CAE解析

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  AnyBody 应用案例

单杠运动分析

懸垂

本例题显示了不利用运动捕捉数据,在AnyBody中进行单杠运动的人体模型的制作方法和分析结果。


评估三种不同类型的单杠的结果。


同时,根据想要锻炼的肌肉和预防损伤为目的,进行单杠的尺寸参数研究和动作的合理性判断。

 

① 模型化
①モデル化右图为环境的模型化和人体模型动作的定义。

讨论3个不同的单杠动作。
执行逆动力学分析了维持设定的动作所需的人体肌肉激活度等结果。

每种情况都会在模型附近显示最大肌肉活动量、肩部高度、右和左肘关节反作用力的输出。

人体模型的属性:
● 体重=65kg
● 身高=170cm
● 设定肌肉=强壮
② 单杠动作
懸垂動作1动作1
绷紧手臂,在手掌朝向自己的状态下进行悬垂。
这种情况下,下垂时的最大肌肉活动量为76%,肱肌和腹直肌有效地工作。

Animation

懸垂動作2动作 2
张开双臂,杆与水平面以20°的角度,手背朝向自己的状态下进行下垂。
这种情况下,下垂时的最大肌肉活动量在86.5%,肱肌和大圆肌有效地工作。
Animation
懸垂動作3动作 3
对人体的垂直表面,双手以60°的状态进行下垂。
这种情况下,下垂时的最大肌肉活动量为100%,肱肌和大圆肌有效发挥作用。
另外,这个动作在手肘关节的反力最大。
Animation
③ 参数研究(例 动作3)
バー長さ=0.3m、ハンドル角度=-20°バー長さ=0.3m、ハンドル角度=+80°
バー長さ=0.8m、ハンドル角度=-20°バー長さ=0.8m、ハンドル角度=+80°
定义
根据想使之工作的肌肉,对动作3的杆进行尺寸参数研究。
杆的长度从0.3m到0.8m、握把角度从-20°到+80°,进行下垂动作的分析。
设置3组想调查的肌肉,分别为二头肌、胸肌、背阔肌,作为输出。

另外,为了预防关节外伤,输出各分析的肘关节、L1L2腰椎腰椎关节的力的平均值。

※ AnyBody参数研究的输出值的制作简单,且自由度高。除了平均值外,还可以设定不同的值,如其他(肌肉力、关节反力 、代谢功率、有效质量等)值的最大值/最小值的输出或另写公式输出也是可以的。
结果
以下的图是各参数的组合,用3D图表表示各肌肉小组中指定的关节反力平均值。

  • 上腕二頭筋【肱二头肌】
    在杆长度为0.3m、与方向盘角度为25°时,肱二头肌的肌力最大。
  • 上腕二頭筋 3Dグラフ
    【肱二头肌 3D图表】
  • 大胸筋【胸大肌】
    在杆长度为0.70m、与方向盘角度为-20°时,胸大肌的肌力最大。
  • 広背筋【背阔肌】
    在杆的长度为0.70m、与方向盘角度为5°时,背阔肌的肌力最大。
  • 肘関節反力【肘关节反力】
    在杆的长度为0.70m、与方向盘角度为-20°时,肘关节反力有最小值,属于最安全的状态。
  • L1L2腰椎関節反力【L1L2腰椎关节反力】
    在方向盘角度为-5°~10°时,L1L2腰椎关节反力不依赖于杆的长度,为最小值。

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