基于有限元模型分析不同蹬冰角度足踝部应力分布差异

目的 模拟仿真不同蹬冰角度足踝部的应力,通过优化分析得到合理的蹬冰角度与足踝部应力的定量关系。 方法 建立冰球鞋-足踝耦合有限元模型,三维拍摄获取冰球运动员的运动学参数进行模型验证与约束,计算对比 分析不同角度蹬冰动作的足踝部应力,构建多目标优化函数模型。 结果 在相同蹬冰角度下,胫腓骨应力最大,距 下关节应力次之,第 1 跖趾关节应力较小,足底筋膜应力最小。 随着蹬冰角度的减小,足踝部应力单调递增,胫腓 骨和足底筋膜应力变化幅度大,距下关节和第 1 跖趾关节应力变化幅度较小。 结论 在冰球运动启动阶段蹬冰过 程中,蹬冰角度与足踝不同部位应力呈反比例关系。 最佳蹬冰角度取决于对滑冰速度的期待值,如果给定速度与 应力承受之间的偏好系数,可通过优化方法计算出最优蹬冰角度。