zhChinese    enEnglish
  ПМ-ПУ  » Образование  » Программы курсов  » Дисциплины специализаций » Прикладные задачи механики живых систем

Прикладные задачи механики живых систем

Специальный курс

Составитель: Трегубов В.П., докт. физ.-мат. наук

Оптимизация движений человека. Критерии оптимизаций. Особенности движений в безопасном положении и в невесомости. Решение задачи о реориентации космонавта без вспомогательных средств. Пример падающей кошки. Закон сохранения момента количества движения.

Механическое взаимодействие человека с окружающей средой. Биомеханический и экологический подход к решению задачи оптимизации взаимодействия. Механоэкология. Решение задачи оптимизации взаимодействия спортсмена со спортивным снарядом и опорными поверхностями. Биомеханический резонанс. Рекуперация энергии.

Решение задачи о виброзащите человека-оператора. Локальная и общая вибрация. Критерии оценки эффективности виброзащиты. Случайные и детерминированные воздействия. Оптимизация виброзащиты по среднеквадратическим критериям и критерии невыхода за данный уровень. Поиск параметров линейной виброзащиты. Область допустимых значений. Построение линейной характеристики системы виброзащиты. Применение метода статистической линеаризации для искомой характеристики. Методы детерминированного и случайного поиска. ЛПТ-последовательность. Проблемы единственности решения задачи оптимизации.

Решение задачи защиты человека от ударных воздействий. Критерии оценки эффективности системы защиты. Графоаналитический метод. Оптимизация систем безопасности человека при авариях. Столкновение автомобилей. Моделирование и экспериментальное обеспечение. Решение задачи об оптимизации катапультирующего устройства. Механические модели позвоночника. Роль мышечных усилий рефлекторной деятельности нервной системы. Моделирование травмы. Критерии. Методы описания. Модельное описание межпозвоночного диска. Моделирование травмы головного мозга.

Задача оптимизации конструкции протезов конечностей. Описание механики и управления биотехнических систем. Экзоскелетоны. Тяговое и биоэлектрическое управление протезами. Задача создания эндопротезов. Постановка задачи, критерии оценки. Применение метода конечных элементов.

Оптимизация рабочей позы человека-оператора. Геометрические и силовые критерии. Метод решения.

Прямые и косвенные методы измерений в живых системах. Обработка экспериментальных результатов. Осреднение по испытуемым и по реализациям.

Литература

  1. Бегун П. И., Шукейло Ю. А. Биомеханика: Учебник для вузов. - СПб: Политехника, 2000. - 463 с.
  2. Проблемы прочности в биомеханике /Под ред. И.Ф. Образцова.- М.: Высш. шк., 1988. - 311 с.
  3. Коренев Г. В. Введение в механику человека.- М.: Наука. 1977. - 264 с.
  4. Аруин А. С., Зациорский В. М. Эргономическая биомеханика.- М.: Машиностроение, 1988. - 256 с.
  5. Глазер Р. Очерк основ биомеханики.- М.: Мир, 1988. - 129 с.