跳台滑雪助滑道结构线型优化分析方法及装置制造方法及图纸

本申请实施例公开一种跳台滑雪助滑道结构线型优化分析方法及装置。该方法在考虑空气阻力与滑行摩擦力的情况下，分别得到各段运动员滑行速度与滑行距离的函数关系式，获得助滑道结构关键结构点处的运动员速度，以便将具有三次幂函数的助滑道结构与传统含有圆弧的助滑道结构进行对比，通过对运动员在圆弧线型过渡区、三次幂函数线型过渡区的跳台滑雪助滑道上滑行时受到的反作用力进行分析，探讨运动员在三次幂函数上受到反作用力的缓和情况，在滑行速度与反作用力大小两方面分析三次幂函数对原有助滑道结构体系的优化效果，与现有跳台滑雪助滑道结构线型分析方法相比，考虑的因素更加全面，能够为跳台滑雪助滑道结构线型优化提供准确的数据支持。

【技术实现步骤摘要】
跳台滑雪助滑道结构线型优化分析方法及装置
本专利技术涉及跳台滑雪助滑道结构分析
，尤其涉及一种跳台滑雪助滑道结构线型优化分析方法及装置。
技术介绍
自20世纪30年代以来，跳台滑雪运动就被列入冬奥会正式项目，现在国际赛场上常见的跳台滑雪中心由助滑道、着陆区与终止区三部分组成。在比赛中运动员两脚各绑一块专用的雪板，比赛时运动员不借助任何外力，从助滑道出发区起滑，经助滑道助滑获得高速度于起飞区边缘飞出。助滑道结构是保证运动员能拥有较远飞行距离的前提，而助滑道结构线型效果直接影响运动员滑行运动的效果与起飞速度，进而影响运动员飞行距离。跳台滑雪助滑道结构主要分为三段，起始区的直线段，过渡区的曲线段与起飞区的直线段。根据建筑规范，到目前为止，已经建成的助滑道结构过渡区大都为为圆弧，较少有其他形式。但选用圆弧作为过渡区则会在线型上出现曲率瞬时增大点，不利于运动员的滑行。在对跳台滑雪运动研究中，除了对运动过程中的空气动力学与生物力学进行分析，研究人员还对助滑道结构几何线型进行了较多研究。为了控制滑雪运动员沿过渡曲线段滑行时的受到反作用力，研究人本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种跳台滑雪助滑道结构线型优化分析方法，其特征在于，所述方法包括：/n在考虑空气阻力与滑行摩擦力的情况下，建立跳台滑雪助滑道的起始区运动方向的动力学方程、圆弧线型过渡区的动力学方程、三次幂函数线型过渡区的动力学方程，以及起飞区的动力学方程；/n根据所述起始区运动方向的动力学方程、圆弧线型过渡区的动力学方程、三次幂函数线型过渡区的动力学方程，以及起飞区的动力学方程，分别求解得到运动员在起始区末端的滑行速度与滑行距离之间的关系式、圆弧线型过渡区的滑行速度与滑行距离之间的关系式、三次幂函数线型过渡区的滑行速度与滑行距离之间的关系式，以及起飞区的滑行速度与滑行距离之间的关系式；/n根据所述运动员在...

【技术特征摘要】
1.一种跳台滑雪助滑道结构线型优化分析方法，其特征在于，所述方法包括：
在考虑空气阻力与滑行摩擦力的情况下，建立跳台滑雪助滑道的起始区运动方向的动力学方程、圆弧线型过渡区的动力学方程、三次幂函数线型过渡区的动力学方程，以及起飞区的动力学方程；
根据所述起始区运动方向的动力学方程、圆弧线型过渡区的动力学方程、三次幂函数线型过渡区的动力学方程，以及起飞区的动力学方程，分别求解得到运动员在起始区末端的滑行速度与滑行距离之间的关系式、圆弧线型过渡区的滑行速度与滑行距离之间的关系式、三次幂函数线型过渡区的滑行速度与滑行距离之间的关系式，以及起飞区的滑行速度与滑行距离之间的关系式；
根据所述运动员在起始区末端的滑行速度与滑行距离之间的关系式、圆弧线型过渡区的滑行速度与滑行距离之间的关系式、三次幂函数线型过渡区的滑行速度与滑行距离之间的关系式、起飞区的滑行速度与滑行距离之间的关系式，以及目标跳台助滑道的实际参数，计算运动员在圆弧线型过渡区的跳台滑雪助滑道上的最终滑出速度，以及运动员在三次幂函数线型过渡区的跳台滑雪助滑道上的最终滑出速度，以对比运动员在上述两种线型滑道的滑出速度；
根据目标跳台助滑道的实际参数，计算运动员在圆弧线型过渡区的跳台滑雪助滑道上滑行时受到的反作用力，以及运动员在三次幂函数线型过渡区的跳台滑雪助滑道上滑行时受到的反作用力，以对比运动员在上述两种线型滑道受到的反作用力变化情况。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，运动方向的动力学方程如下：



式中，m为滑板质量，M为运动员质量，a1为起始区运动员加速度，g为重力加速度，γ为直线滑坡结构倾角，μ为摩擦系数，Ck为空气阻力系数，A为运动员与空气相对的正面投影面积，ρa为空气的密度，v为运动员相对空气的运动速度。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述圆弧线型过渡区的动力学方程如下：






式中，FN为支持力，m为滑板质量，M为运动员质量，g为重力加速度，θ为圆心角，为过渡区助滑道结构倾角，v为运动员相对空气的运动速度，R为圆弧半径，Ff为滑板与滑道之间的摩擦力，Ck为空气阻力系数，ρa为空气的密度，A为运动员与空气相对的正面投影面积，t为滑行时间。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三次幂函数线型过渡区的动力学方程如下：



式中，m为滑板质量，M为运动员质量，g为重力加速度，θ为圆心角为过渡区助滑道结构倾角，μ为摩擦系数，v为运动员相对空气的运动速度，ρ为三次幂函数曲率半径，Ck为空气阻力系数，ρa为空气的密度，A为运动员与空气相对的正面投影面积，t为滑行时间。


5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述起飞区的动力学方程如下：



式中，m为滑板质量，M为运动员质量，a2为过渡区运动员加速度，α为助滑道起飞区结构倾角，Ck为空气阻力系数，A为运动员与空气相对的正面投影面积，ρa为空气的密度，v为运动员相对空气的运动速度。


6.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙雅珍，吴昌宇，张铭琦，王冲，张裕，习晓东，张怀志，郭睿，任伟，马壮，叶友林，于阳，闫婷，李卿辰，孙岩，郑直，邓曼，
申请(专利权)人：沈阳建筑大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21