Přejít k obsahu


In-house multibody human model based on Euler parameters for the fast impact scenario calculation

Citace:
ŠPIČKA, J., HAJŽMAN, M., BOŃKOWSKI, T. In-house multibody human model based on Euler parameters for the fast impact scenario calculation. In ECCOMAS Congress 2016. Kréta: National Technical University of Athens, 2016. s. 6556-6566. ISBN: 978-618-82844-0-1
Druh: STAŤ VE SBORNÍKU
Jazyk publikace: eng
Anglický název: In-house multibody human model based on Euler parameters for the fast impact scenario calculation
Rok vydání: 2016
Místo konání: Kréta
Název zdroje: National Technical University of Athens
Autoři: Ing. Jan Špička , Ing. Michal Hajžman Ph.D. , Ing. Tomasz Bońkowski
Abstrakt CZ: V článku je představen vlastní prostorový model lidského těla na základě přístupů multibody dynamiky, který lze dále využít v numerických simulacích různých scénářů nárazů. Model je složen ze 17 tuhých těles a 16 sférických kloubů, u kterých lze zavést omezení rozsahu pohybu. Je využita parametrizace rotace pomocí čtyř Eulerových parametrů místo tří Eulerových úhlů. Rozměry a hmoty jednotlivých segmentů jsou založeny na statistických datech české populace získaných v osmdesátých letech. Model je parametrizovaný a tím pádem dobře škálovatelný. Kontakt je řešen pomocí silového přístupu, přičemž jednotlivé segmenty jsou popsány jako elipsoidy. Vše je implementováno ve vlastním programu v systému MATLAB.
Abstrakt EN: Purpose of this paper is to build an in-house spatial model of a human body based on multibody approaches, that could be utilized in numerical simulations of various impact scenarios. The model currently contains 17 rigid bodies and 16 spherical joints. The joints are modelled as range-unlimited in order to keep model robust for the further analysis. The limits of the motion will be further modelled within internal stiffness. The concept of four Euler parameters instead of widely used three Euler angles is used. The dimensions and masses of the particular segments are based on the real data of the Czech population measurement in 80s. The model is parametrized with the height and weight of the particular human. All the dimensions are calculated with respect to these values, which makes the model scalable to capture human population diversity. The contact problem of the human body with the external shape or self-contact between segments is solved using the continuous contact force model, where normal and tangential forces are evaluated as a function of the penetration, stiffness and coefficients of restitution. Algorithm for ellipsoid-to-plane contact is applied here. MATLAB software is used to build the in-house software for a human body model.
Klíčová slova

Zpět

Patička