羽毛球蹬跨步对半月板应力分布研究
蹬跨步是羽毛球运动中的基本步法之一,从支撑腿落地时刻起至人体中心停止移动过程中,在人体惯性以及地面对足跟产生的支反力的共同作用下,膝关节将会受到较大的内力作用.当膝关节屈曲至特定角度时,受到挤压的半月板会出现应力集中现象,长此以往的高强度运动将对半月板造成不同程度的损伤.本研究结合运动学、动力学、三维重建和有限元分析等研究方法和手段,旨在科学、真实的反映羽毛球运动蹬跨步过程中半月板的受力情况,为科学训练、避免损伤和合理康复提供理论依据.运动员蹬跨步上网接球触地瞬间，跨步腿矢状面上膝关节的关节角度为169.4±4.7°，缓冲结束时矢状面上膝关节的关节角度为108.2±7.4°。根据膝关节角度，结合三维图像解析人体重心移动加速度和测力台测得力值变化规律，得出膝关节处受力范围约为800～1800N。利用CT和MR采集获得的人体膝关节断层图像数据可以较为真实可靠的建立三维实体模型。该模型通过进一步的有限元分析，可以获得特定外部环境和关节角度下半月板受力的相关数据和意外致伤机制。半月板上应力主要分布在前后角和半月板腹部内缘，后角的应力比前角应力大，随载荷的增加应力也随之增加，并在半月板的内缘、腹部、后角附近和前后角处出现应力集中现象。本研究还存在一些不足，如将骨骼部分假设为刚体，并未对股骨、胫骨接触面的关节软骨建模分析；本模型使用的是四面体网格单元，在进一步的工作中可以探索使用六面体单元划分模型。羽毛球运动员和爱好者应尽量选择缓冲效果较好的运动鞋，避免支反力对膝关节的损害。
羽毛球运动 蹬跨步 半月板 应力分布
付彦铭 李佳 赵乐
沈阳体育学院 110102
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2015-11-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）