dynamic modeling
در نشریات گروه تربیت بدنی-
Ankle injury research is typically performed with cadavers or by the clinical measuring technique which both of them have several problems such as general degradation of tissues. Numerical methods help us to overcome these problems. Therefore, the goal of this study was to compute the stress in Anterior Talofibular (ATF) ligament under different strategies of landing using finite element modeling for males and females. These strategies included the variation of the ankle flexion angle and hindfoot angle at the instant of initial contact with the ground.For calculating stress in ATF ligament, ankle torques were inputted to finite element model. Ankle torques were obtained from a five-link dynamic model using inverse dynamic approach. Input data for dynamic model included motion kinematics during drop landing from 60 cm height during 0.198 seconds after initial contact of the foot with the ground. Finite element model was created by manipulating of CT and MR images using the appropriate software. Results showed that stress in ATF ligament increase when torques in the ankle joint increase. Results from finite element model showed that when initial ankle with the ground was 68.7 degrees peak ATF ligament stress for females was lower than when initial ankle with the ground was 88.7 degrees. Additionally, increased initial plantar flexion of ankle leads to increasing stress up to 5.27 times in ATF ligament. Comparing this model and previous investigations’ results showed that this method is a useful tool to simulate landing condition for any person and to help us to predict whether those conditions probably lead to injuries or not.
Keywords: Landing Biomechanics, Anterior Talofibular Ligament, Finite Element Analysis, Dynamic Modeling -
هدفهدف این مطالعه، مدل سازی منتخبی از روش های حمل بار در دو حرکت پایه ای نشستن و برخاستن، به منظور معرفی مناسب ترین روش جهت کاهش انرژی مصرفی و گشتاور مفاصل در بین نظامیان بود.روش هااز تعداد ده نفر آزمودنی جهت تعیین قیدهای آناتومیکی، ثبت کینماتیک حرکات نشستن و برخاستن و استخراج برخی از پارامترهای لازم جهت مدل سازی استفاده شد.
متعاقب آن، موقعیت مرکز ثقل چهار وسیله ی حمل بار شامل کوله پشتی، کوله دوگانه، جلیقه و کیف دوگانه تعیین شد و با اعمال باری به جرم 40 کیلوگرم به آن، چهار مدل مختلف، از بدن و بار اعمال شده به آن بر اساس معادلات دینامیک معکوس به روش لاگرانژ ساخته شد. سپس مدل های دو بعدی و چهار سگمنتی، بر اساس اطلاعات کینماتیک حرکت اجراء شدند و گشتاور هیپ و انرژی مکانیکی مفاصل محاسبه شد.یافته هابراساس نتایج پژوهش از بین روش های بررسی شده، روش کوله پشتی، کمترین انرژی مکانیکی را صرف کرد و روش کیف دوگانه نیز کمترین گشتاور را به مفصل هیپ اعمال کرد.نتیجه گیریبرای افزایش توان سرباز حین حمل بار در حرکات تکراری و طولانی، لازم است جرم بار در نزدیک ترین فاصله نسبت به مرکز ثقل بدن، و با ارتفاع کمتری به بالاتنه وارد شود تا انرژی مکانیکی و گشتاور حرکت کاهش یابد. نهایتا می توان گفت از بین روش های بررسی شده، حمل بار با کوله پشتی با توجه به قابلیت هایی که دارد، می تواند مناسب ترین انتخاب جهت حمل وسایل سنگین و حجیم باشد.کلید واژگان: گشتاور، انرژی مکانیکی، مدل سازی دینامیکی، حمل تجهیزاتObjectiveThe purpose of this study was modeling some selected method of load carriage during sitting and arising, in order to introduce the best method to reduce energy consumption and risk of injury among troops.MethodsIn this research, ten subjects participate to determine the anatomical constraints, record the kinematic of motions and extract some parameters for modeling. Subsequently, the center of gravity position of four equipment for load carriage, including: Backpack, Double pack, Trunk vest and Double satchel, were determined and four different dynamic models of body and the load entered, were developed based on inverse dynamics equations by Lagrangian method. To calculate joint torque and mechanical energy, two dimensional models with four segments were run with kinematics information.ResultsAccording to investigation results, mechanical energy consumption in Backpack method and hip torque in Double satchel method were lowest.ConclusionA more practical choice for military operations is to carry a load as close as possible to the center of mass of the body. In a nutshell, between all methods, carrying operation by Backpack method, according to its capabilities, is the best choice for carrying heavy and bulky equipment.Keywords: Torque, Mechanical Energy, Dynamic modeling, Transport Equipment -
از تحلیلتکنیکورزشکاراننخبهواستخراجپارامترهایسینماتیکوسینتیک به عنوان روشی برای تعیین الگوی تکنیک بهینه یاد می شود.هدف این مطالعه، یافتن الگوی بهینه شوت فوتبال بر اساس حداکثر سرعت شوت با استفاده از مدل سازیدینامیکیبر اساسروابطحاکمبرحرکتبود. مزیت این روش در مقایسه با روش های تجربی، امکان تغییر تک تک متغیرها، کم هزینه بودن و اجرای مدل برای دفعات بسیار زیاد بود. طبق نتایج پژوهش، علی رغم وجود اختلاف معنا دار در الگوی حرکتی هر سه مفصل بررسی شده، بین شوت بهینه و شوت آزمودنی ها و افزایش 5/62% در سرعت شوت، شباهت الگوی حرکتی شوت بهینه با مطالعات تجربی گذشته و بررسی گشتاورهای ایجاد شده در مفاصل، نشان دهنده قابل اجرا بودن این الگو برای انسان و صحت حل بهینه است. به کمک مدل ساخته شده در این مطالعه می توان با مداخله به موقع اندام ها و عضلات در حرکت، گشتاور وابسته به حرکت را در اندام دور از تنه تا حدی که مفاصل بتوانند گشتاور ایجاد شده را تحمل و به توپ منتقل کنند، افزایش داد؛ بنابراین، لازم است عضلات تقویت شوند و هماهنگی عصبی عضلانی نیز افزایش یابد. در نهایت، باید گفت این مدل به عنوان یک ابزار می تواند در اختیار مربیان قرار گیرد تا به کمک آن الگوی بهینه حرکت هر فرد را به صورت اختصاصی به وی آموزش دهند.
کلید واژگان: بهینه سازی، مدل سازی دینامیکی، الگوی حرکتی، شوت فوتبالFinding the optimal techniques is one of the aims of sport biomechanics science. According to previous soccer kick studies، the pattern of optimal technique has been computing by analyzing the kinematic and kinetic parameters of elite soccer player. The purpose of this study was finding the optimal soccer kick pattern in forward swing phase to achieve a maximum speed shot. The solution approach which is suggested to produce the optimal technique is to use the mechanical modeling by applying the motion equations. This model has some advantages compared to experimental study such as changing the model parameters separately، low cost and run repeatedly the model. A two-dimensional four-link dynamic model is introduced and by applying the appropriate constraints، the genetic algorithm is used to achieve the optimal technique. The computed pattern was compared with six skill subject’s patterns that Acquired by cameras (240Hz). The results showed significant deference in joints angular displacement patterns between computed and subjects techniques. Also، the computed pattern velocity increased 62. 5 percent more than subject’s pattern and the computed pattern was similar to reported in previous studies. Therefore، the computed pattern is valid for human according to human body physiology and mechanics. Using the model in this study can create interaction between joint and segments and enhance Motion-Dependent Moment in distal segment and improve speed and quality of the kick. Therefore، it is important and necessary to enhance muscle strength and improve neuromuscular coordination. In a nutshell، this model is an apparatus which can available for trainers to teach optimal technique of soccer instep kick to athletes specifically.Keywords: Optimization, Dynamic Modeling, Motion Pattern, Soccer Kick
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.