysis of the upper tool holder are carried out for the6×3200numerical control gate shear machine.The maximum equivalent stress and maximum deformation in the shearing process are obtained.The modal analysis of the frame is carried out to obtain the natural frequency and corresponding vibra?tion mode of the shearing machine.Based on the analysis results,the structure of the brake shearing machine is optimized. Keywords:braking-type plate shearing machine,statics analysis,dynamic analysis,modal analysis,optimization design 0 引言 与摆式剪板机相比,闸式剪板机从结构上避免了游隙的存在并可调节剪切角,具有更高的效率二精度和可靠性三但闸式剪板机在剪切宽厚板或高强度薄板时,仍存在机床变形影响剪切精度等问题三现有文献多研究剪切参数对剪切精度的影响[1]二剪板机组控制系统设计与自动化改造[2-3]或者以有限的 离散点模拟剪切过程[4],有关闸式剪板机的力学性能分析与结构优化的研究目前尚少见三本文通过机床的静动态特性分析,模拟剪板机剪切过程,获得连续的剪切数据,并给出优化方案三 1 静力学分析 以一款6×3200型数控闸式剪板机为例,其结构模型如图1所示三工作时,滚柱丝杠驱动的后挡料装置调节剪切长度,压料油缸将被剪板料压紧,设置刀刃间隙和剪切角等剪切参数后,两端的液压缸驱动上下刀刃相对运动完成板料的剪切三 仿真分析时,忽略过渡圆角二螺纹孔等[5],将简化的三维模型导入到有限元分析软件中,上刀架两侧面作固定约束,设置绑定接触模拟上刀架零部件的焊接和螺纹固定[6]三 图1 6×3200闸式剪板机结构模型 根据诺沙里公式[7]: P=0.6σbδs h2tanα1+ z tanα 0.6δs+ 1 1+10δsσ b y2 ? è ? ? ? ? ÷ ÷ x (1) 四1四

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