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2010 年度 実績報告書

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

研究課題

研究課題/領域番号 21700615
研究機関東京工業大学

研究代表者

田中 克昌  東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助教 (90313329)

キーワードスポーツ工学 / 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
研究概要

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.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2010

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] 有限要素解析によるゴルフクラブ特性がボールの反発特性に与える影響の解明2010

    • 著者名/発表者名
      田中克昌, 寺西幸弘, 宇治橋貞幸
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編

      巻: 76 ページ: 3343-3349

    • 査読あり
  • [学会発表] Experimental and finite element analyses of a golf ball colliding with a simplified club during a two-dimensional swing2010

    • 著者名/発表者名
      Katsumasa Tanaka
    • 学会等名
      8th Conference of the International Sports Engineering Association
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2010-07-14

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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