テニスにおける衝突諸量の非線形解析とラケットの性能予測

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07805025
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: Saitama Institute of Technology
• Principal Investigator: 川副 嘉彦 埼玉工業大学, 工学部, 教授 (00102898)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 巨 東英 埼玉工業大学, 工学部, 講師 (10255143) ; 金谷 恵次 埼玉工業大学, 工学部, 教授 (90161166)
• Keywords: 機械力学 / スポーツ工学 / テニスラケット / 衝突 / 反発係数 / 衝撃 / 振動 / 接触時間

Research Abstract

ボール,ストリングスの荷重-変形特性,ラケット・フレーム(ラケットヘッドと称する)を固定した状態でのボールとストリングスの反発実験データ,ラケットの剛体運動および振動特性に関する実験低同定法などの基本的な検討に基づついて,
(1)ボール・ストリングスを非線形1自由度系に近似し,フレームを段付はりモデルで近似して,有限要素法を用いて衝突解析を行い,ラケット・ハンドル部の境界条件が反発特性にはあまり影響しないという実験結果を波動力学解析により説明することができた.
(2)人間の手でラケット・ハンドルを握る場合のモデルを検討した.
(3)非線形衝突解析(力積,反発係数,接触時間など)およびラケットの性能予測(反発性能,手に伝わる衝撃・振動など)に関する理論をまとめた.
(4)ラケットの物理特性を実験的に同定するプログラムおよびラケットの縦の中心線上で衝突する場合の計算プログラムをほぼ完成させた.
上記のプログラムを使って種々のラケットの物理特性を実験的に同定し,ラケットの使用状況における(ボールの衝突前の速度やスイングの速さが異なる場合の)性能予測を試みた.
これらの結果については,一部すでに研究発表をおこなった.

Research Products

• [Publications] 川副嘉彦: "手で支持したテニスラケットの実験的同定とボールとの衝突における振動振幅の予測" 日本機械学会論文集. 第61巻C編. 1300-1307 (1995)
• [Publications] 川副嘉彦: "テニスのインパクトにおけるボール・ストリングス・フレームの相互作用" 日本機械学会 機械力学・計測制御講演会講演論文集. No.95-8(1). 191-194 (1995)
• [Publications] 川副嘉彦: "テニスのフォアハンド・ドライブにおける手首間接・肘関節の衝撃振動(ラケット特性に基づく加速度実測波形の考察)" スポーツ工学シンポジウム講演論文集. No.95-45. 28-32 (1995)
• [Publications] 川副嘉彦: "テニスにおける非線形衝突問題の近似解析(衝突諸量と衝撃反力)" 第8回計算力学講演会講演論文集. No.95-4. 235-236 (1995)
• [Publications] 川副嘉彦: "衝突現象を考慮したテニスラケットの性能予測(総質量および質量分布の異なる超大形サイズ・ラケットの性能比較)" 精密工学会春季大会講演論文集. 879-880 (1996)
• [Publications] 川副嘉彦: "衝突現象を考慮したテニスラケットの性能予測(同一質量でサイズの異なるラケットの性能比較)" 精密工学会春季大会講演論文集. 881-882 (1996)