蹦床网面的载荷实验和有限元建模

来源 :第16届全国运动生物力学学术交流大会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wmxlg2008
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蹦床是人体在弹性网面通过蹬网获得一定的腾空高度完成各种难度动作的竞技项目.对于蹦床动作技术的研究,有许多学者做了大量的工作.本文的重点是蹦床有限元建模研究。 本文运用ANSYS建立了蹦床的有限元模型。在实际蹦床网面存在预应力,本文对膜材料预应力的施加是通过降温法来实现的。把相关数据导入ANSYS进行建模,因为使用She1141做大变形问题必须使用三角形单元,因此建模型划分过单元之后,并约束钢架四条边三个方向的自由度,计算得到的变形图以及米塞斯应力分布图。把江苏运动员完成“811团”动作数据代入有限元模型,在蹦床有限元模型的中心区域加上质量大小为45kg的质量块,然后计算出蹦床前3阶频率大小。其中,第一阶固有频率f1=1.45Hz,据此可得,该运动员网上起跳动作,从着网到离网的半周期达到最佳人网共振效果的时间是0.34s。而其实际影像解析数据是0.30s,显然,该运动员的网上起跳动作周期接近最佳化,但尚未达到最佳化的效果。 结果证明:蹦床网面中心区域的垂直方向的等效刚度为k0=5699N/m。阻尼比例系数为c0=47.74蹦床的等效质量为m0=23.66kg。当体重为45Hz的运动员网面起跳动作,使蹦床的振动频率达到第一阶固有频率1.45Hz时,会使人、网达到共振,即最佳的压网起跳时间是0.34s。
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