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基于对称性的颅骨缺损部位快速自动重建方法
颅骨缺损或畸形,将给患者的各项生理功能造成障碍,设计符合患者头部缺损区域的修补体是颅骨缺损修复技术中关键的步骤.本文根据健康颅骨的几何对称性,提出一种颅骨缺损部位的快速自动重建方法.首先,利用主元分析法初步确定对称轴;然后结合转动惯量法进一步精确定位对称轴直线方程;后,根据几何对称性重建出颅骨缺损部位.该算法通过降低为耗时的对称轴计算的计算复杂度,在确保精度的前提下显著提高了计算速度,从而加快了整个重建过程.实验证明,基于对称性的颅骨缺损部位快速自动重建方法可快速精确地完成对称轴计算,并能无需人机交互自动实现缺损部位的高精度重建,其结果可用于临床对修复体的数字化加工制作.
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粘弹性测量中水的弹性分量佯谬的理论和实验研究
在使用双筒流变仪进行粘弹性测量时,即使被测的是水这样的牛顿流体,连接于内筒的扭丝所测出的力矩仍有相位滞后,即出现了水的弹性分量佯谬.本文从理论和实验两方面进一步证实了产生这一佯谬的原因是:流体和内筒都有惯性.进而指出了消除这一惯性效应所采取的措施.
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运动员空中翻腾和转体姿态控制过程中转动惯量的变化
目的:分析运动员空中动作中转动惯量的变化特征.方法:根据跳水空中动作特点,建立人体多体系统模型,并开发相应的计算机仿真软件.对某运动员完成四个跳水动作(A:107B;B:407C;C:5136B;D:5235B)进行三维运动学分析和计算机仿真,获得人体总重心、外方位角及总转动惯量张量.后计算对应于转体、翻腾和倾斜运动的三个中心主转动惯量I1、I2和I3.结果:总重心和外方位角的变化均符合真实运动情况.从四个动作的三个主转动惯量变化曲线看,I2和I3总比较接近,平均值约为I1的5倍.屈体或团身阶段时间约为0.2 s,而展开阶段约为0.1s.动作A翻腾过程中I1变化较小,平均为2.12 kg· m2;翻腾阶段I2平均为3.46 kg· m2,翻腾结束时I2达大,为12.48 kg· m2.动作B在翻腾过程中也是I1变化较小,平均为2.32 kg· m2;但I2在翻腾开始时大,为13.62 kg· m2,翻腾阶段平均为3.30 kg· m2.动作C和D主转动惯量变化相似.动作C的转体阶段I1较小,平均为1.15 kg· m2,转体结束时可达到4.32 kg·m2;翻腾阶段I2小,平均为3.65 kg· m2,结束时为12.95 kg· m2.结论:空中翻腾和转体过程中转动惯量呈快速、大范围变化,不同类型空中动作的惯性参量变化差异较大.本文建立了测量计算空中转动惯量变化的方法,为运动员分析空中姿态控制提供了新方法.
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中国女性人体体段转动惯量的多元回归方程
目的:测算并确定中国女性青年人体惯性参数及其数学模型,建立计算中国女性青年人体体段转动惯量的多元回归方程.方法:采用CT-图像分析仪测算法,对50例中国女性样本(18～23岁)进行体态参数测定、CT断层扫描、影像分析、测算,并进行相关回归分析.结果:获得了50例中国女性青年人体样本各体段转动惯量数据,设计了由16个体段组成的中国女性青年人体数学模型,并据此推导、建立了以身高、体重、体段长度、宽度、围度等为自变量的直接计算中国女性青年人体转动惯量的多元回归方程.结论:为直接从活体获取人体各体段的转动惯量参数提供了可靠的手段.
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计算中国男性人体体段转动惯量的多元回归方程的研究
目的测算并确定中国男性青年人体惯性参数及其数学模型,建立计算中国男性青年人体体段转动惯量的多元回归方程.方法采用CT-图像分析仪测算法,对50例中国男性样本(18～23岁)进行体态参数测定、全身CT横断层扫描、影像分析、测算,并进行逐步回归分析.结果获得了50例中国男性青年人体样本各体段转动惯量数据,设计了由15个体段组成的中国男性青年人体数学模型,并据此推导、建立了以身高,体重,体段长度、宽度、围度等为自变量的直接计算中国男性青年人体转动惯量的多元回归方程.结论为直接从个体的体态参数来推算人体各体段的转动惯量参数提供了可靠的手段.
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椭圆环刚体转动惯量的求解
运用转动惯量定义计算出椭圆环刚体绕长轴和短轴的转动惯量,然后用正交轴定理计算椭圆环刚体绕垂直与环平面且通过中心轴的转动惯量.
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刚体转动惯量实验恒力矩测量法数据的稳定性分析
对刚体转动惯量测量实验中的恒力矩测量法进行数据的稳定性分析.在加速运动实验中,采用统一实验条件,规范实验操作的方法,避免了除砝码质量外的其他因素对结果的影响;在减速运动实验中,随机产生初始角速度,以获得大量等精度测量数据.通过对数据的分析,得到了转动惯量测量结果的统计分布规律,发现存在一个佳值区间,也得到了其他实验方法的验证.对加速和减速运动特征时间进行合理选择,就能使测量结果稳定在佳值区间内.当加速运动特征时间偏大时,测量结果稳定所需的减速运动特征时间范围较大,意味着较小的砝码质量与较慢的平均角速度能够使测量值趋于稳定.但为了避免其他因素的影响,加速运动特征时间不宜过长.
