Weiterentwicklung eines Modells zur Berechnung von Kräften, die in der Lendenwirbelsäule wirksam werden: von einem 2-dimensionalen Modell zu einem 3-dimensionalen Modell und einem Modell für einen dynamischen Input zu einem Modell für vier dynamische Inputs bei Nutzung von realen Fahrersitzen
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| Language: | German |
| Published: |
Bremerhaven
Wirtschaftsverl. NW, Verl. für Neue Wiss.
2000
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| Series: | Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin <Dortmund; Berlin>: [Schriftenreihe der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin / Forschung]
885 : Arbeitsmedizin |
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Item Description: | Literaturverz. S. 148 - 152 |
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis Seite
Kurzreferat 6
Abstract 7
1 Einleitung 8
1.1 Zielsetzung 8
1.2 Ausgangspunkt, Programmauswahl 10
1.3 Koordinatensystem 12
1.4 Vorzeichendefinition von Schnittkräften in den Bandscheiben 12
2 3-Dimensionales Modell des sitzenden Menschen 13
2.1 Allgemeines 13
2.1.1 Begriffsbestimmung 13
2.2 Modellabbildung 13
2.2.1 Prinzipieller Aufbau 13
2.2.2 Parameterfestlegung 14
2.2.2.1 Trägheiten und Geometrie 14
2.2.2.2 Steifigkeiten 16
2.2.3 Haltungsgenerierung 19
2.2.4 Muskelabbildung 20
2.2.5 Anpassung an Größe und Masse 25
2.2.6 Berechnungen 27
2.3 Verifikation Gesamtmodell 28
2.3.1 Verwendete Meßdaten und Einflußmöglichkeiten 28
2.3.2 Auswahl der Charakteristika für die Verifikation im Frequenzbereich 29
2.3.2.1 Standardhaltung 29
2.3.2.2 Fahrer- und Knüppelhaltung 32
2.3.3 Verifikations-Ergebnisse 32
2.3.3.1 Modale Größen 32
2.3.3.2 Ergebnisse im Frequenzbereich 38
2.3.3.3 Ergebnisse im Zeitbereich 49
2.4 Ergebnisse 54
2.5 Diskussion 56
2.5.1 Modellierungsgüte 56
2.5.2 Ausblick 56
3 Sagittalsymmetrisches Modell bei Nutzung realer Fahrersitze 57
3.1 Aufbereitung der zugrundeliegenden Meßdaten 57
3.1.1 Umsetzung der Binärdaten auf MATLAB-Format 57
3.1.2 Umsetzung in den Frequenzbereich 58
3.1.3 Interpretation der Daten 59
3.2 Modellabbildung 60
3.2.1 Modellierungstechnik: Trägheitsgrößen und Steifigkeiten 60
3.2.2 Modellierungstechnik: Abbildung von Fußpunkterregung 61
3.2.3 Erweiterung der Abbildung der Lendenwirbelsäule 66
3.2.4 Parameterfestlegung: Diskrete Steifigkeiten 66
3.2.5 Parameteränderungen bei Änderung der Sitzbedingung 68
3.2.6 Ableitung von Haltungen 71
3.2.7 Variation von Größe und Masse 73
3.2.8 Statisches Gleichgewicht durch Muskelkräfte 74
3.2.9 Berechnung statischer Kräfte, entsprechende Randbedingungen 75
3.2.10 Berechnung dynamischer Kräfte, Rechentechnik, Randbedingungen 76
3.3 Verifikation 79
3.3.1 Verifikation des statischen Verhaltens der Bewegungssegmente 79
3.3.2 Verifikation im Frequenzbereich 81
3.3.2.1 Inneres Verhalten anhand der Impedanz auf starrem Sitz 81
3.3.2.2 Trends beim Übergang auf weiche Sitze mit / ohne Lehne 85
3.3.3 Eigenverhalten des Modells 89
3.3.4 Anregung des Modells in x-Richtung 90
3.4 Ergebnisse 90
3.4.1 Ergebnisse im Zeitbereich 90
3.4.2 Gesamt-Übertragungsfunktionen für Erregung an der Sitzplatte 91
3.4.3 Übertragungsfunktionen der einzelnen Anregungsstellen 92
3.5 Diskussion 94
3.5.1 Güte der Modellabbildung 94
3.5.2 Einfluß des Sitztyps 96
3.5.3 Einfluß von Größe und Masse 96
3.5.4 Einfluß der Haltung 100
4 Korrektur von Hautmeßwerten 104
4.1 Problemstellung 104
4.2 Literaturrecherche 105
4.2.1 Aufbau des Hautgewebes 105
4.2.1.1 Haut 105
4.2.1.2 Das subkutane Fettgewebe 108
4.2.2 Biomechanische Eigenschaften der Haut 109
4.2.2.1 Meßmethodik 109
4.2.2.2 Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen 113
4.2.2.3 Zusammenfassung der Ergebnisse 117
4.2.3 Haut-Meßaufnehmer-Komplexe 118
4.3 Entwurf eines Strukturmodells 121
4.4 Phänomenologischer Ansatz 122
4.4.1 Untersuchungen am idealen Ausschwingversuch 123
4.4.1.1 Untersuchungen im Verschiebungsmaßstab 123
4.4.1.2 Untersuchungen im Beschleunigungsmaßstab 127
4.4.2 Auswertung der Meßdaten 129
4.4.2.1 Umsetzung der Binärdaten auf MATLAB-Format 129
4.4.2.2 Auswertung im Frequenzbereich 129
4.4.2.3 Ermittlung einer mittleren, linearisierten Antwort 134
4.4.3 Korrektur von Hautmeßwerten 135
4.4.3.1 Zusammensetzung des Ausschwingversuchs aus modalen Anteilen 136
4.4.3.2 Identifikation der modalen Parameter 138
4.4.3.3 Überprüfung der KoreNation zur Hautfaltendicke 140
4.4.3.4 Ermittlung der Korrekturfunktion 143
4.4.3.5 Anwendung auf Hautmeßwerte 146
Literatur 148
Verwendete Abkürzungen 153
Anhang 155
A Beschreibung der verwendeten Programme 155
A.1 Programme zur Datenumsetzung 155
A.1.1 Umsetzung der Meßdaten aus Personenmessungen 155
A. 1.1.1 Umsetzung von Binärformat auf MATLAB-Format - difa2mat.m 155
A.11.2 Berechnung von Spektren aus den umgesetzten Zeitverläufen 157
A.12 Umsetzung der Ausschwingversuche 157
A. 1.2.1 Umsetzung von Binärformat auf MATLAB-Format - hautums.m 157
A.12.2 Aufbereitung der umgesetzten Ausschwingversuche -ausschwpa.m 158
A.12.3 Ermittlung der linearisierten Spektren - linearehaut.m 158
A.2 Makro-Erstellung für Structure 158
A.3 Programme zur Ergebnisverarbeitung 159
A.3.1 2D-Modell für reale Fahrersitze 159
A.3.1.1 Verifikation des Modellverhaltens - validate2d.m 159
A.3.1.2 Berechnung von Bandscheibenkräften - bskraft2d.m, krgraph2d.m 160
A.3.2 3D-Modell 160
A.3.2.1 Übertragungsfunktionen allgemein - Uefus3dBAuA.m 160
A.3.2.2 Validierung des Modellverhaltens - Evaluate3dBAuA.m 161
A.3.2.3 Berechung der Übertragungsfunktionen zur Schulter
- uefusAS3dBAuA.m 162
A.3.2.4 Berechung der Übertragungsfunktionen zu den Lendenwirbel -
uefusLWS3dBAuA.m 162
A.3.2.5 Berechung der Übertragungsfunktionen zu einem beliebigen Punkt auf
einem starren Körper - uefusBEL3dBAuA.m 162
A.3.2.6 Auswertung der Rechenergebnisse - Produce3dBAuA.m 163
A.3.2.7 Erläuterungen zu den File-Bezeichnungen 163
A.3.2.8 Graphische Darstellung der Übertragungsfunktionen 165
A.3.2.9 Format der abgespeicherten Matrizen der Übertragungsfunktionen 165
A.4 Identifikation der Hautausschwingversuche - hautident.m 165
A.5 Korrektur von Meßwerten auf der Haut 167
B Modellbedienung unter Pro/Mechanica Structure 167
B.1 Bedienung des 2D-Modells 167
B.1.1 Laden des gewünschten Modells 167
B.1.2 Statik-Lauf 168
B.1.3 Dynamik-Lauf 169
B.1.4 Berechnung von Ergebnissen 169
B.2 Bedienung des 3D-Modells 169
B.2.1 Laden des gewünschten Modells 169
B.2.2 Rechenläufe 171
B.2.3 Auflistung der im Modell eingeführten Messungen 173
B.2.4 Änderung der Messungen für die Übertragungsfunktionen 173
B.2.5 Änderung des Anregungszeitverlaufs 174
B.2.6 Vorbereitung der Ergebnisberechnung 177
B.2.7 Berechnung der Ergebnisse 177
|
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| author | Pankoke, Steffen Hofmann, Jörg Wölfel, Horst Peter 1941- |
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| publisher | Wirtschaftsverl. NW, Verl. für Neue Wiss. |
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| series2 | Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin <Dortmund; Berlin>: [Schriftenreihe der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin / Forschung] |
| spelling | Pankoke, Steffen Verfasser aut Weiterentwicklung eines Modells zur Berechnung von Kräften, die in der Lendenwirbelsäule wirksam werden von einem 2-dimensionalen Modell zu einem 3-dimensionalen Modell und einem Modell für einen dynamischen Input zu einem Modell für vier dynamische Inputs bei Nutzung von realen Fahrersitzen St. Pankoke ; J. Hofmann ; H. P. Wölfel. [Hrsg.: Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin] Bremerhaven Wirtschaftsverl. NW, Verl. für Neue Wiss. 2000 177 S. Ill., graph. Darst. : 21 cm txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin <Dortmund; Berlin>: [Schriftenreihe der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin / Forschung] 885 : Arbeitsmedizin Literaturverz. S. 148 - 152 Sitzen (DE-588)4128909-2 gnd rswk-swf Dreidimensionales Modell (DE-588)4475269-6 gnd rswk-swf Vibrationsschaden (DE-588)4188206-4 gnd rswk-swf Biodynamik (DE-588)4145595-2 gnd rswk-swf Ganzkörperschwingung (DE-588)4125545-8 gnd rswk-swf Dynamisches Modell (DE-588)4150932-8 gnd rswk-swf Ergonomie (DE-588)4015249-2 gnd rswk-swf Fahrersitz (DE-588)4153549-2 gnd rswk-swf Finite-Elemente-Methode (DE-588)4017233-8 gnd rswk-swf Lendenwirbelsäulenkrankheit (DE-588)4035317-5 gnd rswk-swf Sitzen (DE-588)4128909-2 s Ganzkörperschwingung (DE-588)4125545-8 s Lendenwirbelsäulenkrankheit (DE-588)4035317-5 s Dreidimensionales Modell (DE-588)4475269-6 s Finite-Elemente-Methode (DE-588)4017233-8 s DE-604 Fahrersitz (DE-588)4153549-2 s Ergonomie (DE-588)4015249-2 s Dynamisches Modell (DE-588)4150932-8 s Vibrationsschaden (DE-588)4188206-4 s Biodynamik (DE-588)4145595-2 s Hofmann, Jörg Verfasser aut Wölfel, Horst Peter 1941- Verfasser (DE-588)122426541 aut Forschung] Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin <Dortmund; Berlin>: [Schriftenreihe der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin 885 : Arbeitsmedizin (DE-604)BV011499960 885 HBZ Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=009194857&sequence=000002&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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