1. Подготовка материала к работе.
- Открыть папку «D/Биомеханика/Видео для биомеханического анализа».
- Просмотреть имеющиеся в папке файлы и выбрать, согласовав с преподавателем, видеозапись спортивного упражнения.
1.2. Запустить программу Photoshop CS4 или Photoshop CS5.
1.3. В строке меню выбрать опцию «Файл – импортировать – кадры видео в слои».
1.4. В открывшемся окне найти выбранную ранее видеозапись двигательного действия.
1.5. Просмотреть видеозапись на малом экране, находящемся в активном окне и, консультируясь с преподавателем, выбрать фрагмент для последующего биомеханического исследования.
1.6. Используя полосу прокрутки малого экрана, с помощью мыши при нажатой левой клавише, переместить движок воспроизведения к началу выбранного фрагмента.
1.7. Не отпуская левую клавишу мыши нажать кнопку Shift и протянуть движок от начала до конца выбранного видеофрагмента. Отпустить нажатые клавиши.
Карибы | Неизведанные острова | Discovery Channel
1.8. Установить необходимое для исследования время между соседними кадрами. Для этого в соответствующем окне следует указать промежутки между загружаемыми кадрами. В частности, следует иметь в виду, что при исходной частоте съемки 300 кадров в секунду, вводя указание загрузки каждого 10 кадра, мы будем иметь временной интервал между загружаемыми кадрами равный 10/300 или 1/30 секунды (~0,03 с).
1.9. Нажав кнопку Оk, загрузить видеофрагмент в программу Photoshop CS4.
1.10. Создать в каталоге диск D/Биомеханика/Студент папку своей группы – например «Группа № 224»
1.11. В папке своей группы создать папку под своей фамилией – например «Никитушкин Сергей»
1.12. В своей папке создать папку «Программа места»
1.13. Сохранить полученный видеофрагмент в папке «Программа места» под названием «Видеограмма» (дискD/Биомеханика/Студент/Группа /Ф.И.О./Программа места). Видеофрагмент сохранится как многослойный файл в формате поддерживаемом Photoshop CS4.
2. Определение положения ОЦТ.
2.1. Загрузить файл «Видеограмма» в программу Photoshop CS4. Для визуализации последовательно расположенных слоев (если она не происходит автоматически) необходимо открыть в меню «Окно» палитру «Слои», установив флажок напротив опции.
- Навести курсор мыши на изображение глаза и при нажатой клавише Alt нажать левую клавишу мыши.
2.3. Используя палитру «Навигатор» (если она невидна, открыть меню «Окно» и установить флажок на палитре «Навигатор»), перетягивая соответствующий движок, увеличить первый кадр видеограммы до удобного размера.
2.4. Активировать программу «RasChT.exe», находящуюся в каталоге «D/Биомеханика».
2.5. Перемещая движок окна программы «RasChT.exe», сделать его полупрозрачным.
2.6. Перемещая окно программы «RasChT.exe» наложить его на изображение первого кадра видеограммы.
2.7. Используя меню «Настройка» программы «RasChT.exe» занести в соответствующее окно вес спортсмена в ньютонах, после чего следует закрыть меню «Настройка».
Как я делаю анимации, моё рабочее место (Анимация)
- Навести курсор на название звена тела «ЦТ головы».
- Щелчком левой клавиши активизировать считывание координат.
- Навести курсор на ЦТ головы (область уха).
- Щелчком левой клавиши отметить положение указанной точки (на экране должно появиться изображение точки).
- Точки-маркеры следует ставить по центру суставов, при маркировке головы и кистей – по центру звена, при маркировке стоп отмечать крайние точки на пятках и носках.
- Не следует повторно активировать список при маркировке каждой следующей точки, поскольку при активации точки «ЦТ головы» активировался весь список.
- Обязательно соблюдать последовательность маркировки точек и звеньев указанную в списке.
- Активировать окно программы Photoshop CS4 и проверить, чтобы слой (кадр), на который следует нанести положение ОЦТ, был активным.
- Выбрать мышью из списка, находящегося слева от изображения рассматриваемого кадра, инструмент «Кисть».
- Задать параметры кисти (диаметр, цвет, жесткость).
- Перейти в программу «RasChT.exe» и навести курсор на изображение ОЦТ в окне программы.
- Не сдвигая курсор мыши, при нажатой клавише Alt клавишей Tab, возвратиться в программу Photoshop CS4.
- Щелчком мыши нанести на изображение положение ОЦТ.
2.12. Активировать данный слой, щелкнув левой клавишей мыши в окне «Слои» справа от рассматриваемого изображения.
2.13. Проделать операции, описанные в п. 2.6 – 2.10.
2.14. Аналогичным образом нанести изображение ОЦТ на другие кадры видеограммы.
3. Построение траектории.
3.1. Сделать видимым первый кадр видеограммы, убирая флажки в виде глаза в окне «Слои» во всех остальных кадрах видеограммы.
3.2. Активировать первый кадр щелчком мыши справа от его изображения в окне «Слои».
3.3. Установив флажок в форме глаза на второй кадр видеограммы, сделать его видимым.
3.4. Активировать инструмент «Кисть», навести курсор на ОЦТ второго кадра и щелчком мыши нанести изображение ОЦТ. Это изображение попадет на первый кадр, поскольку он активизирован в данный момент.
3.5. Проделать операции, описанные в п. 3.3 – 3.4 для остальных кадров видеограммы. Меняйте цвет кисти при изменении фазы упражнения.
3.6. Сделать видимым первый кадр видеограммы (убирать флажки в виде глаза свыше расположенных слоев), на котором проявится изображение траектории. В различных фазах упражнения траектория будет окрашена в свой цвет.
3.7. Сохранить полученный видеоматериал (используя функцию Adobe Photoshop CS4 «Сохранить как») в папке «Программа места» (диск D/Биомеханика/Студент/Группа/Ф.И.О.) под названием «Траектория ОЦТ тела спортсмена».
Лабораторная работа 1.3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТЕЙ И УСКОРЕНИЯ ОЦТ ТЕЛА
Цель занятия: овладеть графоаналитическим методом определения скоростей и ускорений ОЦТ тела спортсмена в исследуемой фазе упражнения.
Теоретические сведения
При определении программы места наряду с траекторией движения ОЦТ (см. Л.р. 1.2) анализируются такие характеристики движения указанной точки, как скорость и ускорение.
Скорость ОЦТ тела – физическая величина показывающая, насколько быстро изменяется его положение в пространстве с течением времени.
Это определение качественное. Для того чтобы получить количественное соотношение, определяющее скорость, иными словами, чтобы получить формулу для вычисления скорости, необходимо вспомнить определения пути и перемещения.
Путь – расстояние, проходимое точкой вдоль траектории.
Как правило, путь обозначается буквой S. Несложно заметить, что путь является скалярной величиной. Действительно, независимо от того, переместились ли мы по траектории из точки A в точку B, или наоборот, пройденный путь будет одним и тем же и будет выражаться одним и тем же числом.
Перемещение – отрезок прямой, соединяющий начальное и конечное положения точки на траектории. Перемещение, обозначаемое ΔS, – величина векторная. Действительно, перемещение из A в B и перемещение из B в A – совсем не одно и то же. При одной и той же длине этих перемещений направления у них противоположные.
Путь S и названные перемещения показаны на рис. 1.3.1.
Рис. 1.3.1
Путь и модуль перемещения совпадают только в том случае, когда движение происходит по прямой линии. Пусть этой прямой линией будет ось Ox.
Рассмотрение материала начнем именно с этого простейшего случая (рис.1.3.2).
Итак, ОЦТ тела движется прямолинейно вдоль оси Ox и в моменты времени t1 и t2 имеет координаты (x1,0) и (x2,0), соответственно. Тогда величина скорости ОЦТ тела определяется по формуле:
где Δs = Δх = x2 – x1 есть перемещение ОЦТ тела; Δt = t2 – t1 есть промежуток времени, затраченный на его перемещение.
Формула (1.3.1) точна лишь при условии неизменности скорости на всем перемещении Δs. Практически же движение ОЦТ тела между точками, имеющими координаты (x1,0) и (x2,0), может происходить по-разному: или сначала быстро, а затем медленно; или первоначально медленно, а затем быстро; или еще каким-либо образом.
Для приближенной оценки величины изменяющейся скорости можно воспользоваться формулой (1.3.1). Однако полученное в этом случае значение скорости является величиной усредненной, относительно которой колеблется истинная скорость ОЦТ тела, перемещающегося между точками с координатами (x1,0) и (x2,0). Поэтому переменную по величине скорость V, определяемую по формуле (1.3.1), называют средней скоростью.
Очевидно, что в случае переменной скорости точность ее определения тем выше, чем меньше промежуток времени Δt, так как при очень малых значениях этого промежутка скорость не успевает измениться. В связи с этим наиболее точно скорость определяется для бесконечно малого промежутка времени Δt, стремящегося к нулю. В этом случае мы имеем дело с так называемой мгновенной скоростью:
Нетрудно видеть, что (1.3.2) представляет собой производную от пути по времени (сравните с формулой (*), с.12, определяющей производную от функции y по аргументу x).
В общем случае, когда ОЦТ движется по произвольной траектории, положения ОЦТ тела в моменты времени t1 и t2 характеризуются точками с координатами (x1, y1) и (x2, y2), соответственно. Формулы (1.3.1) и (1.3.2) остаются справедливыми, но перемещение Δs определяется по формуле:
Рис.1.3.3
Единицей измерения скорости является м/с.
Ускорение ОЦТ тела – физическая величина показывающая, насколько быстро изменяется его скорость (V) с течением времени.
Количественно ускорение (а) определяется по формуле:
a= , (1.3.3)
где ΔV = V2 – V1 – изменение скорости ОЦТ тела в процессе перемещения ОЦТ из точки с координатами (x1,y1) в точку с координатами (x2,y2); Δt = t2 – t1 – промежуток времени, затраченный на перемещение ОЦТ тела, V1 и V2 – скорости ОЦТ тела в точках, соответственно (x1,y1) и (x2,y2).
Формула 1.3.3 позволяет точно определить величину ускорения, неизменного в процессе перемещения ОЦТ тела между точками с координатами (x1,y1) и (x2,y2).
Аналогично понятиям средней и мгновенной скорости вводятся понятия среднего и мгновенного ускорения. Мгновенное ускорение определяется для случая ускорения, изменяющегося по величине. Оно отличается от среднего ускорения величиной промежутка времени Δt, за который произошло изменение скорости ΔV. В случае среднего ускорения промежуток Δt имеет некоторое конечное значение, а в случае мгновенного ускорения он бесконечно мал. Среднее ускорение можно определить по формуле (1.3.3), а мгновенное ускорение – по формуле:
амгн. (1.3.4)
Единицей измерения ускорения является м/с 2 .
Рассматриваемые в данной лабораторной работе физические величины: перемещение, скорость и ускорение, как уже отмечалось, являются векторными величинами, так как каждая из них характеризуется не только своим значением, но и направлением, то есть не одним, а двумя параметрами. В процессе биомеханического исследования над векторами приходится выполнять те или иные операции. Так, при нахождении скорости (формула (1.3.1)) вектор Δs делился на константу Δt, а при нахождении ускорения разность векторов V2 – V1 делилась на эту же константу. Рассмотрим теперь более подробно способы выполнения операций над векторами.
Перечисленные выше (см. с. 11) арифметические операции над векторами: сложение и вычитание, умножение и деление на постоянное число могут выполняться двояко: 1) традиционно, т.е. без использования компьютера и 2) с использованием стандартных компьютерных процедур.
- Традиционный способ (правило параллелограмма).
Полученную таким образом фигуру необходимо достроить до параллелограмма (АВСЕ на рис. 1.3.4). Диагональ АС этого параллелограмма будет суммой векторов V1 и V2, а диагональ ВЕ – разностью V2 и V1.
2) Компьютерные процедуры операций сложения и вычитания векторов основаны на представлении векторов наборами проекций на оси координат и выполняются покоординатно. Естественно, что результирующий вектор также будет представлен набором своих проекций на координатные оси. Полученный результат, в случае необходимости, легко представим в виде геометрического вектора (рис. 1.3.5).
Примечание. В случае отсутствия компьютерной поддержки данный алгоритм может использоваться вручную как альтернатива правилу параллелограмма.
Умножение и деление вектора на постоянное число.
1) Умножение вектора (например, V1, рис. 1.3.6) на некоторое постоянное число (С) традиционно производится так: число V1 (модуль вектора V1) умножается на C, затем строится вектор длины V1·C, при этом, если C > 0, то направление вектора V1·C совпадает с направлением вектора V1, а если C 1, то длина вектора V1·C увеличивается в C раз по сравнению с длиной V1, если же │C│ V1, и направлено в противоположную сторону, если движение замедленное, т. е. V2 4 5 6 7 8 9 . 12
Источник: 100-bal.ru
Определение скоростей и ускорений ОЦТ тела спортсмена
1.2. Загрузить файл «Траектория ОЦТ тела спортсмена» (диск D/Биомеханика/Студент/Группа/Ф.И.О.), подготовленный в лабораторной работе 1.2.
1.3. Оставив флажок в виде глаза только на первом кадре видеограммы с изображением траектории, сделать его видимым.
1.4. Щелчком мыши справа от изображения первого кадра видеограммы в окне «СЛОИ» активировать его.
1.5. Запустить программу «RasChT.exe» (D/Биомеханика).
1.6. Переместить окно программы «RasChT.exe» так, чтобы оно полностью накрыло изображенную на первом кадре траекторию.
1.7. С помощью движка в окне программы «RasChT.exe» сделать его полупрозрачным.
1.8. С помощью мыши активировать пункт меню «Захват координат».
1.9. Установить курсор на изображение ОЦТ, соответствующее первому кадру видеограммы и одновременным удерживая клавишу Ctrl клавишей Пробел зафиксировать координаты ОЦТ, которые должны появиться в окне программы.
1.10. Проделать аналогичную операцию для остальных точек траектории ОЦТ.
1.11. Активируя мышью пункт меню «Перенос в Excel»перенести полученные данные в электронную таблицу Microsoft Excel, откроется файл Лист 1.
1.12. С помощью мыши выделить полученную таблицу, правой клавишей мыши открыть контекстное меню, выполнить команду «Копировать».
1.13.. Запустить программу, подготовленную в электронной таблице, – «Определение скоростей и ускорений» (D/Биомеханика/Образцы оформления таблиц в Excel/Исследование программы места).
1.14. В столбцы А и В таблицы «Определение скоростей и ускорений» с помощью мыши вставить данные таблицы «Координаты ОЦТ».
1.15. Используя меню Microsoft Excel (Файл – сохранить как…) сохранить программу «Исследование программы места» в своей папке (диск D/Биомеханика/Студент/Группа/Ф.И.О.).
2.1. Активировать программу Photoshop CS4.
2.2. Загрузить файл «Траектория ОЦТ тела спортсмена» (диск D/Биомеханика/Студент/Группа/Ф.И.О.).
2.3. Оставив флажок в виде глаза только на первом кадре видеограммы с изображением траектории, сделать его видимым.
· Установить курсор мыши на глаз слоя, который следует сделать видимым.
· Удерживая клавишу Alt щелкнуть левой клавишей мыши.
2.2. Определить масштаб расстояний:
· Открыть программу RasChT.exe
· Поместить окно программы RasChT.exe поверх окна программы Photoshop CS4.
· Сделать полупрозрачным окно программы RasChT.еxe. С помощью движка в правом верхнем углу.
· Активировать в меню «Захват координат».
· Используя мышь, установить курсор на начало объекта, используемого для определения масштаба (масштабная рейка, линии разметки, звено тела спортсмена) длина которого известна.
· Определить координаты точки начала масштабного объекта. Для этого, удерживая клавишу Ctrl, нажмите пробел.
· Используя мышь, установить курсор на конец объекта, используемого для определения масштаба (масштабная рейка, линии разметки, звено тела спортсмена) длина которого известна.
· Определить координаты точки конца масштабного объекта. Для этого, удерживая клавишу Ctrl, нажмите пробел.
· В окне программы нажать с помощью мыши пункт «Перенос в Excel». Координаты масштабного объекта автоматически поместятся в Excel – Книга 1.
· Скопировать координаты из «Книга 1»
· Открыть файл Microsoft Excel «Исследование программы места» (D/Биомеханика/Образцы оформления таблиц в Excel). Этот файл содержит ряд таблиц необходимых для исследования программы места.
· Вставить координаты в первые два столбца таблицы «Определение масштаба расстояний».
· Полученный показатель масштаба автоматически перенесется в соответствующий столбец таблицы «Определение скоростей и ускорений».
2.5. Определить время между слоями исследуемого видео файла.
· Данные о частоте съемки первичного материала вставте в первый столбец таблицы «Определение времени между слоями» (например 300 к/с).
· Данные о выбранных для исследования кадрах вставте в столбец «Был использован каждый. »(например каждый – 10).
· Результат вычисления времени между слоями исследуемого видеофайла появится в третьем столбце таблицы «Определение времени между слоями» и автоматически перенесется в соответствующий столбец таблицы «Определение скоростей и ускорений».
2.6. Получить в соответсвтвующих столбцах составляющие скорости и ускорения в направлении Х и Y осей координат (эти данные появляются автоматически после заполнения перечисленных выше ячеек программы).
2.7. Используя возможности электронной таблицы Microsoft Excel, построить графики:
· Траектория ОЦТ(по осям значения координат Х и Y).
2.8. Сохранить построенную электронную таблицу (используя функцию Microsoft Excel «Сохранить как»), назвав ее «Основные характеристики программы места», в своей папке (диск D/Биомеханика/Студент/Группа/Ф.И.О./Программа места).
2.9. Скопировать в свою папку (диск D/Биомеханика/Студент/Группа/Ф.И.О./Программа места) форму отчета по программе места из каталога (D/биомеханика/Формы отчетов студентов по работам практикума).
2.10. Подготовить отчет о программе места в соответствии с предложенной формой, предполагающий подробные письменные ответы на следующие вопросы:
· Что называется программой положения тела? Каковы ее составные части?
· Какие характеристики включает в себя программа места?
· Что называется траекторией, путем, перемещением?
· Что называют скоростью ОЦТ тела?
· Что называют ускорением ОЦТ тела?
· Что называют вектором? Как представляются физические величины векторами?
· Как выполняют арифметические действия над векторами?
· Какова по внешнему виду траектория ОЦТ в исследуемом физическом упражнении?
· Какими по величине и направлению векторами скоростей характеризуется перемещение ОЦТ тела?
· Каковы величины и направление векторов ускорения, приложенного к ОЦТ тела?
· Как меняется скорость по ходу выполнения упражнения?
2.11. Сохранить отчет в папке «Программа места» (диск D/Биомеханика/Студент/Группа/Ф.И.О./Программа места).
Источник: studopedia.su
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Места приложения нагрузок и реакций необходимо выполнять достаточно жесткими, снабжая их приливами, фланцами, ребрами, располагая последние по возможности в плоскости действия сил. Это необходимо по нескольким соображениям. Во-первых, в зоне приложения нагрузок получается сложное напряженное состояние ( возмущение напряжений), не определяемое по элементарным формулам. Поэтому дополнительные элементы необходимы для обеспечения требуемой прочности и жесткости. [1]
Вблизи места приложения нагрузки напряжения распределяются неравномерно — по сложному закону. [2]
Уменьшение расстояния от места приложения нагрузки ( силы тяжести труб) до опор ( штроп) снизило напряжения изгиба в корпусе элеватора, увеличив напряжения растяжения. [3]
НДС тела вдали от места приложения нагрузки не зависит от вида ее распределения по области приложения при фиксированных результирующих силе и моменте. [4]
На некотором расстоянии от места приложения нагрузки распределение напряжений практически не зависит от способа приложения этой нагрузки, а зависит только от ее равнодействующей. [5]
По мере удаления от места приложения нагрузки усилия уменьшаются. Однако в работу вовлекаются все элементы конструкции, что необходимо учитывать при проектировании. [7]
Коэфициент X сильно зависит от места приложения нагрузки , как это показано на фиг. [8]
Коэффициент 1 сильно зависит от места приложения нагрузки , как это показано на фиг. [9]
В сечениях, удаленных от места приложения нагрузки на расстояние больше ширины поперечного сечения, напряжения распределены равномерно ( стр. [10]
Во всех сечениях, поблизости от места приложения нагрузки , наблюдаются продольные и поперечные нормальные напряжения очень высокой интенсивности, сопровождаемые касательным напряжением. В промежуточных сечениях, в особенности по соседству с 6 50, напряжения достигают минимума, отчего это сечение или же соседнее с ним являются местами, подходящими для сварки. [11]
Прогиб быстро затухает с удалением от места локального приложения нагрузки . [12]
В зависимости от направления вырезки образцов и места приложения нагрузки изменяются жесткость и прочность заготовок при испытании на изгиб, кручение и растяжение. В то же время имеется мало данных по использованию геометрической анизотропии для улучшения свойств поверхности и поверхностного слоя деталей. [13]
Согласно теоретической работе Дау [15], расстояние от места приложения нагрузки до сечения композита, в котором вызванная этой нагрузкой деформация становится равномерной, составляет лишь 4 — 5 диаметров волокна. В реальных волокнистых композитах расстояние, на котором распределение деформаций становится равномерным, во много раз больше. [14]
Источник: www.ngpedia.ru