Simulación de vibraciones humanas inducida Basado en la calificó el comportamiento peatonal en el terreno

Resumen

Un protocolo se presenta para la caracterización del comportamiento de peatones de campo y la simulación de la respuesta estructural resultante. La validación de campo demuestran que la in situ identificado la frecuencia de estimulación y la frecuencia de sincronización entre los participantes constituyen un insumo esencial para la simulación y verificación de las cargas inducidas por el hombre.

Resumen

Para esbelta y estructuras ligeras, capacidad de servicio de la vibración es una cuestión de preocupación cada vez mayor, a menudo constituyen el requisito de diseño crítico. Con diseños según la evolución dinámica bajo las cargas inducidas por el hombre, existe una fuerte demanda para la verificación y el perfeccionamiento de los modelos de carga disponibles en la actualidad. La presente aportación utiliza una técnica de rastreo de movimiento inercial 3D para la caracterización del comportamiento de peatones en el campo. La técnica se probó por primera vez en experimentos de laboratorio con el registro simultáneo de las fuerzas de reacción del suelo correspondientes. Los experimentos incluyen a las personas que caminan, así como las actividades humanas rítmicos tales como saltar y meneo. Se muestra que el movimiento registrado permite la identificación del tipo de variante de la regulación del tiempo de la actividad. Junto con el peso de la persona y la aplicación de modelos fuerza generalizada disponibles en la literatura, la frecuencia de estimulación identificado variante en el tiempo permite a characterize las cargas inducidas por el hombre. Además, la sincronización de tiempo entre los rastreadores de movimiento inalámbricos permite identificar el tipo de sincronización entre los participantes. Posteriormente, la técnica se utiliza en una pasarela real, donde se registran tanto el movimiento de las personas y de las vibraciones estructurales inducidos. Se muestra cómo el comportamiento de peatones en campo caracterizado se puede aplicar para simular la respuesta estructural inducido. Se demuestra que la in situ identificado la frecuencia de estimulación y la frecuencia de sincronización constituyen un insumo esencial para la simulación y verificación de las cargas inducidas por el hombre. Las principales aplicaciones potenciales de la metodología propuesta son la estimación de la estructura humana fenómenos de interacción y el desarrollo de modelos adecuados para la correlación entre los peatones en condiciones reales de tráfico.

Introducción

Impulsada por la demanda económica de la eficiencia y la creciente fuerza de (nuevas) Materiales, arquitectos e ingenieros están empujando los límites para construir estructuras cada vez más largo, más alto y más ligeros. Por lo general, estructuras ligeras y delgadas tienen una o más frecuencias naturales que se encuentran dentro del espectro dominante de las actividades humanas comunes, tales como caminar, correr o saltar. Es probable que sea objeto de (cercano) de excitación resonante, que a menudo son excesivamente sensibles al movimiento humano, dando lugar a vibraciones perturbadoras o incluso perjudiciales ^1. Por estas estructuras delgadas y ligeras....

Protocolo

Todos los procedimientos fueron aprobados por el comité de ética del Hospital Universitario de la Universidad Católica de Lovaina y cada sujeto dieron un consentimiento informado por escrito antes de la participación.

1. 3D Motion seguimiento: Configuración y Adquisición de Datos

1. Asegúrese de que los sensores individuales están completamente cargadas (Figura 1A). Esta etapa dura aproximadamente 1 hora, pero se puede realizar en los días anteriores a las medidas reales. Siga el protocolo de carga del fabricante.
2. Administrador de MT - Adquisición de datos ^2:
   1. Activar la conexión inalá....

Resultados

En primer lugar, se muestra cómo las aceleraciones registrados cerca de la CoM de los individuos pueden ser utilizados para caracterizar los consiguientes GRFs. Los resultados se discuten aquí para una persona que caminaba ^3. Totalmente se hacen observaciones comparables cuando las actividades humanas rítmicas, es decir, saltando y moviéndose, son considerados. Figura 7A y 7B muestran que el espectro de amplitud de las fuerzas continu.......

Discusión

El movimiento humano y GRFs resultantes se identifican generalmente por la aplicación de placas de fuerza, cintas de correr, así como la tecnología de captura de movimiento óptico tal como Vicon ¹⁸ y ¹⁹ CODA instrumentados. La aplicación de estas técnicas es, sin embargo, restringida al entorno de laboratorio. En respuesta a este inconveniente, el potencial de técnicas innovadoras que permiten la medición del comportamiento "natural" persona durante muchos ciclos repetidos e ininterrumpid.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Kit de desarrollo MTw + software MT Manager	Xsens	MTW-38A70G20-1	Kit de desarrollo con rastreadores de movimiento humano 3D inalámbricos, de alta precisión, pequeños y ligeros y correas de cuerpo completo con clic.
Sistema de medición cinética True Impulse + Sistema de adquisición y visualización de datos de captura abierta NDI NDI	Northern Digital Inc.	791028	TrueImpulse mide las fuerzas de reacción ejercidas por los seres humanos durante una amplia variedad de actividades.
GMS-24	GeoSIG Ltd	Rev. 03.08.2010	(Inalámbricos) acelerómetros para registrar las vibraciones estructurales.
		03.08.2010	Aplicación gráfica para Windows MS que se ejecuta bajo Windows 9x/NT/2000, que proporciona una interfaz de software entre los usuarios y los registradores GeoSIG GSR/GCR/GBV/GT.
Caja de herramientas PediVib	KU Leuven		Interfaz de software/caja de herramientas para simular las vibraciones estructurales inducidas por los peatones.
Metrónomo			Un dispositivo para indicar la tasa de ritmo objetivo de la actividad (las aplicaciones gratuitas están disponibles en línea para PC / computadora portátil / teléfono inteligente).