2010 Fiscal Year Annual Research Report
有限要素解析によるスウィング特性を考慮したゴルフクラブの性能評価法の確立
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21700615
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田中 克昌 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教 (90313329)
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| Keywords | スポーツ工学 / 有限要素解析 / 衝撃工学 / ゴルフインパクト / ゴルフスウィング / 高速度撮影 |
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| Research Abstract |
本研究は,シャフトによるヘッドの拘束がボールの打ち出し(速度,角度,スピン量)に与える影響について明らかにするとともに,スウィング中のクラブ挙動とインパクトによるボールの打ち出しを表現できる有限要素(FE)モデルを構築することにより,スウィング特性を考慮したゴルフクラブの性能評価法を確立することを目的としている.本年度は,昨年度の成果を踏まえて,二次元スウィング運動を表現するFEモデルを構築し,そのモデルを用いた解析から,インパクト後のボールの打ち出しを指標としてクラブの性能を評価する方法を構築することを中心に研究を行った.
まず,クラブヘッドを模擬した中空体にシャフトを取り付けたクラブを用いて,昨年度実施したスウィング実験において撮影した高速度ビデオカメラ画像から,スウィング中のクラブのグリップ部の運動を算出し,スウィングを表現するための入力データを取得した.この入力データを,昨年度構築したクラブのFEモデルに適用することにより,スウィングからインパクトまでのFE解析を行った.そして,この解析結果は,スウィング中のシャフトの挙動およびボールの打ち出しの両方において実験結果とよく一致した.このことから,クラブとボールのFEモデルがスウィングからインパクトまでの挙動を高い精度で再現できること,またスウィングを表現する手法が適切であることが示された.
次に,構築した解析モデルを用いてボールの衝突位置を変化させた解析を行い,ボールの打ち出しを指標として,その分布をクラブヘッドの衝突面上にマッピングすることによってクラブの性能を評価する方法を提案した。衝突位置の変化によるマップの傾向はヘッドのみとの反発を考慮した場合と異なっており,本モデルによる結果からスウィングを考慮してクラブを評価する有効性を示すことができた.
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