基于新型双足模型的步行荷载分析及其参数研究

摘要：

双足模型可模拟人的周期步行问题。基于 ISO 5982模型与双足模型，建立了新型双足步行模型。采用Lagrange 方程描述步行过程中的运动方程，确定了系统的质量矩阵、刚度矩阵、阻尼矩阵和荷载向量。研究了人体步行的力学特性及能量变化过程，分析了腿刚度、冲击角和步行速度等参数对地面反力的影响。结果表明：新型双足模型能够模拟包括双足和单足支撑阶段完整连续的步行过程；连续平稳步行中的总能量恒定，各能量随步行过程在重力势能、弹性势能和动能之间转化；腿刚度、冲击角和步行速度对步行特性有较大影响，但腿刚度对步行周期和步长的影响较小。

关键词：生物力学、双足模型、步行荷载、动力方程、数值模拟

分类号：TU311.3(建筑结构)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51422801，50938008；新世纪优秀人才奖励计划NCET －11－0571；中央高校基本科研业务费专项资金资助2012JBM007，2012YJS078

在线出版日期：2015-07-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：152-157,181