تجزیه و تحلیل معین تجربی از لرزش دست و بازوی در گلف: تأثیر قدرت گرفتن

علاقه به طراحی محصولاتی که عملکرد و راحتی را پیوند می دهند به سرعت در زمینه ورزش در حال رشد است. برای این منظور ، صنعت تجهیزات به تدریج به سمت سفارشی سازی حرکت می کند و روی تعامل انسان و ماشین متمرکز است. خود این مفهوم به اندازه کافی توسط جامعه علمی مورد مطالعه قرار نمی گیرد. با توجه به گلف ، چندین اثر نتیجه می گیرند که ارتعاشاتی که در دسته درک می شوند ممکن است مضر باشد و تأثیر قابل توجهی در راحتی و همچنین عملکرد داشته باشد. از این نظر ، مقاله حاضر به بررسی تأثیر قدرت گرفتن بر سه شاخص پویایی باشگاه می پردازد: خصوصیات معین ، سطح ارتعاش کلی و دوز لرزش که توسط کاربر باشگاه درک می شود ، طبق استاندارد ISO 5349. این مطالعه را می توان به سه مرحله تقسیم کرد. اول ، ویژگی های معین تجربی یک باشگاه گلف در حالی که از شرایط مرزی بدون ، بدون ثابت و بدون چربی (با سه سطح قدرت گرفتن) استفاده می شود ، مشخص می شود. پس از آن ، یک مدل عددی با استفاده از نتایج تجربی تهیه و به روز می شود. سرانجام ، مقادیر مربع میانگین ریشه و دوز لرزش منتقل شده به سیستم بازوی دست پس از تماس با توپ از مدل عددی معتبر استخراج می شود.

1. معرفی

قرار گرفتن در معرض بدن انسان در برابر لرزش یک نگرانی خوب برای صنعت است. این منبع ناراحتی ، تخریب عملکرد ، سلامت و خطرات ایمنی است [1،2]. در این مورد ، اندازه گیری دوزهای لرزش باید از روش استاندارد شرح داده شده در [3] و [4] پیروی کند. علاوه بر این ، دستورالعمل اتحادیه اروپا (EU) EC/2002 [5] آستانه پیشگیری و خطر را تعریف می کند. در مورد لرزش سیستم دست ساز ، چهار نوع صدمات ممکن است متمایز شود: سندرم تونل عروقی ، عصبی ، کارپال و آسیب کرنش تکراری [6،7،8،9]. ادبیات همچنین انتقال این ارتعاشات را بررسی می کند ، که به شدت با موقعیت بدن ، نیروهای جفت [10،11] یا اندازه دسته ارتباط دارد [12].

آثاری که در بالا ذکر شد نیز در زمینه ورزش مرتبط هستند. در سال 2005 ، ایسورین [13] یک مطالعه کامل در مورد کاربردهای مفید احتمالی ارتعاشات در ورزش ، مانند افزایش انعطاف پذیری ، قدرت بدن یا مصرف اکسیژن انجام داد. در تنیس ، ارتعاشاتی که توسط ورزشکاران درک می شود ، یک پارامتر اصلی برای راحتی در نظر گرفته می شود [14] و همچنین پیشگیری از خطر آسیب دیدگی [15،16]. در دوچرخه سواری ، رانندگان ممکن است تحت سطح بالایی از دوزهای لرزش قرار بگیرند [17] ، که احتمالاً باعث آنوریسم شریان اولنار [18] یا فلج عصب اولنار ، بیشتر در دوچرخه سواران آماتور می شود [19]. ارتعاشاتی که از مشخصات جاده ناشی می شود ، یک عامل تعیین کننده در راحتی ورزشکار است [20] و در نتیجه در عملکرد [21]. سرانجام ، در بیس بال ، نشان داده شده است که ویژگی های مکانیکی خفاش مستقیماً با احساس بازیکن مرتبط است [22]. علاوه بر این ، ادبیات نشان می دهد که صدای تأثیر در ورزش با احساس ورزشکاران مرتبط است. صدا تصویری از فاصله خفاش طولانی تر در بیس بال ، [23] است و احساس برای صدای بلند بلند در گلف مناسب است [24]. در تنیس ، صدا امکان تبعیض تنش رشته را فراهم می کند [25]. بنابراین ، طراحی مهندسی صدا را در نظر می گیرد ، [26].

گلف همچنین از قرار گرفتن در معرض لرزش نگران است: یک فعالیت ورزشی که عمدتاً روی مهارت متمرکز است ، باید توجه ویژه ای به طراحی باشگاه برای اهداف عملکرد و راحتی جلب شود. خصوصیات مکانیکی مرتبط به طور گسترده در ادبیات مورد مطالعه قرار می گیرد و رفتار لرزاننده این باشگاه بدون شک یکی از مهمترین آنهاست. به نظر می رسد که ارتعاشات باشگاه ایجاد شده در هنگام تماس با توپ ، بخشی از احساس و عملکرد شرکت کننده را بازی می کند. اوس و استفانیشین [27] نشان دادند كه ارتعاشات شافت باشگاه دقت گلف باز را كاهش می دهد ، زیرا آنها تا مفاصل بدن (مچ دست و آرنج) پخش می شوند. در سال 2005 ، رابرتز و همکاران.[28] نتیجه گرفت که از تجربه ، گلف بازان هر زمان که نوسان به طور نادرست اجرا شود ، دوز بالایی از ارتعاشات را درک می کنند: بنابراین ، بازخورد ارتعاش با عملکرد نزدیک است. تأثیر پارامترهای مختلف مکانیکی بر رفتار ارتعاش در چندین مطالعه ، مانند تأثیر شرایط مرزی ثابت ، انتخاب مواد [29] یا توسعه مدلهای عددی که با استفاده از تجزیه و تحلیل معین به روز می شوند ، مورد بررسی قرار گرفت. بشربا این حال ، از نظر دانش نویسندگان ، ادبیات با وجود شواهدی از توانایی آن در حذف قابل توجه پاسخ ساختاری در سایر فعالیت ها ، تأثیر قدرت گرفتن بر رفتار لرزان یک باشگاه گلف را بررسی نمی کند [32]. یکی دیگر از مشاهدات درجا این است که بازیکنان آماتور تمایل دارند نیروی بیشتری را بر روی شافت باشگاه نسبت به بازیکنان حرفه ای اعمال کنند ، که می تواند نقش مهمی در ایجاد بیماری های خاص مانند تاندونیت در بین بازیکنان آماتور داشته باشد [33].

هدف از این مقاله تکمیل این مطالعات پژوهشی با تمرکز بر قدرت گرفتن و تأثیر آن بر لرزش دست در هنگام تماس با توپ است. بخش 2 مقاله حاضر استاندارد حاکم بر محاسبه دوزهای لرزش بر روی بدن انسان را شرح می دهد. بخش 3 تجزیه و تحلیل معین تجربی از یک باشگاه گلف را در حالی که از سه نوع شرایط مرزی استفاده می کند (رایگان ، بدون ثابت و بدون چنگک با سه سطح نیروی گیر) ارائه می دهد. این تجزیه و تحلیل امکان شناسایی رفتار پویا باشگاه را فراهم می کند. در مرحله بعد ، بخش 4 به تدوین یک مدل مبتنی بر المان عددی و محدود (FE) مبتنی بر باشگاه گلف اختصاص داده شده است ، که با استفاده از کمپین های تست که در بخش 2 شرح داده شده است به روز می شود. کلوپ و سپس دوزهای لرزش بسته به قدرت گرفتن درک می شوند. سرانجام ، نتایج مورد بحث قرار می گیرد و منجر به نتیجه گیری و چشم انداز در موضوع می شود.

2. استاندارد ISO 5349

استاندارد ISO 5349 روش مورد استفاده در اندازه گیری را توصیف می کند و محاسبه دوزهای لرزش تحت بدن انسان انجام می شود و از طریق دست منتقل می شود [3]. اندازه گیری ترجیحاً در هر سه محور و در رابط دستی انجام می شود. دوز ارتعاش A H V (M / S 2) از شتاب های وزنی در طول سه محور ، A H W X 2 ، A H W Y 2 ، A H W Z 2 ، معادله (1) کسر می شود.

وزنه برداری به معنای احتمال خطر مربوط به هر فرکانس است و در محصول یک فیلتر محدود کننده باند H B (S) و یک فیلتر وزنی H W (S) ، معادله (2) تشکیل شده است. مقادیر f i به فرکانس های رزونانس (F 1 = 6. 310 ، F 2 = 1258. 9 ، F 3 = 15. 915 ، F 4 = 15. 915 هرتز) مراجعه می کنم ، در حالی که q من به انتخاب این قطب ها مراجعه می کنم (Q 1 = 0. 71 ، Q 2 = 0. 64). سرانجام ، K مخفف سود است (K = 1).

H B (s) = S 2 4 π 2 F 2 2 (S 2 + 2 π f 1 S Q 1 + 4 π 2 F 1 2) (S 2 + 2 π f 2 S Q 1 + 4 π 2 F 22) H W (s) = (s + 2 π f 3) 2 π k f 4 2 (s 2 + 2 π f 4 s q 2 + 4 π 2 f 4 2) f 3 ، w i t h s = j 2 π f

3. مدل آزمایشی

شافت مورد مطالعه ، همانطور که در شکل 1 ارائه شده است ، یک RH 500 مرد ترکیبی است که توسط Inesis (Decathlon ، Lille ، France) ساخته شده است و یک شیروانی 22 درجه را نشان می دهد. این سازه در سه قسمت تقسیم می شود ، هر کدام از یک ماده متفاوت ساخته شده است: یک سر آلومینیومی ، یک شافت کامپوزیت کربن-اپوکسی و یک اتیلن پروپیلن دیین مونومر (EPDM). پارامترهای مکانیکی مربوطه از ادبیات استخراج می شوند [34] و در جدول 1 ارائه شده است.

یک مدل گسسته شده با استفاده از نرم افزار OROS modal (OROS ، Grenoble ، فرانسه) به منظور بازسازی اشکال معین طراحی شده است و شامل چهار بخش سه وصل شده توسط پنج گره است. یک گره نمایانگر مشاهدات سه محور ثبت شده توسط یک شتاب سنج پیزو الکتریک (B & K4525 ، Bruel and Kjaer ، Duluth ، USA) است. چهار گره دیگر برای کنترل سه محور ، یعنی دوازده کنترل است. تحریک با استفاده از یک چکش شوک مجهز به سنسور نیرو (208C02 ، PCB Piezotronics ، Buffalo ، USA) انجام می شود ، همانطور که در شکل 2 مشاهده می شود.

پنج مجموعه مختلف از شرایط مرزی آزمایش می شوند. دو مورد اول شرایط مرزی بدون کلاسیک و بدون ثابت است. در حالت آزاد ، شافت در حین استفاده از تارهای الاستیک به منظور جداسازی آن از آشفتگی های خارجی آویزان می شود. در مورد بدون ثابت ، چنگال شافت با اندازه 21. 5 سانتی متر در یک معاون نیمکت که روی یک صفحه شکاف نصب شده است ، بسته می شود. با توجه به سه شرط گذشته گذشته ، به نام "بدون چنگال" ، یک شرکت کننده مرد (37 ساله ، 173 سانتی متر قد ، 70 کیلوگرم) در این مطالعه درگیر شد. کمیته اخلاق محلی آزمایش را تصویب کرد و شرکت کننده فرم رضایت نامه را امضا کرد. تجزیه و تحلیل معین در حالی که شرکت کننده فشار دست را بر روی چنگال ، در سه سطح مختلف انجام می دهد ، انجام می شود. فشار تماس در زمان واقعی با استفاده از دو تشک فشار از قبل کالیبره شده (سیستم GRIP ، Tekscan ، Boston ، MA ، USA) ثبت و تجسم می شود (شکل 3 را ببینید). شرکت کننده با تجسم مقدار فشار متوسط بر روی هر دو دست قادر به دستیابی به شدت فشار نزدیک است ، همانطور که در جدول 2 نشان داده شده است.

خصوصیات معین ، فرکانس ها و میرایی با استفاده از نرم افزار OROS modal (OROS ، فرانسه) استخراج می شود و جدول 3 آنها را خلاصه می کند. الگوریتم Broband برای شناسایی در محدوده 0-500 هرتز استفاده می شود ، که با توجه به استاندارد ISO 5349 ، معادله (2) با احتمال خطر ارتعاش بین 0. 025 و 1 مشخص می شود. این الگوریتم روش شناسایی LSCF (حداقل مربعات فرکانس پیچیده) را پیاده سازی می کند ، که در مقایسه با روش های SIMO (خروجی چند ورودی تک) در حالت های همراه ، دقت بیشتری را ارائه می دهد ، بنابراین منجر به برآوردهای معین بهبود می یابد [35].

چگالی معین در محدوده فرکانس مورد مطالعه کم است ، زیرا تنها هشت حالت مشخص می شود. چهار حالت در هواپیمای X-Y و چهار مورد دیگر در هواپیمای X-Z قرار دارد. گفتنی است که فرکانسهای معین مشخص شده با آثار Braunwart [29] سازگار است. این حالت ها چهار حالت خمش اول در هواپیماهای X-Y و X-Z هستند. هیچ حالت پیچشی برجسته نشده است که سنسور و مکان های ضربه در محور طولی باشگاه گلف تراز می شوند. بخش 5 در مورد تأثیر گرفتن در حالت ها بحث می کند.

4- مدل عددی عنصر محدود

4. 1مدل سازی شفت

اولین قدم در توسعه مدل عددی شامل اسکن سر بود ، در حالی که از سیستم اسکنر 3D David 3D (HP ، Palo Alto ، CA ، USA) متشکل از یک پروژکتور ، یک دوربین و یک صفحه چرخان بود. هندسه حاصل ، همانطور که در شکل 4A نشان داده شده است ، سپس در Solidworks نرم افزار CAD (Dassault Systems ، پاریس ، فرانسه) به طور کلی وارد شد. ابعاد شافت و گرفتن برای اسکن بسیار بزرگ بود ، بنابراین تصمیم گرفته شد که مستقیماً آنها را با استفاده از نرم افزار CAD مدل کند و اندازه گیری هندسه با استفاده از نوار اندازه گیری و یک کولیس کشویی انجام شود. کل مدل شافت ، همانطور که در شکل 4B ارائه شده است ، سپس در نرم افزار FEA ABAQUS 6. 14 (Simulia ، Paris ، France) وارد شد. برای اهداف محاسباتی ، عناصر پوسته به دلیل ضخامت کم هر سه مؤلفه موجود در مونتاژ انتخاب شدند: شافت کامپوزیت کربن-اپوکسی به ضخامت 1. 5 میلی متر است ، در حالی که سر آلومینیوم و لاستیک هر دو 3 میلی متر ضخامت دارند. در نهایت ، مش کلی شامل 27061 عنصر پوسته چهار گره با کاهش ادغام (عناصر S4R) است. بر اساس آثار [36،37] ، فرض می شود که ماده شفت یک کامپوزیت ارتوتروپیک ، کربن-اپوکسی است ، در حالی که گرفتن و سر می تواند به طور منطقی ایزوتروپیک در نظر گرفته شود. جدول 1 کلیه خصوصیات مکانیکی مورد نیاز را خلاصه می کند.

به روزرسانی مدل سه مرحله ای انجام شد. اول ، دو تست خمش سه نقطه ، یک عددی و دیگری آزمایشی ، به گونه ای مقایسه شد که مدول E 1 از شافت را به روز می کند. مقدار به روز شده 92،550 MPa است. پس از به روزرسانی و در نظر گرفتن شرایط مرزی بدون ثابت ، از ماتریس MAC (معیار تضمین معین) برای تعیین شباهت ویژه ویژه های شناسایی شده و عددی استفاده شد (شکل 5). ضرایب بین 0 تا 1 محدود شده اند ، و 1 نشانگر Eigenmodes کاملاً سازگار است. یک مقدار نزدیک 0 نشان می دهد که حالت ها سازگار نیستند [38]. قبل از به روزرسانی ، اختلافات بین مدل و آزمایش از 4. 82 تا 93/36 درصد بود اما پس از آن به فاصله 2. 04-4. 21 ٪ کاهش یافت ، جدول 4 فقط دو حالت اول به ترتیب اختلافات پس از به روزرسانی ، به ترتیب 18. 24 و 33. 00 ٪ را حفظ می کنند. ماتریس معیار تضمین معین (MAC) شناسایی خوب اشکال معین را با مقادیر مورب بالاتر از 0. 80 ، به جز حالت 2 (0. 56) برجسته می کند. با این حال ، لازم به ذکر است که حالت های 4 و 2 فقط کمی جدا شده اند ، که ممکن است به عدم مشاهده در طول تجزیه و تحلیل معین تجربی نسبت داده شود.

4. 2مدل سازی تماس بین توپ و سر باشگاه

تأثیر قدرت گرفتن بر روی دوز ارتعاش درک شده با مدل سازی تماس یک توپ گلف روی سر باشگاه مورد بررسی قرار گرفت ، در حالی که این چنگال حفظ می شود. به عنوان یک رویکرد اولیه ، فشار 19 مگاپاسکال بر روی دایره ای به قطر 24 میلی متر که در مرکز سر واقع شده بود ، برای مدت زمان 0. 5 میلی ثانیه اعمال شد (شکل 6A را ببینید) [39]. با توجه به اندازه کوچک برخی از عناصر محدود در مش ، با استفاده از یک روش صریح پویا برای شبیه سازی تماس بین توپ و سر باشگاه منجر به محاسبات بسیار طولانی می شد. دلیل این امر این است که افزایش زمان پایدار ، همانطور که توسط کد محاسبه می شود ، متناسب با اندازه کوچکترین عنصر محدود در کل مش است. رویه های پویا ضمنی هر زمان که سویه ها و همچنین اثرات اینرسی محدود باشند ، یک جایگزین قابل اعتماد هستند ، که در مورد حاضر تأیید می شود. با این حال ، در این قاب ، الگوریتم برای اهداف شتاب همگرایی به طور خودکار میرایی عددی را تعیین می کند ، و بر هر میرایی ماده ای که قبلاً تعریف شده بود ، تأثیر می گذارد. به این پارامتر نیز نمی توان دسترسی پیدا کرد ، که تاسف آور است ، زیرا می تواند نقطه شروع برای هرگونه پیشرفت بیشتر در رفتار پویا باشگاه را فراهم کند. بنابراین هیچ میرایی مواد خاص در مدل تعریف نشده است ، و مطمئناً با پالایش این پارامترها می توان دقت بیشتری را بهبود بخشید. قدرت گرفتن که توسط گلف باز استفاده می شود از طریق تعریف هشت سطح روی چنگال مدل می شود: یکی برای هر انگشت ، یکی برای قسمت فوقانی کف دست و دو مورد برای قسمت پایین آن. برای این منظور ، سه مدل عددی مختلف اجرا می شود که هر یک از آنها رابط های دستی دستی خود را نشان می دهند زیرا مناطق تماس به همراه قدرت گرفتن. شکل 6b تمام مدل ها را نشان می دهد.

5. تأثیر قدرت گرفتن

5. 1در ویژگی های معین

بر اساس نتایج تجزیه و تحلیل معین تجربی که در بخش 3 به تفصیل است ، قدرت گرفتن بر فرکانس های معین مشخص شده تأثیر می گذارد. از جدول 3 به وضوح می توان مشاهده کرد که با افزایش استحکام گرفتن و همگرا به سمت مقادیری که در شرایط مرزی بدون ثابت محاسبه شده اند ، به جز حالت 8. زیر 100 هرتز ، فرکانس ها فقط توسط چند هرتز متفاوت است به عنوان گرفتن ، به طور خاص کاهش می یابد. افزایش نیرو: بنابراین می توان فرض کرد که تأثیر ناچیز در این محدوده دارد. فراتر از 200 هرتز ، تغییرات نسبی بین فشار GRIP ضعیف و قوی از 0. 75 تا 8. 00 ٪ ، یعنی تغییرات فرکانس 31 هرتز برای حالت 8 است.

5. 2. در مقادیر شتاب کل

میانگین مربع ریشه شتاب (مقادیر RMS) پس از اعمال فشار گرفتن ، برای سه بازه زمانی تخمین زده می شود ، همانطور که در جدول 5 مشاهده می شود. قاب های زمانی ذکر شده است t 1 ، t 2 ، t 3 برای دامنه [0 ، 0. 005] ، [0. 010 ،0. 015] ، [0. 020 ، 0. 025]. کوچکترین مقدار RMS ، که به طور متوسط در این بازه های زمانی قرار می گیرد ، در مورد نیروی گرفتن متوسط با افزایش 31 - 32 متر بر ثانیه 2 در بازه زمانی T 1 مشاهده می شود ، که 20 ٪ از مقدار RMS را نشان می دهد. در بازه زمانی T 2 ، مقادیر RMS برای هر سه سطح نیروی GRIP فقط با 4 متر بر ثانیه 2 متفاوت است. سرانجام ، در بازه زمانی T 3 ، چنگال های قوی و متوسط مشابه هستند. با این حال ، مقدار RMS برای گرفتن ضعیف 20-23 متر بر ثانیه بالاتر است.

همچنین مشاهده می شود که هنگامی که شرکت کننده شافت را با نیروی گیر متوسط نگه می دارد ، ارتعاشات پایین تر است و مدت زمان طولانی تری برای کاهش شوک در صورت گرفتن ضعیف لازم است.

5. 3. روی دوزهای لرزان

شتاب ها در مرکز کف دست هر دست مطابق با استاندارد ISO 5349 اندازه گیری می شوند ، همانطور که در شکل 3 مشاهده می شود. بر اساس این سیگنال ها ، مقادیر دوزهای ارتعاش A H V G و A H V D برای هر دو سیستم دست چپ و راست محاسبه می شودو در جدول 6 خلاصه شده است. میانگین اختلاف 13. 6 ٪ بین این دو سیستم مشاهده می شود ، و به نظر می رسد که مناسب تر تحت تأثیر قرار می گیرد ، با میانگین مقدار 3. 05 متر در ثانیه - 2. با مراجعه به آستانه های پیشگیری (2. 5 متر · ثانیه - 2) و خطر (5 متر · ثانیه - 2) که در دستورالعمل مربوطه اروپایی گذاشته شده است [5] و با فرض هشت ساعت قرار گرفتن در معرض روزانه ، شرکت کننده باید مصرف کنداقدامات پیشگیرانه پس از 5h22 ، که از نظر ایمنی بهداشتی بسیار قابل قبول است. تأثیر مقاومت GRIP برای هر دو سیستم بازوی متوسط متوسط است ، با بالاترین تنوع مشاهده شده 0. 08 متر · ثانیه-2 ، یعنی اختلاف نسبی 1. 3 ٪. در پایان ، به نظر نمی رسد که نیروی GRIP یک پارامتر اصلی در کاهش دوزهای ارتعاش باشد.

6. بحث

آثار ارائه شده در اینجا با هدف تنظیم مجدد مدل عددی و ارزیابی تأثیر نیروی GRIP بر رفتار معین شافت ، به تجزیه و تحلیل های معین تجربی متکی هستند. مقادیر ویژه ای که در شرایط مرزی استاندارد مشخص شده اند (به عنوان مثال ، رایگان و ثابت) کاملاً با موارد موجود در ادبیات مقایسه می شوند ، حتی اگر باشگاه ها متفاوت باشند [29،30،40]. گف [41] گزارش می دهد که پوست نسبت به ارتعاشات تا 500 هرتز حساس است و حساسیت بیشتری در محدوده 100-320 هرتز دارد. پس از آن ، شرکت کننده ممکن است به سه حالت اول در هر هواپیما حساس باشد. تجزیه و تحلیل معین در مورد BCS بدون GRIP ، تأثیر محدود نیروی GRIP را در فرکانس های معین شافت برجسته می کند ، اما مورد بسیار بیشتری در میرایی است. میانگین اختلاف 1. 02 ٪ در فرکانس ها مشاهده می شود ، با دامنه 0. 00 تا 4. 22 ٪. از نظر میرایی ، میانگین اختلاف 51. 51 ٪ است و در محدوده 7. 98-82. 14 ٪ قرار دارد. حالت هفتم بیشترین تأثیر را در سطح نیروی GRIP دارد ، که نتیجه گیری هایی را که در ادبیات علمی به دست می آید تأیید می کند. تأثیر بر میرایی معین در آثار توسط Chadefaux و همکاران تأیید شده است.[32] در راکت های تنیس و آنهایی که توسط راسل [42] در خفاش های بیس بال و چوب هاکی. این مطالعات نشان می دهد که مقادیر میرایی با سطح قدرت گرفتن افزایش می یابد. با این حال ، تغییرات گسترده تری در مورد موارد خاص بیان شده است: به عنوان مثال ، Chadefaux و همکاران.[32] کاهش 15 ٪ (5 ±) بین سطح پایین و زیاد گرفتن را نشان می دهد.

مقاله حاضر نتیجه می گیرد که مقدار RMS برای یک نیروی GRIP متوسط حداقل است ، که به نظر می رسد از نظر عملکرد و راحتی بهینه است ، اگرچه همه کاربران به آن پایبند نیستند. فاربر و همکاران.[33] گزارش می دهد که آماتورها تمایل دارند که نسبت به متخصصان ، به ویژه در مرحله صعودی شافت ، نیروی گرفتن بالاتری را بر روی شافت اعمال کنند. علاوه بر این ، توسعه اپیکوندیلیت داخلی ، که مورد علاقه ارتعاشات است ، در گلف بازان آماتور (24 ٪) بیشتر از بازیکنان آماتور حرفه ای یا سطح بالا (4 ٪) بیشتر می شود [43،44]. از این رو ، همبستگی بین جمعیت آماتور و دوز ارتعاش ممکن است تا حدودی برای اپیکوندیلیت داخلی باشد.

بر اساس استانداردهای حاکم بر محاسبه دوزهای ارتعاش ، مطالعه حاضر نشان می دهد که سیستم دست راست دست (برای یک بازیکن دست راست) بیشتر از سیستم سمت چپ در معرض دید است. اختلاف زیر 1. 3 ٪ بین دوزهای ارتعاش برای هر سه سطح از قدرت گرفتن وجود دارد ، که به ما این امکان را می دهد تا نتیجه بگیریم که این یک عامل تعیین کننده در کاهش آنها نیست. با این حال ، مقدار RMS شتاب بسته به نیروی GRIP با 23 متر بر ثانیه 2 متغیر است: از این نظر ، محتوای طیفی مهم است. برای سه شدت مختلف قدرت گرفتن ، تجزیه و تحلیل طیفی در واقع نشان می دهد که 86 ٪ از محتوای طیفی در محدوده 95-110 هرتز نهفته است ، با فاصله مورد علاقه 0-400 هرتز است. با تکیه بر منحنی وزن فرکانس از استاندارد ISO 5349-2 ، محدوده 95-110 هرتز باید یک عامل وزنی 0. 1 داده شود که این عامل بیش از 100 هرتز کاهش می یابد. این روش محاسبه شکاف کوچک بین مقادیر H V را در جدول 5 توجیه می کند: وزن فرکانس دامنه اختلافات را کاهش می دهد. نتایج نشان می دهد که مدت زمان محدوده 5h22 است. با این حال ، یک گلف باز در طی این مدت در روز به لرزش مداوم ارسال نمی شود. بنابراین ، به نظر می رسد ISO5349 برای ارائه توصیه ای برای فعالیت گلف ناکافی است.

رفتار پویا شافت گلف نیز با شدت نیروی گرفتن و همچنین شرایط مرزی تغییر یافته است. علاوه بر این ، ادبیات مرتبط ذکر می کند که شرکت کننده نیروی چنگال را در طول نوسان [45] و به عنوان تابعی از فرسودگی تنظیم می کند [46]. بنابراین ، تجزیه و تحلیل ما باید با اجرای تجزیه و تحلیل معین عملیاتی (OMA) به شرایط حرکتی واقعی گسترش یابد. تجزیه و تحلیل معین عملیاتی یا تجزیه و تحلیل معین فقط خروجی [47] با جایگزینی دانش قطعی سیگنال ورودی با این فرض که ورودی تحقق یک فرآیند تصادفی ، یعنی سر و صدای سفید است ، اطلاعات مربوط به پارامترهای معین را ارائه می دهد. در مورد ما ، توپ به جای چکش شوک به عنوان هیجان انگیز استفاده می شود ، که به ما امکان می دهد نتیجه بگیریم که آیا تأثیر همان موارد خاص را مانند مواردی که در طول EMA مشخص شده است ، ایجاد می کند. به عنوان مثال ، این تکنیک در آثار موچی [48] به عنوان ابزاری برای توصیف به اصطلاح "نقطه شیرین" در راکت های تنیس ساحل استفاده می شود. علیرغم مقادیر کم MAC (0. 53 ET 0. 48) ، Eigenmodes که توسط EMA و OMA مشخص می شوند اشکال مشابهی دارند.

کار حاضر همچنین یک مدل عددی را به روز می کند که در تست های آزمایشی به روز شده است ، که قادر به شبیه سازی تماس بین توپ و سر باشگاه و محاسبه دوزهای ارتعاشی است که توسط شرکت کننده درک می شود. می توان از آن برای شروع شبیه سازی های بیشتر در مورد مواد مختلف ، هندسه ها یا مکان های دستی استفاده کرد [49]. چونگ و همکاران.[36] نتیجه گیری می کند که عملکرد مکانیکی شافت تا حد زیادی تحت تأثیر جهت گیری فیبر قرار دارد. پیترسن و مکپه [50] سر باشگاه را بهینه کرده و سرعت را با ضربه با 4. 8 متر بر ثانیه افزایش می دهند و در نتیجه فاصله شلیک 20 متر طول می کشد. تماس در مرکز سر شبیه سازی می شود بدون اینکه شکل معین شافت را در نظر بگیرد. با این حال ، مطالعات نشان می دهد که این شکل ها در شناسایی نقطه شیرین ، که مربوط به یک گره لرزش است ، چقدر مهم است [30]. برای این منظور ، انجام یک تجزیه و تحلیل معین بر روی پلاک ، امکان پالایش مدل و ارزیابی اثرات یک ضربه نابجا را فراهم می کند. سرانجام ، همچنین نشان داده شده است که بازخورد لرزش با یک ضربه نادرست همراه است [28]. یک توپ ممکن است شبیه سازی و مورد مطالعه قرار گیرد تا بتواند انرژی جنبشی آن را پس از اصابت قرار دهد ، به طور مشابه با شبیه سازی عناصر محدود که توسط پیترسن و مکپه [50] در مورد برخورد توپ و سر باشگاه انجام شده است.

سرانجام ، نتایج با یک شرکت کننده دست راست و یک باشگاه بدست می آید. برای تجزیه و تحلیل تأثیر پارامترها ، مانند مدولاسیون گرفتن سطح یا موقعیت اندامهای فوقانی ، باید یک صفحه بزرگ از شرکت کنندگان مورد بررسی قرار گیرد که شامل گلف بازان چپ و راست ، مرد و مرد است. در مورد انواع مختلف کلوپ ها نیز همین اتفاق می افتد: هندسه و مواد باشگاه نقش مهمی در خصوصیات پویا دارند و تعیین تأثیر آنها بر روی شاخص های ارتعاش مرتبط است.

7. نتیجه گیری/چشم انداز

کارهایی که در این مطالعه ارائه شده است ، به شبیه سازی عددی تماس یک توپ گلف بر روی یک کلوپ ، در تلاش برای ارزیابی ویژگی های پویا باشگاه: پارامترهای معین (eigenfrequences و eigenmodes) ، میانگین اصلی مربع مربع است. شتاب (مقادیر RMS) و دوزهای ارتعاش بیان شده از نظر استاندارد IS0 5349-2. این مدل بر اساس یک مدل به روز شده Golf Club و تجزیه و تحلیل سه سطح قدرت گرفتن است.

سه نتیجه اصلی برجسته شده است.(i) شبیه سازی امکان ادغام نقشه فشار GRIP را به صورت تجربی به دست آمده و محاسبه دوزهای لرزشی و مقادیر RMS امکان پذیر می کند.(ب) نتایج نشان می دهد که قدرت گرفتن بر پارامترهای معین باشگاه تأثیر می گذارد. Eigenfrequencies با فشار گرفتن کاهش می یابد ، در حالی که مقادیر میرایی کاهش می یابد.. استحکام GRIP یک پارامتر قابل توجه در دوزهای ارتعاش (میانگین تغییر 1. 3 ٪) نیست ، اگرچه به نظر می رسد یک روند نشان می دهد که فشار متوسط (0. 044 MPa برای شرکت کننده در این مطالعه) بهینه است.

دو کاربرد دیگر این کار تحقیق امکان پذیر است. اول ، آزمایشات باید با هدف اعتبارسنجی دوزهای لرزشی و همچنین تعیین خصوصیات معین با استفاده از تجزیه و تحلیل معین عملیاتی انجام شود: در چنین روشی ، ما ممکن است دانش را در مورد رفتار پویا باشگاه در شرایط واقعی حرکتی بهبود بخشیم. برنامه دوم در مورد شبیه سازی است و باید عمدتاً با هدف تهیه یک مدل عددی که قادر به اجرای مواد جدید یا استراتژی های چنگ زدن است ، انجام شود.

کمک های نویسنده

X. C. برنامه ریزی شده ، آزمایشات را انجام داده و نظارت بر کارهای تحقیق ، S. M. مدل عددی را طراحی کرده و آن را به روز کرد. G. K. و R. S. پیشنهادات در مورد نتایج ارائه شده و کل نسخه خطی را اصلاح کرده است.