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谷爱凌夺冠！SOLIDWORKS“助跳”冬奥大跳台教程公开！

原创|使用教程|编辑：何家巧|2022-02-09 15:35:56.270|阅读 262 次

概述：自由式滑雪大跳台运动要求运动员从超过40米的助滑区出发至起跳台，依靠惯性跃向空中，做出一套空中动作后在着陆坡落地，起跳台的角度直接影响运动员的起跳，起跳台有三个角度，假设分别为20度、30度、40度，哪种角度更有利运动员起跳呢？我们尝试用SOLIDWORKS Motion来分析判断一下。

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昨日，在北京首钢滑雪大跳台举行的冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛中，中国选手谷爱凌夺得冠军，为中国又夺得一枚宝贵的金牌！

自由式滑雪大跳台运动要求运动员从超过40米的助滑区出发至起跳台，依靠惯性跃向空中，做出一套空中动作后在着陆坡落地，起跳台的角度直接影响运动员的起跳，起跳台有三个角度，假设分别为20度、30度、40度，哪种角度更有利运动员起跳呢？我们尝试用SOLIDWORKS Motion来分析判断一下。

滑雪大跳台起跳瞬间动画

SOLIDWORKS Motion是一个虚拟原型机仿真工具，能够精确模拟并分析装配体的运动，同时计算运动过程的力、阻尼以及摩擦等。

一、创建简化模型
自由式滑雪大跳台运动的原理是在重力作用下运动员逐渐加速，然后借助惯性在起跳台起跳，所以可以简化模型如下。

二、启用SOLIDWORKS Motion分析插件

进行SOLIDWORKS Motion运动分析，在插件里启用SOLIDWORKS Motion（需要具有SOLIDWORKS Premium许可），如下图：

切换运动算例标签，将类型切换为“Motion分析”，如下所示：


三、设置相关参数条件

1、添加引力作用
在Motion工具栏上点击“引力”图标，选择Y轴作为引力方向，默认标准引力值。如下图所示：

2、添加接触

在Motion工具栏上点击“接触”图标，选择“实体”类型，激活“选择”，并勾选“使用接触组”，将运动员、滑雪大跳台分别选择是组1、组2内。

设定摩擦系数，在“材料”里给材料1、材料2都选择“Steel（Greasy）”，去掉“材料”前复选框，激活摩擦系数定义窗口，在动态摩擦系数调整为0.06，静态摩擦系数调整为0.08；其他系数默认。

3、设定分析结果
为分析起跳台对运动员起跳的影响，需要分析运动员的起跳高度以及加速度，故定义两个分析：高度分析和加速度分析，并且可以根据需要跟踪身体某部位的运动轨迹。


  • 高度分析：在Motion工具栏上点击“结果和图解”，选择“位移/速度/加速度”，选择“质量中心位置”，选择“Y轴”，指定运动员为对象；
  • 加速度分析：在Motion工具栏上点击“结果和图解”，选择“位移/速度/加速度”，选择“线性加速度”，选择“幅值”， 指定运动员为对象；
  • 跟踪运动轨迹：在Motion工具栏上点击“结果和图解”，选择“位移/速度/加速度”，选择“跟踪路径”，选择运动员头部为跟踪目标。



四、运行分析及查看结果

将时间拖动到11S位置，点击Motion工具栏上“运算”图标，软件即开始运算。

运算完毕后，得到三种分析对象的曲线结果，在结果文件夹里，在相应分析结果上，右键选择显示图解，在图解上能看到相应结果的最大值。如下图：


修改起跳台角度（如下图），可以分别分析出不同角度下，运动员的运动状态及加速情况，从而可以判断出哪种角度最有利于运动员起跳。


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