運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究精選(九篇)

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第1篇：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué) 競技體育 現(xiàn)狀 趨勢

一、前言

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)以其多學(xué)科的交叉應(yīng)用性的研究成果應(yīng)用于指導(dǎo)體育運(yùn)動(dòng)實(shí)踐；特別是競技體育的科學(xué)訓(xùn)練的需要，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在測量技術(shù)上不斷取得新突破，在改進(jìn)和完善動(dòng)作技術(shù)，選擇和設(shè)計(jì)優(yōu)化的動(dòng)作技術(shù)方案等的方面產(chǎn)生了積極的影響。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在技術(shù)原理方面的研究為運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)診斷和改進(jìn)訓(xùn)練方法的理論依據(jù)。此外，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷的防治、康復(fù)器械的改進(jìn)，仿生機(jī)械等方面也有重要作用；同時(shí)也為運(yùn)動(dòng)員選材提供了依據(jù)。

二、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在競技體育中的研究現(xiàn)狀

（一）競技體育中運(yùn)動(dòng)裝備、訓(xùn)練器械、測試儀器的研究現(xiàn)狀

在競技體育中對運(yùn)動(dòng)裝備、訓(xùn)練器械、測試儀器的研究是直接為提高運(yùn)動(dòng)成績服務(wù)的，這就對運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在競技體育中的科研提出了很高的要求。但就目前的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)測試儀器來說，測試儀器越來越多樣化、測試結(jié)果也越來越精確。而且，許多新的現(xiàn)代化的技術(shù)裝備也被應(yīng)用到運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究上，如運(yùn)動(dòng)器械等的研究如運(yùn)動(dòng)鞋、訓(xùn)練器材等，近些年對運(yùn)動(dòng)器械、儀器設(shè)備的研發(fā)方面的研究比較少，這類研究有比較好的前景，若利用得當(dāng)，將大大推動(dòng)學(xué)科的發(fā)展，同時(shí)對經(jīng)濟(jì)的增長也有很大作用[1]。

（二）運(yùn)動(dòng)員選材方面的研究現(xiàn)狀

運(yùn)動(dòng)員選材已從單一方面研究深入到全面展示不同項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員身體形態(tài)、生理機(jī)能、運(yùn)動(dòng)力學(xué)生物力學(xué)等方面的綜合的研究，這些學(xué)科需要多種方法綜合運(yùn)用，以達(dá)到理想的效果。對于競技體育選材的問題，要從多學(xué)科交叉研究才能完成。而運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究更加依賴高新技術(shù)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究，而當(dāng)前競技體育中相對缺乏高科技多學(xué)科的綜合，測試方法上的局限于現(xiàn)有方法的應(yīng)用，且缺乏較高水平的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在運(yùn)動(dòng)員選材方面研究；在選材內(nèi)容上偏重于以往的儀器測試，在選材項(xiàng)目上比較局限，展開的項(xiàng)目不多，也沒有進(jìn)行深入研究。

（三）運(yùn)動(dòng)損傷及其康復(fù)的研究現(xiàn)狀

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究競技體育中運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練引起損傷機(jī)制，了解與認(rèn)識其病因、探討預(yù)防、治療及康復(fù)措施一直是運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)與運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在競技體育研究中要解決的重點(diǎn)問題之一。在競技體育中用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的方法研究運(yùn)動(dòng)損傷及康復(fù)的研究也越來越受到重視，而且與運(yùn)動(dòng)專項(xiàng)結(jié)合更加緊密。運(yùn)動(dòng)損傷相關(guān)研究包括對正常運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的研究，由于運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷中以韌帶、軟骨的損傷為主，故韌帶與軟骨成為研究的重點(diǎn)，尤其是軟骨，此外對運(yùn)動(dòng)損傷相關(guān)研究還包括運(yùn)動(dòng)損傷及修復(fù)與重建后相關(guān)組織的生物力學(xué)研究，運(yùn)動(dòng)損傷及修復(fù)與重建后關(guān)節(jié)的整體生物力學(xué)特性研究也是研究重點(diǎn)[2]。

（四）技術(shù)動(dòng)作的研究現(xiàn)狀

競技體育項(xiàng)目動(dòng)作的技術(shù)分析研究是目前運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究成果最多的，這些研究成果為運(yùn)動(dòng)成績的提高作了重大的貢獻(xiàn)。但是在技術(shù)動(dòng)作的研究中也出現(xiàn)了一些問題，田徑、武術(shù)等項(xiàng)目研究得比較多，而技術(shù)穩(wěn)定性差，對抗性及靈活性強(qiáng)的項(xiàng)目研究的比較少，這也許是由于像田徑等穩(wěn)定性強(qiáng)的動(dòng)作技術(shù)容易進(jìn)行分析研究，而技術(shù)穩(wěn)定性弱的項(xiàng)目技術(shù)動(dòng)作不易分析研究而造成的。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在技術(shù)研究中目前最先要解決的是怎樣將生物力學(xué)的有關(guān)理論盡快地運(yùn)用到體育實(shí)踐中解決技術(shù)訓(xùn)練中存在的具體問題。

（五）人體運(yùn)動(dòng)模型研究及計(jì)算機(jī)模擬與仿真的模擬現(xiàn)狀

經(jīng)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對人體運(yùn)動(dòng)的模擬仿真，這類研究是目前處于人體運(yùn)動(dòng)研究的最前沿的理論方法，它不僅能用電腦全過程模擬人體各種復(fù)雜運(yùn)動(dòng)并用三維動(dòng)畫方式完整地顯示，而且能對人體尚未實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)預(yù)測其可能性和技術(shù)要點(diǎn)[3]。這一方法將是今后運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究的重要方面。這些方法在競技體育中能得以應(yīng)用將會對我國競技體育的發(fā)展將會有著重大的意義。目前我國在這個(gè)方面研究的不是很多主要是應(yīng)用于高難度，高危險(xiǎn)性的技術(shù)的方面的項(xiàng)目，如：跳水項(xiàng)目，郝衛(wèi)平等建立了跳水運(yùn)動(dòng)的三維人體運(yùn)動(dòng)仿真與顯示平臺――數(shù)字化三維跳水專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的建立可以對運(yùn)動(dòng)技術(shù)與連接方式進(jìn)行精確的分析研究，有效的指導(dǎo)技術(shù)訓(xùn)練。

（六）運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的理論研究與實(shí)驗(yàn)測試結(jié)合的研究現(xiàn)狀

目前運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的理論研究成果還比較少，研究成果不夠豐富，從而成為制約我國運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在競技體育中發(fā)展的瓶頸。測試報(bào)告復(fù)雜難懂：通過運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)測試，我們提供給教練的測試報(bào)告大多數(shù)都是數(shù)字、曲線等比較抽象的材料，由于教練和運(yùn)動(dòng)員自身的生物力學(xué)知識水平受限，他們對科研人員提供的數(shù)據(jù)和材料難以理解，很難將科研成果吸收和消化、時(shí)間長就喪失了對科研的興趣，科研訓(xùn)練實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)[4]。

三、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在競技體育中的發(fā)展趨勢

（一）運(yùn)動(dòng)裝備、訓(xùn)練器械、測試儀器設(shè)備的研究日益引起重視

運(yùn)動(dòng)裝備、訓(xùn)練器械、測試儀器設(shè)備是與競技體育的發(fā)展是密不可分的，當(dāng)今競技體育的發(fā)展對裝備、器械、測試儀器提出了更高的要求。近年來運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)與其它學(xué)科的指標(biāo)進(jìn)行交叉運(yùn)用使測試儀器的功能、準(zhǔn)確度等不斷的提高。器材與測試儀器出現(xiàn)專項(xiàng)化，測試和訓(xùn)練的計(jì)算機(jī)化，專項(xiàng)技術(shù)的專用測試儀器以及運(yùn)動(dòng)員的服裝，器械的研究不斷的增強(qiáng)。隨著科學(xué)訓(xùn)練的不斷普及化，技術(shù)測試儀器專項(xiàng)化等在競技體育研究中得到充分應(yīng)用并不斷向科學(xué)化和合理化的方向發(fā)展。運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在設(shè)計(jì)、研究、改進(jìn)體育儀器、運(yùn)動(dòng)裝備、訓(xùn)練器械等歷來是研究的一個(gè)重要方面，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在未來的競技體育科研中應(yīng)以機(jī)械、電子、材料、計(jì)算機(jī)等的專家積極交流，在競技體育的儀器、器材設(shè)備、和設(shè)施的科研、開發(fā)和應(yīng)用方面，發(fā)揮自己的作用。

（二）運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)在運(yùn)動(dòng)員選材中將扮演更加重要的作用

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)中的許多測試儀器可用來收集、分析和評價(jià)運(yùn)動(dòng)員與器材運(yùn)動(dòng)的信息，高速攝影儀，測力臺、肌電圖、關(guān)節(jié)測角儀等這些儀器精確度高，效果好。且這些儀器是科研人員的在競技體育研究中的重要研究工具，運(yùn)動(dòng)員選材在競技體育中是非常重要的，隨著科學(xué)訓(xùn)練的普及化，有些儀器也被教練員及科研人員使用來進(jìn)行運(yùn)動(dòng)員選材并且在選材過程中扮演中重要的作用

（三）運(yùn)動(dòng)損傷及康復(fù)的研究將更加的深入

預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷是運(yùn)動(dòng)員取得更好的成績有著重要的意義，并且在實(shí)踐研究中找出導(dǎo)致?lián)p傷的因素及提出預(yù)防措施，使運(yùn)動(dòng)損傷的風(fēng)險(xiǎn)降至最低，為運(yùn)動(dòng)員取得最佳成績打下了基礎(chǔ)。近年來我國在運(yùn)動(dòng)損傷及康復(fù)的研究也越來越受到重視且與運(yùn)動(dòng)專項(xiàng)結(jié)合不斷加強(qiáng)。預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷與康復(fù)的研究要多方法、多學(xué)科結(jié)合的研究，所以加強(qiáng)多學(xué)科的交叉對預(yù)防運(yùn)動(dòng)員傷病與康復(fù)的研究是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究的發(fā)展趨勢。

（四）技術(shù)動(dòng)作的分析研究增多

競技體育動(dòng)作技術(shù)研究是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)主要研究的領(lǐng)域之一。用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)原理優(yōu)化的訓(xùn)練方法與技術(shù)動(dòng)作應(yīng)用在競技體育中，可以有效延長運(yùn)動(dòng)壽命還可以預(yù)防運(yùn)動(dòng)的損傷，為運(yùn)動(dòng)員取得理想的成績奠定了基礎(chǔ)。目前研究技術(shù)動(dòng)作最多的項(xiàng)目有田徑、武術(shù)等技術(shù)穩(wěn)定性的項(xiàng)目，而集體項(xiàng)目、對抗性項(xiàng)目等項(xiàng)目研究的較少。而今后競技體育的動(dòng)作技術(shù)研究的發(fā)展趨勢主要有：從幾個(gè)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的研究向眾多運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的研究擴(kuò)展；從單人項(xiàng)目向集體項(xiàng)目向?qū)剐皂?xiàng)目發(fā)展；從單純技術(shù)研究向戰(zhàn)術(shù)研究發(fā)展；從單項(xiàng)指標(biāo)的測試研究向多項(xiàng)指標(biāo)的綜合測試；從單一的運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)測試研究向運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、生物學(xué)多項(xiàng)指標(biāo)的綜合測試研究發(fā)展；從單學(xué)科研究向多學(xué)科綜合研究發(fā)展；從單一的運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究向生物力學(xué)、運(yùn)動(dòng)生理生化、運(yùn)動(dòng)心理等多學(xué)科的綜合測試研究方向邁進(jìn)[5]。

（五）人體運(yùn)動(dòng)模型研究及計(jì)算機(jī)模擬與仿真

計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對人體運(yùn)動(dòng)模型的研究是目前處于人體運(yùn)動(dòng)研究的最前沿的理論方法，此種方法不僅能用電腦全過程模擬人體各種運(yùn)動(dòng)并用三維動(dòng)畫方式完整地顯示出來，而且還能對人體尚未實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)預(yù)測其可能性和技術(shù)要點(diǎn)，這個(gè)方法是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)今后研究的重要領(lǐng)域之一。但是隨著電子計(jì)算機(jī)在運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究中的普遍利用，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究中很多困難已逐步得到解決，因此，建立各種運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行模擬試驗(yàn)是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究方法的又一發(fā)展趨勢。在建立人體運(yùn)動(dòng)模型的基礎(chǔ)上，對運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行模擬與仿真是目前也是目前運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)探索的難點(diǎn)及運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)尖端研究課題。國家體育總局科研所郝衛(wèi)亞等[6]研究并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)適合于跳水運(yùn)動(dòng)的三維人體運(yùn)動(dòng)仿真與顯示平臺――數(shù)字化三維跳水專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)，可以對競技體育動(dòng)作技術(shù)進(jìn)行生物力學(xué)的分析且利用三維動(dòng)畫對運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作技術(shù)進(jìn)行模擬仿真，進(jìn)而促進(jìn)科學(xué)化訓(xùn)練。

（六）運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的基礎(chǔ)理論研究與訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)的結(jié)合不斷加強(qiáng)

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究旨在更好的進(jìn)行科學(xué)訓(xùn)練，目前最先要解決的是怎樣將生物力學(xué)的有關(guān)理論和測試方法等研究盡快地運(yùn)用到競技體育實(shí)踐中解決運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的具體問題，為此根據(jù)目前訓(xùn)練的需要應(yīng)將研究的報(bào)告簡單化、形象化、實(shí)用化，以提高運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的實(shí)效性，幫助運(yùn)動(dòng)員提高運(yùn)動(dòng)成績。

四、小結(jié)

（一）對運(yùn)動(dòng)技術(shù)研究在今后運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在競技體育研究中仍然是研究的重點(diǎn)，競技體育動(dòng)作技術(shù)研究是今后運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究的重要領(lǐng)域之一。

（二）運(yùn)動(dòng)裝備、訓(xùn)練器械、測試儀器設(shè)備的研制增多，且運(yùn)用高新技術(shù)研制生物力學(xué)的測試儀器是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究者不斷研究的內(nèi)容。

（三）運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在運(yùn)動(dòng)員的選才過程中將扮演中重要的作用，隨著科學(xué)訓(xùn)練的普及化，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)中的許多測試儀器經(jīng)常應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)員的選材。

（四）運(yùn)動(dòng)損傷與康復(fù)的研究將更加得到重視，應(yīng)廣泛結(jié)合其它學(xué)科的交叉研究共同解決運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在競技體育研究中的有關(guān)問題，而且與運(yùn)動(dòng)專項(xiàng)結(jié)合更加緊密的研究以期來減少在訓(xùn)練中的運(yùn)動(dòng)損傷。

（五）加強(qiáng)多學(xué)科的合作，研究與訓(xùn)練實(shí)踐的更好結(jié)合，促進(jìn)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的科研更好地為訓(xùn)練服務(wù)，以提高運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的實(shí)效性，促進(jìn)運(yùn)動(dòng)員成績的提高。

（六）人體運(yùn)動(dòng)模型及計(jì)算機(jī)模擬仿真等高新技術(shù)使運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究手段得到大幅度提高，適時(shí)運(yùn)用高新技術(shù)來研制測試儀器是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究的一個(gè)重要課題。

參考文獻(xiàn)：

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[3]華立君.運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究現(xiàn)狀與展望[J].牡丹江師范學(xué)院學(xué)報(bào).2006.4:41-42.

[4]華立君.運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究現(xiàn)狀與展望[J].牡丹江師范學(xué)院學(xué)報(bào).2006.4:41-42.

第2篇：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究范文

排舞運(yùn)動(dòng)以它獨(dú)具的特色和魅力深受廣大學(xué)生的喜愛，是一項(xiàng)有益身心的體育運(yùn)動(dòng)。

一、研究方法

（一）文獻(xiàn)資料法

了解并掌握有關(guān)排舞運(yùn)動(dòng)及其對大學(xué)生心理影響的研究現(xiàn)狀和前沿動(dòng)態(tài)，為本文的研究提供理論基?A和解決問題的思路。

（二）專家訪談法

向有著豐富經(jīng)驗(yàn)的并在排舞運(yùn)動(dòng)專業(yè)、體育心理學(xué)專業(yè)、運(yùn)動(dòng)心理學(xué)專業(yè)擁有杰出成就的專家進(jìn)行訪談和咨詢，學(xué)習(xí)他們的思路及研究方法。

二、排舞運(yùn)動(dòng)的價(jià)值

（一）增進(jìn)健康，提高身體素質(zhì)

排舞屬于中等強(qiáng)度的有氧運(yùn)動(dòng)，具有很高的鍛煉價(jià)值。經(jīng)常參加排舞練習(xí)，可使人體的心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)能得到改善和提高?？捎行岣呷梭w的心肺功能，消除大腦疲勞和緊張，使肌肉的協(xié)調(diào)性、柔韌性和關(guān)節(jié)的靈活性大大提高，從而達(dá)到改善機(jī)體健康狀態(tài)的目的，并對身體素質(zhì)的提高有積極的促進(jìn)作用。

（二）放松心情，舒緩身心壓力

在參加排舞練習(xí)時(shí)，不必?fù)?dān)心舞伴，不必?fù)?dān)心尷尬，不必?fù)?dān)心跳錯(cuò)，不必?fù)?dān)心自身?xiàng)l件，只要隨著優(yōu)雅的舞曲翩翩起舞就可，多變的舞步、自由的參與形式可使人最大限度地放松心情，舒緩身心壓力，并獲得一定的感官滿足和精神放松。練習(xí)者在優(yōu)美動(dòng)聽的音樂、美妙的舞姿中，消除疲勞，陶冶心靈，感受愉快的情緒，從而達(dá)到最佳的心理狀態(tài)，可見排舞運(yùn)動(dòng)是最理想的緩解心理壓力的方式之一。

（三）強(qiáng)身健體，塑造優(yōu)美形體

由于排舞融合了恰恰、倫巴、曼波、牛仔、華爾茲、搖滾等多種舞步，腰腹部和髖部動(dòng)作豐富，練習(xí)者可將舞步、身體、手臂動(dòng)作結(jié)合起來自由發(fā)揮，可輕松達(dá)到健身減肥的效果，有利于塑造優(yōu)美形體。在優(yōu)美動(dòng)聽的音樂旋律中，用心靈共舞，塑造出各種美妙的意境組合，體現(xiàn)出美的姿態(tài)、美的造型，給人以藝術(shù)的熏陶和美的享受。

（四）以舞會友，拓展社會關(guān)系

排舞“排排跳”的形式?jīng)Q定了參與者必須組成一種臨時(shí)的或相對穩(wěn)定的健身娛樂群體，參與者以提高健康水平、支配余暇時(shí)間、擴(kuò)大社交范圍為目的，人與人之間、個(gè)體與集體之間、集體與集體之間的交往，有利于培養(yǎng)和諧的人際關(guān)系，同時(shí)還可為構(gòu)建和諧社會起到積極的作用。

三、大學(xué)生心理健康現(xiàn)狀

大量數(shù)據(jù)表明，大學(xué)生心理健康問題日趨嚴(yán)重，這在很大程度上影響大學(xué)生的成長。大學(xué)階段是人才發(fā)展的重要階段，大學(xué)生是國家高級人才的后備軍。來自社會、家庭的要求和期望很高，個(gè)人成才欲望強(qiáng)烈。從個(gè)體發(fā)展的角度看，大學(xué)生正處于青年期向成年期的轉(zhuǎn)變過程，是各種各樣的心理變化中自我創(chuàng)造、自我實(shí)現(xiàn)的時(shí)期。這個(gè)時(shí)期每個(gè)學(xué)生都面臨一系列的人生重大課題，但心理發(fā)展尚未完全成熟穩(wěn)定，他們?nèi)狈ι鐣?jīng)驗(yàn)、自我調(diào)節(jié)和自我控制能力。因此面對學(xué)習(xí)壓力、經(jīng)濟(jì)壓力、情感壓力、就業(yè)壓力等，容易產(chǎn)生心理矛盾的激烈沖突，造成心理發(fā)育中的失調(diào)和不平衡。

四、排舞對大學(xué)生心理健康的影響

（一）調(diào)節(jié)心情，舒緩壓力

健身排舞豐富的音樂、多變的舞步、自由的參與形式使人們在參加排舞鍛煉時(shí)能最大限度的放松身心，產(chǎn)生出幸福感和自我滿足的個(gè)人情感，增強(qiáng)人們積極的自我想像力。參與健身排舞練習(xí)還能增進(jìn)人與人之間的思想交流，滋生親密感，消除對現(xiàn)實(shí)生活的不滿，有效降低心理壓力，輕松愉快地從事鍛煉活動(dòng)，從而忘卻學(xué)習(xí)、工作、生活中的緊張、煩惱和痛苦，在精神上獲得一種解放感、自由感和快樂感。

（二）排舞運(yùn)動(dòng)可以提高自尊心

在排舞教學(xué)中營造創(chuàng)新的氛圍就是在排舞教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，重視學(xué)生的主體性。在掌握排舞知識技術(shù)的過程中，探索和發(fā)現(xiàn)套路動(dòng)作形成的過程，培養(yǎng)學(xué)生對原有動(dòng)作的運(yùn)用和重新組合的能力，從而提高學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)編能力和領(lǐng)操帶操的實(shí)踐能力，使學(xué)生充滿了成就感和自豪感，充分體現(xiàn)自身的價(jià)值，建立了自尊心。

（三）增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識，促進(jìn)社會精神文明建設(shè)，構(gòu)建和諧社會

健身排舞作為一項(xiàng)公眾都喜歡的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，不僅拉近了人與人之間的距離，增強(qiáng)了人們的團(tuán)隊(duì)意識，而且可以培養(yǎng)自信心，擴(kuò)大交際范圍，是當(dāng)代人們交流思想、消除隔閡、相互溝通的最好方式之一，對構(gòu)建和諧社會起到積極的促進(jìn)作用。一邊運(yùn)動(dòng)一邊享受好聽的音樂，身心兼顧，一舉數(shù)得，無疑是最理想的緩解心理壓力的方式之一。通過進(jìn)行健身排舞的練習(xí)，使現(xiàn)代人之間的親密感增強(qiáng)，增加了人與人之間的情感交流。

第3篇：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究范文

一、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的定義：

運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的定義（國內(nèi)）是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)是一門新興學(xué)科，現(xiàn)在比較通用的定義是“運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)是研究體育運(yùn)動(dòng)中人體機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)”。國外對這門學(xué)科的定義也大相徑庭究，有些國家把運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)認(rèn)為是人體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)器系運(yùn)動(dòng)和外部人體整體運(yùn)動(dòng)的力學(xué)特性，盡管運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在國內(nèi)外還沒有形成統(tǒng)一的定義，但是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的作用和研究意義已被各個(gè)國家所重視。

二、在技術(shù)教學(xué)中的重要地位

在體育運(yùn)動(dòng)中任何一項(xiàng)身體練習(xí)都由一定的動(dòng)作及動(dòng)作體系構(gòu)成，而完成每個(gè)動(dòng)作及整套動(dòng)作都存在著最合理的運(yùn)動(dòng)技術(shù)。合理的運(yùn)動(dòng)技術(shù)以運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)理論為依據(jù)，并富含運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)原理。而運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)又以其分析科學(xué)性，結(jié)構(gòu)合理性為體育技術(shù)教學(xué)提供理論和方法上的指導(dǎo)，它可以通過對形形體育動(dòng)作差別原因的分析，探討出獲得良好技術(shù)的各種力學(xué)條件，從而使學(xué)生更完善地認(rèn)識、學(xué)習(xí)和掌握合理的運(yùn)動(dòng)技術(shù)動(dòng)作。

三、對技術(shù)教學(xué)的積極影響

在技術(shù)教學(xué)中，及時(shí)而有針對性地向?qū)W生傳授運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)原理，往往能引起學(xué)生對學(xué)習(xí)和掌握運(yùn)動(dòng)技術(shù)的興趣，并使復(fù)雜的技術(shù)簡單化，從而有利于學(xué)生及時(shí)糾正自己的錯(cuò)誤動(dòng)作，并防止由于錯(cuò)誤動(dòng)作而帶來的運(yùn)動(dòng)損傷。

（一）提高學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)技術(shù)的興趣

隨著新科技、新技術(shù)的不斷地推動(dòng)著體育科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的運(yùn)動(dòng)技術(shù)取代舊的運(yùn)動(dòng)技術(shù)，或高級運(yùn)動(dòng)技術(shù)取代低級運(yùn)動(dòng)技術(shù)，已成為當(dāng)今社會的總體趨勢。新的運(yùn)動(dòng)技術(shù)比舊的運(yùn)動(dòng)技術(shù)更科學(xué)、更合理、更實(shí)效，并且更符合人體特點(diǎn)。因此，新技術(shù)總能吸引更多的人去研究和學(xué)習(xí)。在體育技術(shù)教學(xué)中，如何引起學(xué)生對新技術(shù)的興趣是學(xué)習(xí)的第一動(dòng)力。比如，我們所說的站立式起跑和蹲踞式起跑，相對以往而言站立式起跑比蹲踞式起跑要舒適，運(yùn)動(dòng)員一般都采用站立式起跑。隨著科學(xué)的發(fā)展，運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)這門學(xué)科逐漸進(jìn)入了人們的視角，從生物力學(xué)的角度來剖析站立式起跑和蹲踞式起跑的區(qū)別，蹲踞式起跑更有利于起跑，對于短距離的起跑和起跑后的加速跑這兩個(gè)階段從實(shí)效性和經(jīng)濟(jì)性這兩個(gè)角度而言作用最大，同時(shí)也為短距離途中跑和沖刺跑奠定了一定的能源物質(zhì)基礎(chǔ)，當(dāng)今在全國乃至世界在短距離運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中全部必須采用蹲踞式起跑。如此，學(xué)生就會對蹲踞式起跑產(chǎn)生濃厚的興趣，大有躍躍欲試的欲望，從而在技術(shù)教學(xué)中就會主動(dòng)、積極地參與并思考、體會技術(shù)細(xì)節(jié)，進(jìn)而縮短掌握技術(shù)動(dòng)作的時(shí)數(shù)，有利于提高技術(shù)教學(xué)效果。

（二）使復(fù)雜的技術(shù)問題簡單化

相對于以往的體育教學(xué)中，當(dāng)體育教師對某一項(xiàng)較為復(fù)雜的技術(shù)過程講解時(shí)，學(xué)生常會因?yàn)榧夹g(shù)動(dòng)作太復(fù)雜而影響學(xué)習(xí)，但如果教師能用適當(dāng)?shù)牧W(xué)知識加以分析和運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的研究方法往往能使學(xué)生“頓悟”，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。如：足球的香蕉球是一項(xiàng)較復(fù)雜的技術(shù)動(dòng)作，且香蕉球形成的力學(xué)原因也極為復(fù)雜，但根據(jù)球在空中的運(yùn)行軌跡的力學(xué)現(xiàn)象，我們只要在踢球過程中，保證擊球點(diǎn)的用力通過球心，且不在一條直線上，就為香蕉球的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。因此我們可以運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)中常用的研究方法去解決這個(gè)問題，利用高速攝影、電視、錄像和數(shù)據(jù)的分析，把學(xué)生、運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)技術(shù)進(jìn)行攝影、錄像、高速攝影，然后回放給學(xué)生，學(xué)生可以從動(dòng)作回放和慢放中知道動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)軌跡，和香蕉球擊球點(diǎn)的位置。因此，對復(fù)雜的技術(shù)動(dòng)作稍加力學(xué)分析，和采用先進(jìn)的設(shè)備便可使復(fù)雜問題簡單化，便于學(xué)生理解并提高教學(xué)效果。

（三）減少損傷以利掌握合理技術(shù)

第4篇：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究范文

什么是生物力學(xué)

人們都知道自然科學(xué)中有力學(xué)和生物學(xué)，很多人并不了解還有生物力學(xué)。的確，按一般人理解，力學(xué)是研究物換星移、山崩地裂、江河奔流、機(jī)器轟鳴的非生命現(xiàn)象的；而生物學(xué)則是研究生命的起源、變異、遺傳、進(jìn)化等。兩者似乎是“風(fēng)馬牛不相及”的。

其實(shí)不然。任何生命的發(fā)生發(fā)展都是和力的作用分不開的。因此，僅僅從生物學(xué)本身去研究生物體的結(jié)構(gòu)，就會有許多問題得不到解答。于是，人們開始用力學(xué)的原理去探索各種復(fù)雜的生命現(xiàn)象。我國三國時(shí)代的名醫(yī)華陀曾經(jīng)提倡過“五禽戲”的拳法，說明他已覺察到摹仿各種禽類動(dòng)作的受力方法，可以達(dá)到增強(qiáng)人的體質(zhì)的目的。他的徒弟程普，照此方法練身，活到九十歲，牙齒不落一顆。意大利的偉大科學(xué)家伽里略已經(jīng)發(fā)現(xiàn)人的骨頭受力之后會變得粗壯起來。德國的生理科學(xué)家馮·海曼考察了許多生物尸骨，發(fā)現(xiàn)骨面微隆的骨小梁，排列的方向都很有規(guī)則。于是他拿了一塊大腿骨請力學(xué)專家做應(yīng)力實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果使馮·海曼大吃一驚：原來這些骨小梁排列的方向和骨骼受的主應(yīng)力方向竟是完全一致，說明骨小梁隆起有一定走向，是因?yàn)槭艿綉?yīng)力作用的結(jié)果?，F(xiàn)在，科學(xué)家們幾乎把人體206塊骨頭一一研究過了，他們發(fā)現(xiàn)：凡是受力大的地方，總是骨骼質(zhì)密而粗壯；而受力小的地方，總是骨骼質(zhì)松而細(xì)小。此外，科學(xué)家們還從力學(xué)觀點(diǎn)，研究了人體的皮膚、肌肉、血液以及神經(jīng)系統(tǒng)等，證明了這些組織和液體的變化發(fā)展都和它們受力的狀況有直接關(guān)系。于是這門以力學(xué)的觀點(diǎn)和方法研究生命現(xiàn)象、或者從生物體中探尋力學(xué)規(guī)律并在科學(xué)和建設(shè)中加以應(yīng)用的新學(xué)科——生物力學(xué)，受到人們廣泛注意。

生物力學(xué)的分支和應(yīng)用

生物力學(xué)是研究生命的力學(xué)，所以有時(shí)也叫做生命力學(xué)。它研究范圍相當(dāng)廣泛，凡是生物學(xué)和力學(xué)相聯(lián)系的部分，都是生物力學(xué)研究的內(nèi)容。它的分支有幾十種。而生物力學(xué)研究的所有課題幾乎都和人類生活息息相關(guān)。例如：

研究骨頭、血管、肌肉、皮膚等力學(xué)特性的叫做生物材料力學(xué)。它可以為研究人體的發(fā)展變異和制造人工臟器提供重要的資料和數(shù)據(jù)。

研究人體血液、淋巴、胃液、痰、唾液、關(guān)節(jié)液等的叫做生物流體力學(xué)。這種研究對于診斷人體疾病有很重要的意義。如通過測定血液或唾液中的粘滯阻力，可以斷定是否有血液病或消化不良等。

研究人體運(yùn)動(dòng)時(shí)受力狀況的叫做生物運(yùn)動(dòng)力學(xué)。這種研究可以指導(dǎo)人們正確地進(jìn)行體育鍛煉和體育醫(yī)療。例如打太極拳，在行云流水般的纏繞運(yùn)動(dòng)中，人體的皮膚、肌肉、骨頭、血管、臟器、神經(jīng)都處在受力變形之中，科學(xué)測定表明，這時(shí)人體新陳代謝、血液循環(huán)加快，因此有活血化瘀之效、益壽延年之功。

第5篇：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞：羽毛球；正手；后場高遠(yuǎn)球；技術(shù)分析

1.前 言

隨著競技運(yùn)動(dòng)的發(fā)展和全民健身的開展，羽毛球運(yùn)動(dòng)日漸風(fēng)靡。無論是競技為目的還是以健身為目的的羽毛球運(yùn)動(dòng)，都需要參與者積極地移動(dòng)、跳躍、轉(zhuǎn)體和揮拍等動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)各種技戰(zhàn)術(shù)和步法。

羽毛球中后場高遠(yuǎn)球技術(shù)是羽毛球殺球、劈吊等技術(shù)的基礎(chǔ)，對運(yùn)動(dòng)員擊高遠(yuǎn)球動(dòng)作進(jìn)行技術(shù)分析，可以將動(dòng)作進(jìn)行量化分析，幫助運(yùn)動(dòng)員從根本上了解人體擊高遠(yuǎn)球的原理以及如何更好掌握這門技術(shù)。

2.研究對象與方法

2.1 研究對象

本文中以沈陽體育學(xué)院4名羽毛球運(yùn)動(dòng)員為研究對象，其中2名運(yùn)動(dòng)員水平為二級運(yùn)動(dòng)，另外2名為業(yè)余水平，4人均以右手持拍，無傷病史。

2.2 研究方法

2.2.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及過程

兩臺高速攝像機(jī)的擺設(shè)如圖1中A機(jī)和B機(jī)的位置，A機(jī)拍攝運(yùn)動(dòng)員側(cè)面的動(dòng)作，B機(jī)拍攝運(yùn)動(dòng)員背面的動(dòng)作，二者實(shí)現(xiàn)同步拍攝。每名運(yùn)動(dòng)員成功擊打三次，在三次擊打動(dòng)作中選擇最好的一次擊打動(dòng)作。

2.2.2 錄像解析

利用會聲會影9.0進(jìn)行視頻剪輯處理。采用美國APAS解析系統(tǒng)對處理后的視頻進(jìn)行解析，解析中以Dempster模型作為標(biāo)準(zhǔn)。

3.研究結(jié)果

3.1 引拍階段技術(shù)特征分析

3.1.2持拍臂運(yùn)動(dòng)學(xué)分析

3.1.2.1右肘關(guān)節(jié)技術(shù)分析

根據(jù)圖2，陳XX和康XX的肘關(guān)節(jié)下降時(shí)刻早，關(guān)節(jié)伸展程度大，在20°～40°之間出現(xiàn)一個(gè)較長時(shí)間的穩(wěn)定波動(dòng)期，表明右上肢的肌肉群協(xié)調(diào)工作能力強(qiáng)。閆XX的肘關(guān)節(jié)穩(wěn)定波動(dòng)期很短，說明引拍階段不穩(wěn)。結(jié)合表1和表2，由于肌肉群調(diào)整期過長，速度參數(shù)明顯偏低。劉XX擊球效果優(yōu)于閆XX。通過以上分析，陳XX與康XX的右上肢肌肉群的短時(shí)間內(nèi)的協(xié)調(diào)能力較強(qiáng)，劉XX次之，閆XX較弱。

3.1.2.2 右腕關(guān)節(jié)技術(shù)分析

圖3中，運(yùn)動(dòng)員腕關(guān)節(jié)開始都有平緩起伏階段，結(jié)束時(shí)腕關(guān)節(jié)背伸，這樣揮拍擊球時(shí)，腕關(guān)節(jié)會急劇反彈獲得較大的速度。陳XX與康XX的腕關(guān)節(jié)角度變化的平緩起伏很長，然后急劇下降，而閆XX與劉XX的腕關(guān)節(jié)角度，則是一個(gè)緩慢的下降趨勢。根據(jù)腕關(guān)節(jié)變化，閆XX與劉XX沒有掌握良好的引拍階段的技術(shù)動(dòng)作，這也就影響了二人擊球的效果，閆XX與劉XX在今后加強(qiáng)動(dòng)作規(guī)范性訓(xùn)練。

3.1.3結(jié)束時(shí)刻持拍臂速度特征分析

觀察表1，運(yùn)動(dòng)員在結(jié)束時(shí)刻各個(gè)環(huán)節(jié)的平均速度從小到大依次是右肩關(guān)節(jié)、右肘關(guān)節(jié)、右腕關(guān)節(jié)、右手和拍頭，拍頭速度最大，達(dá)到了12.7m/s，可見，持拍臂的速度變化符合力學(xué)變法原理。但就個(gè)人來看，閆XX有所偏差，右肘關(guān)節(jié)速度為4.6m/s，右腕關(guān)節(jié)稍小，為4.2m/s，不符合力學(xué)鞭打原理，分析其原因可能與圖2-3中肘關(guān)節(jié)在穩(wěn)定期的突然增大所引起的。4名運(yùn)動(dòng)員拍頭速度從大到小依次是陳XX、康XX、劉XX和閆XX，陳XX最大為14.4m/s，閆XX最小為11.7m/s，相差比較大。所以認(rèn)為，陳XX在完成引拍中全身的肌肉能夠協(xié)調(diào)配合用力，技術(shù)熟練，康XX次之，劉XX和閆XX一般。

4.結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

4.1.1 陳XX與康XX的右上肢肌肉群的短時(shí)間內(nèi)的協(xié)調(diào)能力較強(qiáng)，更有利于擊球前的引拍動(dòng)作的穩(wěn)定，獲得更好的擊球效果。

4.1.2 閆XX與劉XX沒有掌握好良好的引拍階段的技術(shù)動(dòng)作，是擊球階段各環(huán)節(jié)速度有較大差距。掌握好良好的引拍階段的技術(shù)動(dòng)作對于良好的擊球效果至關(guān)重要。

4.1.3 四名運(yùn)動(dòng)員在擊球瞬間持拍手臂的速度從小到大依次是右肩關(guān)節(jié)、右肘關(guān)節(jié)、右腕關(guān)節(jié)和右手，符合力學(xué)鞭打原理。

4.2 建議

4.2.1 加強(qiáng)肌肉的協(xié)調(diào)性訓(xùn)練，使肌肉群能夠在短時(shí)間能迅速地調(diào)整到最佳狀態(tài)。

4.2.2 加強(qiáng)基本動(dòng)作的練習(xí)，牢固掌握良好的擊打后場高遠(yuǎn)球的技術(shù)動(dòng)作。（作者單位：沈陽體育學(xué)院研究生部）

參考文獻(xiàn)：

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第6篇：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞 墊球 生物力學(xué) 方向 力度

中圖分類號：G804.95 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

作為一種傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)，排球廣受人們喜愛。隨著比賽規(guī)則的不斷改進(jìn)，競爭更為激烈，如時(shí)間越來越緊、節(jié)奏越來越快，對排球運(yùn)動(dòng)員提出了更高的要求。墊球是排球的一個(gè)基礎(chǔ)動(dòng)作。但實(shí)際中，由于用力不同，在以手臂迎擊時(shí)，極易出現(xiàn)下網(wǎng)或墊飛的情況，進(jìn)而影響到己方成績。為此，有必要對墊球中所運(yùn)用的生物力學(xué)原理加以分析，并合理使用，以提高墊球的成功率。

1墊球基本姿勢的生物力學(xué)分析

1.1如何墊大力量球

墊球的準(zhǔn)備動(dòng)作包括準(zhǔn)備姿勢、擊球手型、手臂角度等。根據(jù)物理學(xué)中力學(xué)原理可知，當(dāng)一個(gè)物體對另一個(gè)物體施力時(shí)，施加的力叫作用力；而另一物體在承受作用力時(shí)，會向施力物體也施加一定的力，叫做反作用力。在墊球時(shí)，排球?qū)κ直凼┘拥牧礊樽饔昧?，手臂迎擊排球時(shí)產(chǎn)生的力為反作用力。當(dāng)對方擊打的速度過快、力量太大時(shí)，如果只是以力打力、正面迎擊，兩股力量作用在一起，容易將球墊飛。所以，面對大力量球時(shí)，應(yīng)進(jìn)行緩沖，卸掉一部分力。為此展開試驗(yàn)，從某班級抽取10人，首先進(jìn)行大力量球的迎擊墊球，每人墊球100次，結(jié)果成功墊給二傳超過40個(gè)球的只有3個(gè)同學(xué)；墊飛出場的比例較高，下網(wǎng)次之，直接墊入對方場地的最少；然后進(jìn)行卸力墊球，同樣是上面10位同學(xué)，每人墊100個(gè)球，由于做了卸力處理，墊給二傳的成功率大大提升，最高者達(dá)到75個(gè)，墊飛和下網(wǎng)的幾率則大大降低。

試驗(yàn)表明，在迎擊大力量球時(shí)，若能進(jìn)行卸力處理，墊球的成功率顯然有所提高。分析其中原因，作用力等于反作用力，但經(jīng)卸力處理后的反作用力等于作用力減去緩沖力?？梢姡谂徘蜻\(yùn)動(dòng)中，墊球是有技巧的，抓住內(nèi)在的力學(xué)規(guī)律，進(jìn)行恰當(dāng)處理，可有效提高墊球技術(shù)。訓(xùn)練或比賽中所謂的“球感”，便可理解為是運(yùn)動(dòng)員自身下意識的利用力學(xué)原理控制球的力量和方向，將球墊到最理想的位置，為進(jìn)攻奠定良好的基礎(chǔ)，即掌握了墊球的生物力學(xué)原理。

對其生物力學(xué)原理進(jìn)行分析，作用力與反作用力相等，當(dāng)球的力量太大時(shí)，反彈力一樣很大。所以，面對大力量球，盡量不要直接迎擊，應(yīng)含胸收腹，當(dāng)手臂接觸球后，隨著球向后撤，同時(shí)保持肌肉在放松狀態(tài)，緩沖來球的巨大力量。手型應(yīng)做適當(dāng)調(diào)整，用手臂或手腕控制好墊球的方向。如果擊球點(diǎn)接近身體且位置偏高，可用前臂墊球；而離身體較遠(yuǎn)且位置偏低時(shí)，需改作屈肘翹腕的姿勢，用手腕上部進(jìn)行墊球。此過程中的“含胸收腹”、“后撤”等都是緩沖、卸力的動(dòng)作，主要是為了緩解沖力，有效地控制墊球方向和力度，做好防守。

1.2如何墊中等力量球

當(dāng)來球速度相對較慢、力量稍微減弱時(shí)，墊球方法和墊大力量球有一定的區(qū)別。準(zhǔn)備姿勢依舊保持深蹲，其余如手型、擊球點(diǎn)等基本相似，但用手臂應(yīng)及時(shí)，要保持放松、速度要慢，借助球自身的反彈力，墊擊球的后下部，同時(shí)，蹬地、跟腰、提肩壓腕、抬臂等動(dòng)作應(yīng)一氣呵成。從此分析中可知，墊大力量球時(shí)的一些卸力動(dòng)作已沒有使用的必要，而是改成了“蹬地”、“跟腰”、“提肩壓腕”等擊球的動(dòng)作。這是因?yàn)橹械攘α康那蛩俣认鄬σ彙⒘α恳残⌒?，作用到手臂上后無需再卸力緩沖，反而在力量較弱時(shí)還應(yīng)施加部分力，才能保證球順利傳出去。此時(shí)，墊球的力量等于球的反作用力加上上臂對球施加的力，如蹬地等動(dòng)作都是勢力動(dòng)作。這樣充分證明了墊擊球應(yīng)根據(jù)球的力量性質(zhì)決定。力量稍大，給球的力量則應(yīng)相對減??；而來球的力量相對較小時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加對球施加的力。

1.3如何墊擊輕球

墊擊輕球時(shí)，與上述兩種情況又有所不同。當(dāng)來球到達(dá)腹前約一臂距離時(shí)，運(yùn)動(dòng)員應(yīng)將雙臂加緊前身，插入球下，同時(shí)配合蹬地、跟腰、提肩、頂肘、壓腕、抬臂等全身協(xié)調(diào)動(dòng)作迎擊來球，身體重心隨著擊球動(dòng)作向前上方移動(dòng)。這些動(dòng)作也都屬于用力的動(dòng)作，因?yàn)檩p球的力量較小，若只憑其自身的反彈力，顯然很難墊到理想位置，這就要求主動(dòng)擊球，在其反彈力的基礎(chǔ)上，施加一定的作用力，將球順利墊出。

2墊球方向的生物力學(xué)分析

排球是綜合多種因素的一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，且訓(xùn)練或比賽中存在很多不確定因素，所以在對手發(fā)來球時(shí)，應(yīng)快速移動(dòng)過去，并對身邊狀況有個(gè)明確判斷，掌握好應(yīng)對體側(cè)來球的墊球技術(shù)。從力學(xué)角度來看，當(dāng)有力作用到某物體上，角度不同，反彈力的方向會有所改變。所以要運(yùn)用體側(cè)墊球技術(shù)，若是左墊球，則以左腳前腳掌內(nèi)側(cè)蹬地，左腳向左跨一步，同時(shí)重心移至左腳，兩膝彎曲、雙臂伸出，右肩稍微傾斜，左臂略高于右臂。然后轉(zhuǎn)體、收腹，同時(shí)提肩抬臂擊球。若是右墊球，則與以上動(dòng)作方向相反。為保證球能夠順利傳至理想位置，在提肩抬臂擊球時(shí)，手臂內(nèi)側(cè)應(yīng)對準(zhǔn)二傳隊(duì)員，此時(shí)，球的反作用會朝其固定方向飛去。在改變方向的同時(shí)，當(dāng)然也要根據(jù)球力量的大小，采取相應(yīng)的動(dòng)作。

3結(jié)束語

墊球是排球運(yùn)動(dòng)中的基礎(chǔ)動(dòng)作，必須熟悉掌握，才能做好其它的復(fù)雜動(dòng)作。墊球的力量和方向較為重要，墊球中即蘊(yùn)含著精妙的生物力學(xué)原理，面對不同力量的球，應(yīng)以不同的姿勢和力度去迎擊，進(jìn)而提高墊球的成功率。

參考文獻(xiàn)

[1] 葛傳志，葛傳剛.生物力學(xué)原理在排球墊球技術(shù)中應(yīng)用的研究[J].文學(xué)與藝術(shù)，2011，24（6）.

第7篇：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究范文

摘 要 運(yùn)動(dòng)人體力學(xué)在人體結(jié)構(gòu)的研究、測試方法和手段、測試數(shù)據(jù)處理的速度與準(zhǔn)確度、研究的深度與廣度等方面都具有較大程度的提高。本論文是在羽毛球基礎(chǔ)技術(shù)的力學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行歸納與總結(jié)分析，分析的技術(shù)動(dòng)作是扣殺、網(wǎng)前搓球（皆為正手）。

關(guān)鍵詞 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué) 羽毛球項(xiàng)目 扣殺 網(wǎng)前搓球

從運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)角度來看，羽毛球運(yùn)動(dòng)是通過羽毛球和球拍位置的變化（平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)）與運(yùn)動(dòng)員機(jī)體的活動(dòng)相結(jié)合的一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)員的擊球動(dòng)作使球拍和球碰撞后，擊出的球以一定的動(dòng)量、動(dòng)量矩過網(wǎng)至對方場地范圍。歸納起來，羽毛球項(xiàng)目中的運(yùn)動(dòng)分類可大致包括：運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)運(yùn)動(dòng)形成（動(dòng)作技術(shù)）、羽毛球的碰撞運(yùn)動(dòng)（羽毛球與球拍碰撞）、羽毛球在空中的運(yùn)動(dòng)。此文獻(xiàn)是集中在扣殺、網(wǎng)前搓球這兩個(gè)技術(shù)動(dòng)作給羽毛球的碰撞運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的效果。

一、扣殺

這種富有威脅性的進(jìn)攻手段，從技術(shù)上看是一個(gè)上肢的鞭打動(dòng)作，其技術(shù)特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面。

（一）對大力扣殺擊球速度、高度、角度的解析

大力扣殺是教練員、運(yùn)動(dòng)員公認(rèn)的殺傷力強(qiáng)的重要技術(shù)。殺傷力的大小取決于擊球速度、高度和角度。三者相輔相成，緊密結(jié)合好將勢必產(chǎn)生大力扣殺的最大效果。其中擊球速度是主要的。

（二）羽毛球扣殺上肢技術(shù)關(guān)鍵

羽毛球運(yùn)動(dòng)員扣殺的目的是使拍頭獲得最大的打擊速度和適宜的拍面位置。由于運(yùn)動(dòng)員扣球動(dòng)作前基本無助跑和跳起，所以球拍速度的獲得是身體和持拍臂的協(xié)調(diào)配合和最大用力的結(jié)果。

影響羽毛球運(yùn)動(dòng)員扣殺的效果的關(guān)鍵技術(shù)主要是手臂的鞭打動(dòng)作，影響上肢鞭打動(dòng)作末端環(huán)節(jié)的關(guān)鍵因素：①軀干向投擲方向扭轉(zhuǎn)的時(shí)機(jī)；②上臂最大水平外展角；③上臂內(nèi)旋角速度；④肘關(guān)節(jié)伸展動(dòng)作開始時(shí)機(jī)；⑤出手（擊球）時(shí)刻肘關(guān)節(jié)伸展角速度。

二、網(wǎng)前搓球

搓球，就是在網(wǎng)前利用球拍與球的切擊摩擦，使羽毛球在球拍上獲得極小的縱向（或稱與拍面垂直方向）飛行速度，同時(shí)獲得較大的翻滾和旋轉(zhuǎn)速度，使球的飛行軌跡和飛行狀態(tài)發(fā)生變異，迫使對方擊球失誤或延誤其擊球點(diǎn)高度或擊球時(shí)間，從而直接得分或取得主動(dòng)優(yōu)勢的一種擊球技術(shù)之一。

（一）搓球技術(shù)及其分類

搓球按其轉(zhuǎn)動(dòng)方向和飛行狀態(tài)，一般可分為兩種，即翻滾式和偏軸旋轉(zhuǎn)式。翻滾式，即球搓出后，球的滾轉(zhuǎn)動(dòng)方向幾乎是垂直于球的對稱軸。這種搓球，主要在對方回?fù)羟螂x網(wǎng)很近貼網(wǎng)而落，而自己上網(wǎng)速度較快，能在離網(wǎng)頂約10厘米處搓擊時(shí)運(yùn)用。但由于這種搓球球翻滾時(shí)阻力矩大，球保持翻滾狀態(tài)飛行的時(shí)間較短（一般翻滾不到兩三周就恢復(fù)正常了）。使用這種搓球時(shí)擊球點(diǎn)一定要高，且離網(wǎng)頂近，才能保證球在短暫的翻滾過程中迅速下墜。若擊球點(diǎn)低或離網(wǎng)頂遠(yuǎn)，則球只能在未過網(wǎng)前的上升階段，飛向網(wǎng)頂過程中翻滾。真正過了網(wǎng)下落時(shí)，球的飛行已恢復(fù)正常，對對方也無威脅了。

偏軸旋轉(zhuǎn)式搓球，即搓出球的轉(zhuǎn)軸與球軸交角成30°-60°。這種偏軸旋轉(zhuǎn)式搓球，旋轉(zhuǎn)時(shí)球頭朝向飄忽不定，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的空氣阻力矩較翻滾式小，球旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)問也較長，飛行軌跡差距大。當(dāng)對方回球網(wǎng)前球離網(wǎng)較遠(yuǎn)或自己上網(wǎng)較慢、擊球點(diǎn)略低時(shí)，照樣有使用價(jià)值。

（二）影響偏軸旋轉(zhuǎn)式搓球的力學(xué)因素

1．搓球時(shí)球拍切擊方向與球軸的夾角

偏軸旋轉(zhuǎn)式搓球，球拍切、方向與球軸的夾角是關(guān)鍵。夾角過小，則可能出現(xiàn)羽球過網(wǎng)時(shí)轉(zhuǎn)軸與對稱軸基本重合，此時(shí)固然球的轉(zhuǎn)動(dòng)阻力矩為最小，但由于球頭朝向和飛行軌跡比較穩(wěn)定，對方容易還擊，實(shí)戰(zhàn)價(jià)值不大。但上述夾角如果過大，則會因使球旋轉(zhuǎn)的沖量矩（M•T，M是使球轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，T是作用的時(shí)間）遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于使球翻滾的沖量矩，使球主要以翻滾運(yùn)動(dòng)方式過網(wǎng)，也不能達(dá)到預(yù)期的技術(shù)效果。因此，球拍切擊方向與球軸夾角角度的控制是控制搓球的首要因素。

2．球飛行瞬時(shí)方向或球頭朝向與球拍搓擊方向的關(guān)系

眾所周知，球速過快是很難運(yùn)用搓球技術(shù)的。搓球不僅有球拍切擊方向與球軸夾角的控制間題，還有球與球拍撞擊速度和反彈力的控制間題。球速過快，球在拍面上停留時(shí)間短，球撞擊速度不易控制，球易跳得高，這就失去了網(wǎng)前球的基本特點(diǎn)和作用。就要解決一個(gè)如何適當(dāng)“減速”以利控制的問題。

這里的所謂“減速”，是指減少球與球拍撞擊速度或稱緩沖作用。當(dāng)球拍搓擊方向與球飛行瞬時(shí)方向的夾角大大超過90°并趨近180°時(shí)，球與球拍相對運(yùn)動(dòng)速度是相加，所以速度必然高，當(dāng)球拍搓擊方向與球飛行瞬時(shí)方向之夾角只有90°或更小時(shí)，球與球拍相對運(yùn)動(dòng)速度是相減，搓球易成功。成功的緩沖是控制搓球的第二個(gè)要素。

為了做到這點(diǎn)，當(dāng)球過網(wǎng)后的橫向速度（與球網(wǎng)平行方向）是由左向右飛來時(shí)（即通常對方將球從自己右場區(qū)擊向我右場網(wǎng)前時(shí)），球拍也就應(yīng)由左向右搓去，球較易控制。雖然這種球多數(shù)出現(xiàn)在我們正手區(qū)，由左向右搓擊手法有點(diǎn)別扭，只要多練，是可以掌握的。反之，球由右向左飛過來時(shí)，球就容易控制了。搓擊動(dòng)作要注意用手指及時(shí)調(diào)整拍面角度，效果會更好些。

三、總結(jié)

根據(jù)羽毛球運(yùn)動(dòng)專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究的現(xiàn)狀、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)科發(fā)展趨勢以及羽毛球運(yùn)動(dòng)發(fā)展的實(shí)際需求，運(yùn)用多種運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的理論力學(xué)和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，對羽毛球運(yùn)動(dòng)中的多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行分析和研究，例如上肢技術(shù)動(dòng)作分類后的細(xì)節(jié)力學(xué)分析或者場地步法的力學(xué)研究。這會將是運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)在羽毛球運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中的研究發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉延柱,洪嘉振等.多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)[M].北京:高等教育出版社.1989.

第8篇：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究范文

關(guān)鍵詞：有限元 醫(yī)學(xué) 仿真實(shí)驗(yàn)

Research of experimental of medical's Finite Element Analysis（FEA） simulation

Niu Xiaodong， Lu Lirong

Shanxi Changzhi medical college， Changzhi， 046000， China

Abstract： It will solve many complex problems if apply FEA to medical research， and these problems are difficult to solve but need to be solved in the physics of medical applications. So that it can provides theoretical guidance and scientific foundation for medical research and clinical treatment. Have the experimental course of medical’s FEA simulation， medical colleges have a very important significance for student’s study， teacher’s teaching and research， cooperation of college and affiliated hospitals.

Key words： FEA； medical； experimental of simulation

有限元分析是一種廣泛應(yīng)用于工程科學(xué)技術(shù)的數(shù)學(xué)物理方法，用于模擬并解決各種工程力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)等物理場問題。1956年Turner等人提出有限元（Finite Element，F(xiàn)E）的概念。有限元的核心思想是結(jié)構(gòu)的離散化，就是將實(shí)際結(jié)構(gòu)假想地離散為有限數(shù)目的規(guī)則單元組合體，實(shí)際結(jié)構(gòu)的物理性能可以通過對離散體進(jìn)行分析，得出滿足工程精度的近似結(jié)果替代對實(shí)際結(jié)構(gòu)的分析，這樣可以解決很多實(shí)際工程需要解決而理論分析又無法解決的復(fù)雜問題。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和計(jì)算速度的不斷提高，有限元分析在工程設(shè)計(jì)和分析中得到越來越廣泛的重視，已經(jīng)成為解決復(fù)雜工程分析計(jì)算問題的有效途徑，現(xiàn)在從汽車到航天飛機(jī)大多數(shù)設(shè)計(jì)制造已離不開有限元分析計(jì)算，其在機(jī)械制造、材料加工、航空航天、汽車、土木建筑、電子電器、國防軍工、生物醫(yī)學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用已使設(shè)計(jì)水平發(fā)生了質(zhì)的飛躍。

1 醫(yī)學(xué)有限元國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

有限元方法最早應(yīng)用于骨科研究，開始于脊柱生物力學(xué)[1]。幾十年來其在解決生物力學(xué)問題上得到了廣泛應(yīng)用，尤其近年來，隨著數(shù)字及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，有限元法本身已不再是相對獨(dú)立地研究生物力學(xué)性質(zhì)，它越來越多地與各種動(dòng)力學(xué)模型、參數(shù)優(yōu)化選擇、臨床放射學(xué)與實(shí)物測量、有機(jī)化學(xué)、組織學(xué)與免疫組化等方法巧妙結(jié)合，使結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠，成為生物力學(xué)研究中的一種重要工具。有限元方法在醫(yī)學(xué)上的研究主要包括以下四個(gè)方面。

1.1 有限元模型的建立

有限元模型的建立，直接影響有限元仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精度、計(jì)算機(jī)計(jì)算過程、計(jì)算時(shí)間的長短，且模型建立的優(yōu)劣與建模人員的專業(yè)素質(zhì)和有限元知識分不開?，F(xiàn)有研究的模型包括：人眼[2]、牙齒及矯正器[3]、脊柱[4]、顱腦骨骼[5]、胃[6]等人體骨骼及器官的三維有限元模型。

1.2 力學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真

A.Pandolfi，F(xiàn).Manganiello對所建立的人眼角膜模型進(jìn)行了力學(xué)分析[7]。Tammy L HD等對建立的脛股關(guān)節(jié)三維有限元模型分析了骨骼變形對關(guān)節(jié)面接觸行為的影響以及約束關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)對接觸應(yīng)力的影響等[8]。

脊柱生物力學(xué)仿真是有限元法在生物力學(xué)中研究最早、分析最多、臨床上應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。杜東鵬等則對腰椎間盤膨隆的力學(xué)機(jī)制與腰椎疲勞骨折分別進(jìn)行了探討[9]。

頭顱及顳下關(guān)節(jié)也是有限元在生物力學(xué)中研究的重點(diǎn)。呂長生等對建立的足部骨組織模型進(jìn)行有限元分析，為運(yùn)動(dòng)損傷或運(yùn)動(dòng)鞋的評價(jià)等提供了依據(jù)[10]。王芳等建立并驗(yàn)證中國人全頸椎有限元模型，用于揮鞭樣損傷分析[11]。米那瓦爾?阿不都熱依木采用有限元方法，對頜面外科手術(shù)術(shù)后的顏面軟組織形態(tài)變化進(jìn)行預(yù)測[12]。

1.3 醫(yī)療器械的力學(xué)性能評價(jià)及優(yōu)化設(shè)計(jì)

牙科是有限元法在臨床應(yīng)用中的一大領(lǐng)域，相應(yīng)的各種牙科固定器材得以研制開發(fā)，這些器材的力學(xué)性能又是研制過程中重點(diǎn)解決的問題。蔡玉惠等研究了RPA卡環(huán)在游離端義齒應(yīng)用中支持組織的應(yīng)力分布狀況，對RPA卡環(huán)的臨床應(yīng)用具有力學(xué)上的指導(dǎo)作用[9]。

在內(nèi)固定鋼板方面，張美超等從臨床應(yīng)用出發(fā)，利用有限元法對頸前路蝶型鋼板進(jìn)行生物力學(xué)模擬分析，得到了與其一致的易斷裂部位預(yù)測[9]。

在人工關(guān)節(jié)方面，Heegaard JH等建立了髕骨的計(jì)算模型，并且模擬了在人工膝關(guān)節(jié)中去掉股骨假體對髕骨活動(dòng)的影響[13]。王永書等對患者胸腰椎爆裂性骨折節(jié)段（T12～L2）部位利用有限元進(jìn)行手術(shù)模擬，均與標(biāo)本模型及術(shù)后CT掃描基本相符[14]。

1.4 血流動(dòng)力學(xué)CFD應(yīng)用

Tarbell JM用FIDAP和Fluent軟件進(jìn)行了血管壁中組織液流動(dòng)的數(shù)值研究[15]。喬愛科等利用有限元分析方法得出冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)中對稱雙路搭橋比單路搭橋具有更合理的血流動(dòng)力學(xué)，可以避免動(dòng)脈粥樣硬化的危險(xiǎn)性血流動(dòng)力學(xué)因素，從而減少手術(shù)再狹窄的發(fā)生[16]。楊金有應(yīng)用CFD計(jì)算流體力學(xué)軟件進(jìn)行人體主動(dòng)脈內(nèi)血流數(shù)值模擬分析，為闡明血管疾病的發(fā)病機(jī)理提供理論依據(jù)[17]。姚偉用計(jì)算流體力學(xué)軟件Fluent計(jì)算人體小腿骨間膜組織間隙中蛋白質(zhì)非均勻分布情況下組織液流動(dòng)[18]。

2 醫(yī)學(xué)有限元仿真實(shí)驗(yàn)方法

通過上述醫(yī)學(xué)有限元研究可得醫(yī)學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)的方法主要分為四步：（1）通過螺旋CT技術(shù)，采集大量的樣本圖像。運(yùn)用現(xiàn)有醫(yī)用物理實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)對樣本圖像進(jìn)行建模處理，并進(jìn)行相關(guān)的有限元分析。（2）通過查閱相關(guān)國內(nèi)外資料，針對所需建立模型的生理、物理等參數(shù)特性，在幾種常用圖像處理軟件（Mimcs，Proe等）中選取較為合理準(zhǔn)確的有限元建模軟件。（3）在常用有限元分析軟件（ANSYS，F(xiàn)luent等）中選取較為合理準(zhǔn)確的軟件對模型進(jìn)行有限元分析。（4）將有限元分析結(jié)果與實(shí)際測量數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，分析有限元模型的準(zhǔn)確性。

3 有限元法在醫(yī)學(xué)研究中的優(yōu)勢

有限元法在醫(yī)學(xué)研究中具有四個(gè)方面的突出優(yōu)勢：（1）可根據(jù)需要產(chǎn)生各種各樣的標(biāo)本，對模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)條件仿真，模擬拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)等各種力學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以在不同實(shí)驗(yàn)條件下模擬任意部位變形、應(yīng)力/應(yīng)變分布、內(nèi)部能量變化、極限破壞分析等情況。（2）標(biāo)本也可以進(jìn)行修正以模擬任何病理狀態(tài)。同一個(gè)標(biāo)本在虛擬計(jì)算中可進(jìn)行無數(shù)次加載或組合而不會被損壞。（3）其結(jié)果不受實(shí)驗(yàn)條件的影響，也排除了實(shí)驗(yàn)條件造成的誤差，而且可以重復(fù)計(jì)算，節(jié)約成本。（4）利用有限元法進(jìn)行的模擬實(shí)驗(yàn)具有實(shí)驗(yàn)時(shí)間短、費(fèi)用少、可模擬復(fù)雜條件、力學(xué)性能測試全面及可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。

4 醫(yī)學(xué)院校開展醫(yī)學(xué)有限元仿真實(shí)驗(yàn)的意義

在醫(yī)學(xué)院校開展醫(yī)學(xué)有限元仿真實(shí)驗(yàn)，可以使學(xué)生將相關(guān)醫(yī)學(xué)、物理、生物等課程的知識綜合應(yīng)用于仿真實(shí)驗(yàn)中，給生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供更為廣闊的范圍，使研究具有更高的水平；激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和熱情，使學(xué)生在自主科研創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)相關(guān)仿真實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證、研究。同時(shí)，開展仿真實(shí)驗(yàn)要求教師不僅需要對本專業(yè)知識做到“了如指掌”，而且需要教師具有仿真實(shí)驗(yàn)相關(guān)的醫(yī)學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)等非本專業(yè)學(xué)科的專業(yè)知識，還要求教師必須掌握螺旋CT掃描技術(shù)，Mimics，ANSYS等建模、仿真軟件的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。這些知識對于教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)、科研水平的提高具有十分重要而深遠(yuǎn)的意義。在開展醫(yī)學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建設(shè)醫(yī)學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)室，不僅可以為學(xué)生提供畢業(yè)實(shí)習(xí)條件，加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地建設(shè)，而且與醫(yī)院相關(guān)科室進(jìn)行合作，可以在生物力學(xué)基礎(chǔ)上預(yù)測手術(shù)中、長期效果，對醫(yī)生手術(shù)具有較為科學(xué)的指導(dǎo)，加強(qiáng)了學(xué)校與醫(yī)院的合作。

5 結(jié)束語

建立醫(yī)學(xué)有限元實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)關(guān)鍵的問題：（1）醫(yī)用有限元模型快速準(zhǔn)確的建立。模型的快速準(zhǔn)確建立可以減少仿真實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間、降低費(fèi)用、增加仿真的準(zhǔn)確性和可信性。（2）建立通用的有限元模型庫，為進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此需要在具體實(shí)驗(yàn)實(shí)踐中逐步探索和積累。

將工程有限元分析同醫(yī)學(xué)結(jié)合開設(shè)實(shí)驗(yàn)課，屬于多學(xué)科之間的交叉領(lǐng)域，不僅可以提高學(xué)生對所學(xué)專業(yè)知識的綜合運(yùn)用能力，增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)與學(xué)習(xí)深造的競爭力，而且可以加強(qiáng)多學(xué)科教師的教學(xué)和科研合作，提高教師的教學(xué)科研水平。同時(shí)提高相關(guān)實(shí)驗(yàn)室的利用率，為學(xué)生自主開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)提供平臺，加強(qiáng)學(xué)校和附屬醫(yī)院的教學(xué)科研合作，為醫(yī)學(xué)院校提供更為廣闊的教學(xué)和科學(xué)研究領(lǐng)域。

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第9篇：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)研究范文

種植義齒是口腔科領(lǐng)域中發(fā)展最快，最令人興奮的一個(gè)分支，已成為與高速渦輪牙機(jī)、全景X線機(jī)、高分子粘固材料并列的20世紀(jì)牙科發(fā)展的四項(xiàng)重大突破之一。一個(gè)成功的人工種植體應(yīng)該和骨組織直接結(jié)合，形成良好的生物力學(xué)相容性，將咀嚼壓力均勻分布到周圍骨組織，應(yīng)力過大或過小，都無益于種植牙周骨組織的重建，都將導(dǎo)致種植牙的失敗。據(jù)此，本文特將人工種植牙的生物力學(xué)研究進(jìn)展作一概述。

1　應(yīng)力分布研究方法的發(fā)展

在20世紀(jì)70年代以前，生物力學(xué)研究和應(yīng)力分布的檢測多采用電測法和光彈法，電測法和光彈法屬于實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析法。電測法是實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析方法中最基本的方法之一，它的靈敏度與精確度較高，可用于現(xiàn)場測定，用于各種復(fù)雜環(huán)境下測量多種力學(xué)參數(shù)，但電測法只能逐點(diǎn)測量物件表面的應(yīng)變，且僅能獲得應(yīng)變片所在位置的應(yīng)變平均值，不能直觀得出構(gòu)件應(yīng)力分布的全貌，在環(huán)境條件惡劣時(shí)誤差較大。光彈應(yīng)力分析法具有直觀性和全場性的優(yōu)點(diǎn)，可用以分析各種形狀的復(fù)雜構(gòu)件和表面應(yīng)力，也是口腔生物力學(xué)常采用的研究方法，但光彈法不能把材料力學(xué)和彈性理論聯(lián)系起來，如不能計(jì)算出模型內(nèi)任意處的應(yīng)力值和位移值。自從1973年Theresher和Farah幾乎同時(shí)將有限元法（finite element method，F(xiàn)EM）應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，F(xiàn)EM已成為一種有效的數(shù)學(xué)工具，在口腔生物力學(xué)研究中得到廣泛應(yīng)用。FEM具有以下優(yōu)點(diǎn)：可以準(zhǔn)確地表達(dá)復(fù)雜的幾何形狀；可以在同一模型上對不同性質(zhì)的材料進(jìn)行力學(xué)分析；可以進(jìn)行復(fù)雜載荷條件下的應(yīng)力分析；模型的轉(zhuǎn)換較為簡便；對應(yīng)力的內(nèi)部狀態(tài)及其它力學(xué)性能定量測定的代表性好，同時(shí)FEM在應(yīng)用中自身也不斷得到完善，其中從二維到三維是FEM發(fā)展的一個(gè)飛躍。1976年Weinstein等應(yīng)用二維FEM分析了多孔圓柱種植體界面的應(yīng)力分布，將FEM引入了口腔種植領(lǐng)域，從此，有關(guān)種植義齒生物力學(xué)的研究進(jìn)入了一個(gè)新的階段。Meijer等［1］將二維有限元法和三維有限元法進(jìn)行了比較，認(rèn)為后者的模型相似性好，可客觀反映被分析受力結(jié)構(gòu)的信息，但是有限元法的單元在大小、形狀、數(shù)目、載荷情況、假設(shè)條件與真實(shí)情況差異及邊界條件等均影響結(jié)果。因此，為使結(jié)果更加真實(shí)可信，有限元法的研究手段不斷完善，目前已從靜態(tài)研究發(fā)展到動(dòng)態(tài)研究，并有向非線性發(fā)展的趨勢。

2　種植體材料對應(yīng)力分布的影響

人工牙種植體的研究和應(yīng)用已有30多年的歷史，但迄今為止，只有少數(shù)幾種材料的種植體為人們所接受，其中應(yīng)用歷史最長、也最廣泛的是鈦質(zhì)種植體，金屬鈦具有良好的生物相容性，與骨組織形成緊密、牢固的結(jié)合，而且其彈性模量與骨很接近，與骨結(jié)合所形成的界面是動(dòng)態(tài)的，在適當(dāng)負(fù)荷的刺激下，種植體與骨的接觸程度在一年后會從53％增加到74％［2］，所以說鈦是一種理想的種植材料。Mailath（1989）等［3］用有限元法對種植體材料進(jìn)行了研究得出結(jié)論，種植體材料的彈性模量至少為110，000N／mm2（1．1×10MPa）。Clelland（1991）等［4］用三維有限元法研究了Screwvent骨內(nèi)種植體及支持組織應(yīng)力分布情況，這種商業(yè)純鈦種植體最大應(yīng)力區(qū)是在種植體的頸部，這些應(yīng)力比商業(yè)純鈦的疲勞極限（259，90MPa）低18倍，骨內(nèi)最大壓力值（19．57MPa）是在頸部的舌側(cè)區(qū)，而且Screwvent種植體近遠(yuǎn)中應(yīng)力（最大為0．38MPa）比種植體頰、舌側(cè)低得多。這一點(diǎn)和以前放射照片研究的骨吸收發(fā)生在種植體的近遠(yuǎn)中不同。為了更快的形成骨整合，人們還從種植體的表面涂層入手。尤其是羥基磷灰石噴涂（hydroxyapatite，HA）研究最多，但還是有很大爭議，生物活性材料的涂層，可以改善與骨的結(jié)合方式，從生化角度上看，對種植牙長期成功是有益的，但從生物力學(xué)角度是否有明顯的改善并不清楚［5］。Rieger（1989）進(jìn)行了研究認(rèn)為：骨結(jié)合界面與骨適應(yīng)界面比較，從生物力學(xué)上看種植牙周圍骨內(nèi)的應(yīng)力分布比較并沒有明顯的改善，這還有待于進(jìn)一步研究。最近Meijer（1997）等［6，7］使用柔韌高分子生物材料（polyactiv，PL）即聚丁烯對二苯酸鹽（酯）聚合物（polyethyleneoxide polybutylenete rephthalate（PEO：PBT）copolymer）和硬性HA穿齦種植體進(jìn)行動(dòng)物（狗）實(shí)驗(yàn)研究，從組織學(xué)上和臨床方面作一比較，PL設(shè)有三種（一種密集型，兩種多孔型）6個(gè)月加載，PL和HA種植體周圍骨組織在第6周有骨吸收（高度失去1mm），第12周可見重建，18周后恢復(fù)到原來的水平，結(jié)果PL比HA引起密度上較少的降低。這個(gè)結(jié)果顯示：柔韌種植材料更有利于應(yīng)力向周圍骨組織傳導(dǎo)。臨床方面PEO：PBT和陶瓷、生物玻璃、鈦、和其他材料相比較，結(jié)果：PEO：PBT是一種柔韌材料，能降低穿齦種植體頸部應(yīng)力峰值，致密型PL功能合適，運(yùn)動(dòng)性能與天然牙相近似，表現(xiàn)出最好的臨床功能，也能減少種植體周圍應(yīng)力峰值。從組織學(xué)觀察得出結(jié)論：柔韌的骨結(jié)合，種植體更能較好地把應(yīng)力傳導(dǎo)到周圍骨組織，因此它可能是硬性種植體有前途的替代物。

3　種植體形態(tài)結(jié)構(gòu)對應(yīng)力分布的影響

成功的種植體不僅取決于種植體材料的生物學(xué)性質(zhì)及手術(shù)技術(shù)，種植體的表面形態(tài)也十分重要。近年來，國外學(xué)者圍繞著種植體以什么樣的形態(tài)結(jié)構(gòu)才具有最佳的生物力學(xué)相容性，作了大量的研究。關(guān)于口腔種植體宏觀形態(tài)基本上認(rèn)為以單個(gè)旋轉(zhuǎn)對稱為最佳，所以新近出現(xiàn)的或改良的種植體系列極少看到過去傳統(tǒng)的錨狀或翼狀形態(tài)。對種植體表面微觀形態(tài)，自70年代以來也是人們研究的熱門，在這個(gè)問題上雖然還有不同看法，但有一點(diǎn)是比較一致的，即粗糙的種植體表面更利于新骨生長，形成更廣泛骨種植體結(jié)合區(qū)。Mailath（1989）使用有限元法研究了骨內(nèi)種植體形狀與應(yīng)力分布的關(guān)系得出結(jié)論，圓柱形種植體比圓錐形種植體更可取，因?yàn)樗档土藨?yīng)力在骨皮質(zhì)上的峰值。Rieger（1990）等［8］應(yīng)用二維有限元法，對6種種植牙（Branemark，CoreVent，Denar，Miter，Stryker和一種實(shí)驗(yàn)用種植牙—RBT411）進(jìn)行定量分析，結(jié)果表明：所有6種種植牙都有根尖沖擊應(yīng)力的存在，Denar種植牙應(yīng)力最大，Denar、Miter和Stryker種植牙可出現(xiàn)牙槽嵴部病理性骨吸收，Miter和實(shí)驗(yàn)用RBT411種植牙應(yīng)力分布最好。Hurson（1994）［9］對3．25mm和3．8mm螺紋種植體進(jìn)行了工程力學(xué)分析，闡述了螺紋設(shè)計(jì)原則，材料的強(qiáng)度，力學(xué)疲勞分析，提出了螺紋設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。Binon（1996）［10］評價(jià)了六角形種植體（hexagonal implants）力學(xué)性質(zhì)，與基臺相連的抗扭強(qiáng)度及適合的裝置，建議生產(chǎn)商應(yīng)該提高種植體的耐受性、精確性、逼真性和堅(jiān)固性。Arpinar（1996）等［11］用有限元法對兩種硬性種植體設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，結(jié)果為：中空螺旋種植體（ITI1）在頂點(diǎn)區(qū)域產(chǎn)生高和應(yīng)力集中，而實(shí)心螺旋種植體（ITI2）應(yīng)力的分散轉(zhuǎn)移要比中空好得多。1996年黃輝等［12］對螺紋頂角角度對柱狀螺旋根管內(nèi)種植體應(yīng)力分布進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：螺紋頂角角度的改變，可以導(dǎo)致種植體在支持組織的應(yīng)力分布水平的變化，螺紋頂角為60度的種植體應(yīng)力分布較合理，為種植體設(shè)計(jì)、應(yīng)用提供理論依據(jù)。

4 種植體的長度和直徑對應(yīng)力分布的影響

對于種植體長度和直徑與種植體周圍骨面應(yīng)力反應(yīng)的關(guān)系，目前國外研究報(bào)告的觀點(diǎn)不一致。Mailath（1989）等［3］用有限元法對不同直徑的種植體進(jìn)行生物力學(xué)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大直徑種植體產(chǎn)生有利的應(yīng)力分布效果。Block（1990）［13］通過動(dòng)物試驗(yàn)證明，種植體從骨中拉出力與其長度關(guān)系極大，而與其直徑關(guān)系不大。Lum（1991）［14］發(fā)現(xiàn)骨界面應(yīng)力主要集中于種植體頸部的牙槽嵴頂而非整個(gè)種植體周圍，并據(jù)此推論使用短種植體可能對骨界面應(yīng)力集中值影響不大。Lum（1992）［15］用工程統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，分析了軸向力和水平力作用下種植體力的傳導(dǎo)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在軸向力作用下，僅僅長度為10mm，直徑為4mm的種植體，能傳導(dǎo)平均最大咬合力，支持骨受到張力在正常生理限度內(nèi)。在水平力作用下長度大于12mm時(shí)，再增加長度對力的傳導(dǎo)無顯著差異。Meijer（1992）等［16］使用短種植體對其周圍的應(yīng)力無太大影響。鄒敬才（1996）等[17］應(yīng)用二維有限方法，對3mm，4mm，5mm三種不同直徑的螺旋型種植體進(jìn)行對比分析，結(jié)果表明：螺旋型種植體直徑增加，對骨界面的總體應(yīng)力分布規(guī)律影響不大，但隨著直徑的增加，對骨界面應(yīng)力降低，種植體與骨界面的相對位移運(yùn)動(dòng)也相應(yīng)減小，有利于骨界面的應(yīng)力分布。提示臨床盡可能選擇直徑稍粗的一些種植體。Tuncelli（1997）［18］等應(yīng)用有限元法，比較了ITI中空圓柱兩段式種植體不同直徑（3．5mm，4．5mm，6mm）應(yīng)力分布。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：相對較大的直徑種植體更有利于下頜后部區(qū)域（應(yīng)力分布好）。張少鋒（1997）等［19］用有限元法研究了種植體長度和直徑對種植全口義齒應(yīng)力的影響，得出結(jié)論：種植體周圍骨界面應(yīng)力的大小與種植體長度密切相關(guān)，呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。種植體直徑在臨床常用范圍內(nèi)變化時(shí)，僅引起自身應(yīng)力集中值的改變，而對種植全口義齒的其它結(jié)構(gòu)和組織應(yīng)力狀況影響不大。

5 種植體上部結(jié)構(gòu)的連接裝置對應(yīng)力分布的影響

人們?yōu)榱巳ツ７绿烊谎姥乐苣さ木彌_作用，一些學(xué)者用一些具有粘彈性的材料如聚甲醛制成內(nèi)動(dòng)部件，連接種植體和附著體。McClumphy（1989）在種植牙上用聚甲醛材料設(shè)計(jì)了一個(gè)具有彈性的內(nèi)連接體，并用鈦制作一相同的內(nèi)連接體作對照，用光彈應(yīng)力分析法對兩者進(jìn)行了應(yīng)力分布的對比研究，結(jié)果：在骨界面上應(yīng)力分布兩者沒有顯著差異。van rossen（1990）等［20］通過二維有限元法，對不同彈性連接體彈性模量和不同外形的內(nèi)連接體在單個(gè)種植體上進(jìn)行分析，結(jié)果：內(nèi)彈性連接體彈性模量的改變對周圍骨應(yīng)力分布沒有影響。Chapman（1990）等［21］設(shè)計(jì)一種內(nèi)部減震器（shockabsor＿ber），把種植體與義齒相連接，用鈦制作對比，結(jié)果：兩者有顯著性差別，可減少咬合力。elChkawi hG（1990）在種植體上部結(jié)構(gòu)下面使用一層彈性材料，種植體不動(dòng)，而上部結(jié)構(gòu)可動(dòng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這種改進(jìn)使應(yīng)力和位移分布和天然牙相類似。Kraut（1993）等［23］設(shè)計(jì)了一種彈性內(nèi)動(dòng)連接系統(tǒng)，結(jié)果表明這套系統(tǒng)能吸收應(yīng)力，減少達(dá)到種植體和周圍骨的應(yīng)力值。