Přejít k obsahu


Double pendulum contact problem - Diploma thesis

Citace:
ŠPIČKA, J. Double pendulum contact problem - Diploma thesis. 2013.
Druh: DALŠÍ AKTIVITY
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Double pendulum contact problem - Diploma thesis
Rok vydání: 2013
Autoři: Ing. Jan Špička ,
Abstrakt CZ: Práce se věnuje kontaktním problémům biomechanických soustav modelovaných pomocí multi-body přístupu. Příkladem je modelování nárazu lidského těla to infrastruktury. Práce se nejprve věnuje algoritmům pro detekci kolize a pro výpočet minimální vzdálenosti. V práci je popsána analytická metoda využívající tečné roviny rovnoběžné s původní. Hertzův model, model pružina-tlumič a model s nelineárním tlumením jsou využity pro aproximaci kontaktní síly, generované srážkou těles. Dále je aplikován proces numerické optimalizace na příkladu skákajícího míčku. Rozdíl mezi křivkami simulace a experimentu je minimalizován za účelem nalezení řešení, které se bude nejlépe blížit danému experimentu. Výsledkem optimalizace jsou příslušné parametry všech tří modelů kontaktní síly. Pro odvození pohybové rovnice dvojkyvadla je vyžito Lagrangeových rovnic druhého druhu. Vektor zobecněných sil zahrnuje sílu vzniklou v případě impaktu. Možné aplikace do oblasti biomechaniky, jako je pohyb horní končetiny a impaktor lidské nohy jsou ukázány za účelem motivovat k dalšímu vývoji.
Abstrakt EN: The thesis concerns contact problem focused on biomechanical systems modelled by multi-body approach. The example is modelling impact between human body and infrastructure. The work firstly presents algorithms for collision detection and for calculation of minimum distance, respectively. In the thesis the analytical method using tangential plain perpendicular to initial one is analysed. The Hertz, the spring-dashpot and the nonlinear damping contact force models are applied in approximation of the contact force, generated during the impact of bodies. Later on, numerical optimization method is put upon bouncing ball example. The difference between initial experiment and simulation curves is desirable to be minimise. Purpose of optimization is to find the most corresponding results of simulation to an original experiment. As consequence of these, adequate parameters of all the three contact force models are calculated. Derivation of double pendulum equation of motion is performed using Lagrange equation of second kind. Generalized force vector concerns the force, generated in case of impact performance scenario. Various of possible biomechanics applications such as motion of arm and legform impactor are developed for the purpose to motivate engineers for further studies.
Klíčová slova

Zpět

Patička