2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of shock attenuation evaluation method for sports surfaces by using two-dimensional impact test involving the human movement characteristics
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15K01575
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| Research Institution | Aichi University |
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Principal Investigator |
湯川 治敏 愛知大学, 地域政策学部, 教授 (40278221)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | スポーツサーフェス / 2次元サーフェスモデル / 2次元衝撃試験 / 緩衝性能評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はスポーツサーフェスの緩衝性能評価法として，従来の鉛直方向における作用時間の短い衝撃に対する緩衝性だけで無く，水平方向を加味した2次元衝撃，さらには作用時間の長い衝撃についても考慮した緩衝性能評価法の検討を行った．従来の衝撃試験による緩衝性能評価法では鉛直方向における作用時間の短い衝撃の減衰率によって評価していたが，この方法では人間の動作特性である斜め方向の衝撃やサーフェスとの接触期間全般にわたるような比較的長い作用時間を持つ衝撃力の緩衝性を評価していない.そこで，これまでに開発した2次元衝撃試験と新たに開発する作用時間の長い衝撃発生装置を用いて鉛直方向だけでなく水平方向も含めたモデル化を行い，様々な衝撃様式に対する緩衝性能を検討する方法を提案することを目的としている.
今年度は2次元衝撃試験器のセンサユニットに市販のセンサを組み込むことで5度から25度に及ぶ衝撃角度においてこれまでよりも大きな衝撃力まで高い精度での測定が出来るようになった．更に2次元モデルを開発し，その精度の検討を行った．これまで筆者らは鉛直方向1次元のサーフェスモデルとして指数関数型非線形粘弾性モデルを提唱してきた．このモデルを用いることにより単一の衝撃面積における衝撃力およびサーフェスの動特性を再現できるだけでなく，衝撃面積が変化した場合にも衝撃面積をパラメータとして一組のパラメータセットによってサーフェスの動特性を高い精度で再現できる事を示した．2次元サーフェスモデルではこのモデルを鉛直・水平の2方向に対して独立に配置し，更に衝撃角度をパラメータとして持たせることにより，鉛直・水平それぞれのパラメータセットと衝撃角度を与えることにより，様々な角度および衝撃力の推定が可能であることが確認出きた．ただ，水平方向の同定精度に比べ鉛直方向の同定精度がやや低いことが今後の研究課題として挙げられる．
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