Navigation und Service

HinweisCookies

Diese Webseite verwendet Cookies. Das ermöglicht es uns, die Webseite für Sie optimal zu gestalten und fortlaufend zu verbessern. Hier erfahren Sie mehr zum Datenschutz und Möglichkeiten zum Widerspruch.

OK

Aktives Rumpfmuskelmodell zur verbesserten Berechnung der Beanspruchung der Lendenwirbelsäule durch Ganzkörpervibration

Projektnummer: F 2070 Projektdurchführung: Wölfel - Beratende Ingenieure GmbH & Co. KG Status: Abgeschlossenes Projekt

Projektbeschreibung:

Das in früheren Projekten der BAuA bereits weiterentwickelte FInIte-Elemente (FE) - Modell des Menschen (anatomisches digitales Menschmodell) wurde um Modellkomponenten des Beines einschließlich der wesentlichen Beinmuskulatur erweitert. Speziell für den Kniebereich wurden Modelltechniken entwickelt, die eine Umlenkung von Kraftverläufen der Muskeln im Modell ermöglicht. Zudem führt die Modellierung von Gewebe im Gesäßbereich zur realistischeren Berechnung der Übertragung von Körperbeschleunigungen in den Körper bei Sitzhaltung.

Die Muskelkomponenten im bisherigen Modell wurden um Elemente erweitert, die eine zusätzliche aktive reflektorische Kraftkomponente einbringen. Somit können mit dem FE-Modell körperinterne Kraftvefrläufe und relative Verschiebungen an beliebigen anatomischen Strukturen im Modell unter Einbeziehung von Muskelreaktionen berechneten werden. Beispielhafte Berechnungen zeigen frequenzabhängig den Einfluss der Kraftentwicklung der Rumpfmuskulatur einschließlich reflektorischer Anteile auf die Beanspruchung der Wirbelsäule im Bereich der Bandscheibe bei Ganzkörpervibration. Die Simulationsrechnungen erfolgten mit einem m50-Modell in aufrechter und vorgeneigter Körperhaltung.

Für die Modellentwicklung und Validierung wurden systematische humanexperimentelle Untersuchungen mit mehreren Probanden während Ganzkörpervibration im Frequenzbereich zwischen 0,5 Hz und 11 Hz und verschiedenen Intensitäten bei 3 Rumpfhaltungen durchgeführt. Die vorhandenen umfangreichen Daten wie Kraft am Interface zwischen Simulator und Proband, Beschleunigung und Bewegung (motion capture) an verschiedenen Körperstellen der Probanden und Muskelaktivitäten von Rumpfmuskeln ermöglichen zudem eine weitergehende systematische Beschreibung des Verhaltens des Körpers während Ganzkörperschwingungen bei den untersuchten Sitzhaltungen (aufrecht, 30° vorgeneigt, 30° tordiert) und weitere Modifikationen einschließlich Validierung des Modelles. Die vorliegenden Modelle und Komponenten sind unter ABAQUS anwendbar. Für eingeschränkte Bedingungen wie Expositionsintensität und Lokalisation des Untersuchungsbereiches können für einfachere Nutzung Übertragungsfunktionen gebildet werden.

Kontakt

Fachgruppe 3.4 "Mentale Gesundheit und Kognitive Leistungsfähigkeit"

Service-Telefon: 0231 9071-2071 Fax: 0231 9071-2070