Modellering och Simulering av Benmuskulatur Inför Fordonskrock

Examensarbete för kandidatexamen

Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/20.500.12380/179557
Download file(s):
File Description SizeFormat 
179557.pdfFulltext5.4 MBAdobe PDFView/Open
Type: Examensarbete för kandidatexamen
Bachelor Thesis
Title: Modellering och Simulering av Benmuskulatur Inför Fordonskrock
Authors: Blomgren, Niklas
Eliasson, Erik
Ericson, Joakim
Lundahl, Oskar
Abstract: Syfte: Målet med detta projekt var att implementera musklerna på de nedre extremiteterna, i den fullskaliga, virtuella humanmodellen (THUMS) i finita element-programmet LS-Dyna. Modellen ska kunna användas i simuleringar av pre-crash scenarior varför musklerna ska vara aktiva och generera krafter mycket nära verkligheten. Metod: Projektet fokuserade på de musklerna som styr flexion och extensionsrörelserna i knä- och höftleden. Musklerna modellerades som endimensionella Hill-element som syftar till att vara en god approximation av hur muskler fungerar. Varje muskel modellerades som minst ett Hill-element där muskler med större utbredning delades upp i flera element för att förbättra approximationen med endimensionella element. För att få alla muskler att dra åt rätt håll modifierades knä- och höftled. Muskeldata för hur mycket kraft musklerna genererar erhölls genom att skriva ett program i MATLAB som genererade kurvor för hur kraften varierar beroende på längd och hastighet (s.k. kraft/längd- och kraft/hastighet-kurvor). Simuleringar där endast en muskel åt gången applicerades på THUMS genomfördes för att säkerställa att musklerna genomförde önskad rörelse. För att undersöka om musklerna genererade rätt moment runt lederna för respektive rörelseriktning fästes fjäderelement i skelettet från vilka kraften, och därmed momentet, senare avlästes. Detta jämfördes mot tidigare studiers resultat för hur mycket moment och kraft musklerna genererar runt lederna respektive mot bilgolvet. Resultat: Simuleringar av enskilda muskelelement visade att samtliga 15 modellerade muskler utförde förväntade rörelser. Simuleringen visar tydlig att musklernas aktivering gör att modellen pressar fötterna framåt och snett nedåt likt den förväntade rörelsen vid nödbromsning. Musklerna har verifierats till att generera rätt moment, i respektive rörelseriktning, i positioner nära ursprungspositionen. Men desto större avvikelsen är från ursprungspositionen, desto större blir felet mot det förväntade momentet. Kraften som modellen genererar mot ett fiktivt bilgolv är likt vad som förväntas vid jämförelse med tidigare studier. Slutsats: Humanmodellen THUMS lämpar sig för modellering enligt Hill-modellen av aktiv muskulatur i de nedre extremiteterna. Muskelelementen som implementerats fungerar och genererar rätt moment vid små vinkeländring. Med detta resultat uppskattas musklernas infästningar och utbredning vara rimligt approximerade. Projektets syfte med att implementera fungerande, aktiva muskler på humanmodellen är uppfyllt.
Keywords: Livsvetenskaper;Transport;Hållbar utveckling;Teknisk mekanik;Annan teknik;Life Science;Transport;Sustainable Development;Applied Mechanics;Other Engineering and Technologies
Issue Date: 2013
Publisher: Chalmers tekniska högskola / Institutionen för tillämpad mekanik
Chalmers University of Technology / Department of Applied Mechanics
Series/Report no.: Kandidatarbete / Institutionen för tillämpad mekanik, Chalmers tekniska högskola : 2013:08
URI: https://hdl.handle.net/20.500.12380/179557
Collection:Examensarbeten för kandidatexamen // Bachelor Theses



Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.