舆论纲要：啄木鸟头部抗报复性底栖生物力学接洽

头部报复性伤害主假如因为遽然性的线性或回旋加速率形成的，多发于公共汽车碰撞、宇航救生及体育疏通中，其妨害性大，牺牲率高，且连年来年青人头部报复性伤害爆发率日渐延长。但是，天然界中的“丛林大夫”啄木鸟，每天啄木度数高达1,2000 次，啄木最大速率到达623~749cm/s，最大加速率达634~2170g，如许高频、高加速率的报复动作却没有引导报复性脑伤害。啄木鸟令人赞叹的动作特性不只惹起了鸟类学家和进化底栖生物学家们的提防，也越来越多地遭到了电子工程、板滞工程、资料工程上面的接洽者们关心。但是，到暂时为止，对于啄木鸟头部的抗报复性底栖生物力学体制尚未精确。鉴于上述局面，本舆论发端探究了啄木鸟头部抗报复性伤害的底栖生物力学体制，并鉴于其道理提出体育疏通中抗报复性的疏通产物安排的新观念。正文重要做了以次五个上面的处事：1、啄木鸟头部剖解学构造查看本接洽查看了华北地域罕见的大斑啄木鸟的头部剖解构造，并采用了山和尚和百灵与大斑啄木鸟举行了比较查看。它们与大斑啄木鸟体型邻近，辨别属于各别种属。经过剖解学构造查看创造，与其余鸟比拟，大斑啄木鸟的颅骨形状更逼近于准则形椭球状；啄木鸟的脑构造对立较大且被精细包袱于颅骨里面；大斑啄木鸟舌骨结构神奇，从下巴向后蔓延并分为两条，辨别从颈部两侧进取蔓延至枕骨后侧，结果在颅顶部位兼并到一道；其余，大斑啄木鸟喙部曲率鲜明小于其余鸟，左右颌骨及外层掩盖的硬角质鞘局部长度不等，上颚长度小于下巴长度，外层硬角质鞘却是上喙善于下喙。2、啄木鸟头部疏通学和能源学领会往常的接洽觉得啄木鸟在啄木进程中头部维持完备的曲线疏通，这种疏通办法使其制止了回旋加速率爆发的剪切力所惹起的脑伤害。本接洽运用两台同步的高速摄像机搜集了大斑啄木鸟啄木进程中头部的三维疏通学数据，同声运用力-扭矩传感器记载了啄力。其余，沿用动静应急仪尝试了报复载荷下颅部和喙部地区的动静应急随功夫的变革情景。疏通学数据领会截止表白大斑啄木鸟啄木进程中头部不只有曲线疏通，同声还随同有回旋疏通；啄力搜集截止表白报复进程除去啄力还生存扭矩。3、颅部及喙部构造的资料学特性领会II骨力学关系接洽表白松质骨的微观构造参数与其力学本能具备强关系性。往常的接洽觉得啄木鸟头部富含海绵状的松质骨，如许的资料构造特性对脑伤害具备防备效率。本接洽从资料学观点领会了大斑啄木鸟颅骨及喙部的骨微观构造、因素构成及资料力学个性。微观构造查看表白，与其余两种鸟比拟，大斑啄木鸟的颅骨部位的松质骨散布更少且不平均，而且骨小梁构造更趋近于板状，而其它鸟颅骨部位骨小梁构造更趋近于杆状；因素构成领会和资料力学尝试截止表白，大斑啄木鸟颅骨部位较其余鸟来说，无机质含量更高，引导其颅骨资料力学强度更大；而大斑啄木鸟的喙部构造中无机质含量稍低于其余鸟，引导其资料力学强度稍低，进而在载荷效率下形变量更大且具备更好的灵活性好。综上所述，啄木鸟颅骨及喙部的骨微观构造、因素构成及力学个性在长久的啄木动作下，渐渐进化到达最优化安排，使其灵验的养护脑构造免受伤害。4、啄木鸟头部有限元领会数值模仿动作底栖生物力学接洽中的要害接洽本领之一，不妨丈量试验接洽中难以测定的参数，与试验接洽具备互补效率。本接洽鉴于Micro-CT 断层扫描图片创造了啄木鸟头部三维有限元模子，并与试验数据举行比较，考证了模子的真实性。运用该模子进动作态数值领会，定量化接洽了啄木进程中文大学斑啄木鸟特出的头部剖解学特性对脑构造的防备效率。接洽截止表白，大斑啄木鸟左右颌不等长的构造灵验贬低了喙部传播到脑构造的报复力；其余，大斑啄木鸟悠长的舌骨起到了“安定带”和能源吸振器的效率。5、啄木鸟头部抗报复道理的运用之上的接洽得出了啄木鸟头部抗报复性伤害底栖生物力学体制的发端论断，开辟咱们进一步深刻探究并商量其运用远景。个中，左右喙不等长构造对脑构造的防备道理，开辟咱们提出了跑钉鞋鞋钉钉体构造分叉式安排新观念，而且运用有限元举行了扼要的模仿计划。截止表白，此构造对缓冲性有所革新。综上所述，正文的重要奉献不妨归结为两个上面：1）运用剖解学构造查看、头部三维疏通学领会、啄力尝试、资料学查看及资料力学尝试与数值模仿相贯串及考证的本领，发端探究了啄木鸟头部抗报复性的底栖生物力学体制。2）本接洽鉴于所得出的啄木鸟头部抗报复性机理的局部论断，提出了体育疏通中跑钉鞋鞋钉钉体构造安排新观念。