2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of evaluation system for dynamic characteristics with two-dimensional nonlinear viscoelastic model of sport surface
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18K10869
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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) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | スポーツサーフェス / 2次元着地衝撃 / 2次元非線形粘弾性モデル / シミュレーション / 緩衝性評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，2次元非線形粘弾性モデルを用いたスポーツサーフェスの動的特性評価法の開発を行った．従来，スポーツサーフェスの特性評価としては①衝撃試験による鉛直方向の衝撃減衰率と最大変位による緩衝性能評価および②特定の条件における動的な摩擦係数の測定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に対する特性を評価していない．そこで，筆者らが開発した2次元衝撃試験と新たに開発した作用時間の長い衝撃発生装置を組み合わせることにより鉛直方向だけでなく水平方向も含めた人間の動作特性を踏まえた衝撃試験を実施し，2次元非線形粘弾性モデルによるモデル化およびパラメータ同定を行い，コンピュータ・シミュレーションによって様々な衝撃様式に対する動的特性を検討する．しかしながら，2次元衝撃試験器のセンサユニットが充分には小型化されていないため，実際の足部と比較するとかなり大きな面積でサーフェスに衝撃を与えていることが課題として挙げられる．そこで初年度はまずセンサユニットの小型化を図ることを計画した．査定額減少の為に充分な小型化には至らなかったものの，上下及び前後2方向の衝撃を同時に測定可能であることは確認できた．2年目はセンサ上部へ人間の着地衝撃を模した比較的作用時間の長い衝撃力を与えられるよう，従来の鉛直方向のみで実施していた衝撃試験機のセンサ部を2方向衝撃センサに置きかえるような改良を行った．最終年度では作用時間の長い衝撃および従来からの短い衝撃のデータを用いて広範囲な作用時間に適用可能なモデルパラメータの算出を試みたが長い衝撃時間におけるデータの精度が十分ではなかったためか充分な精度の同定には至らなかった．しかしながら，短い衝撃時間のみではパラメータ同定およびシミュレーションが行えることを確認できた．
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