| 研究課題/領域番号 |
11832004
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| 研究機関 | 千葉大学 |
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研究代表者 |
青木 弘行 千葉大学, 工学部, 教授 (20009757)
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| 研究分担者 |
寺内 文雄 千葉大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (30261887)
久保 光徳 千葉大学, 工学部, 助教授 (60214996)
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| キーワード | 人体振動 / 乗り心地 / 有限要素 / 振動シミュレーション / 三次元人体モデル / 座姿勢 / 車椅子 / 垂直加振 |
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| 研究概要 |
身体障害者への展開を基礎に置きつつ、健常者を対象とした有限要素三次元人体振動モデルの構築と、座姿勢で垂直方向に正弦加振を受けるその被験者の乗り心地の定量化を実施した。人体振動モデルの外形状は、一般的な体格を有する一被験者から、接触式の三次元形状読取装置により測定し、その三次元形状データをCAD上でソリッド化することで有限要素モデルのベースとした。このソリッド化モデルは、一般的な人体分割法に従い、関節相当部位とそれ以外の部位に分割された。分割された各部位ごとに、材料特性の異なる有限ソリッド要素によりメッシングを行い、その後に、このメッシングモデルに境界条件と荷重条件を付与することで三次元人体振動モデルを構築した。各分割部位の材料特性は、同条件下での実人体振動特性測定実験結果に従い、階層型ニューラルネットワークモデルを用いることで同定した。同定に当たっては、実測の振動伝達率と上記振動モデルによりシミュレートされる振動伝達率が一致するような材料特性を、このニューラルネットワークモデルにより推定した。同定された有限要素三次元人体振動モデルの固有振動数とそれに対応する固有振動モードをシミュレートし、実測結果と一致することを確認した。その結果、座姿勢の人体の振動モードが、2Hz、4Hzといった比較的低い周波数では垂直方向の振動が主であることに対し、6Hz、8Hzの比較的高い周波数では水平方向の振動も上下方向のそれと同程度に存在することを確認した。さらに、この振動モードの相違が、被験者の乗り心地とその被験者を支える椅子部の材料特性との相関関係に強い影響を与えていることが、乗り心地評価とこの材料物性との単相関式により明らかにすることができた。
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