بررسی تأثیر سختی و شیب زمین بر خستگی عضلانی پای انسان حین دویدن بر اساس یک مدل جرم، فنر، میراگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Investigation of the effect of ground stiffness and slope on the human leg's muscular fatigue during running based on a Mass-Spring-Damper model
نام نخستين پديدآور
/آرش محمدی نوره
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: فناوری های نوین
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۸
نام توليد کننده
، افشاری
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۶۵ص
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
کارشناسی ارشد
نظم درجات
مهندسی نانو فناوریبیومکانیک
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۸/۰۶/۲۰
کسي که مدرک را اعطا کرده
تبریز
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
خستگی یکی از عوامل اصلی در بیماری های اسکلتی عضلانی (MSDs) است .خستگی حالتی است که وقتی بر ماهیچه عارض می شود، پس از آن ماهیچه دیگر قادر به تولید سطح مطلوب نیروی انقباضی لازم نیست .بررسی عوامل مختلف مؤثر در خستگی می تواند شدت آسیب های اسکلتی عضلانی احتمالی متناظر را حین فعالیت های مختلف فیزیکی آشکار سازد .این بررسی میصتواند در شرایط واقعی به طور آزمایشگاهی انجام شود و یا بر اساس یک مدل و توسط شبیه سازی عددی صورت گیرد .از آنجا که مطالعه آزمایشگاهی می تواند همراه با آسیبصدیدگی شخص باشد، مدل های ریاضی برای بررسی این موضوع توسعه داده شده اند .علاوه بر این، در مدل های ریاضی عوامل دخیل در خستگی پارامتر بندی میصشوند و این امکان وجود دارد که تأثیر هر پارامتر به طور جداگانه و یا در حضور دیگر پارامترها بررسی شود .در ادبیات فن مدل های زیادی برای خستگی عضلانی ارائه شده اند .برای مرور این مدل ها می توان به مقاله چابلت و همکاران (۲۰۰۹) [۱] مراجعه کرد .به طور خاص برای بررسی فعالیت ماهیچه ای پا حین دویدن مدل های مبتنی بر جرم و فنر و دمپر از دقت بالایی برای تخمین نیروی واکنش زمین و نیز توزیع نیرو و ارتعاش در عضوهای سخت) استخوان (و نرم) ماهیچه، تاندون، پوست و (... پا برخوردار هستند .یک مدل نسبتا کامل از این دسته مدل ارائه شده توسط لیو و نیگ (۲۰۰۰) [۲] است که مدل LN نامیده می شود .این مدل حرکت عضوهای سخت و نرم پا را در جهت عمودی در مرحله ی تکیه گاهی گام دویدن شبیه سازی میصکند .این مدل دارای چهار جرم است که اتصال بین جرمصها توسط فنر و دمپرهایی است که نماینده اثرات ویسکوالاستیک بافت های نرم می باشد .در مدل LN ضرائب فنر و میراگر، که نماینده ی مجموعه ماهیچه و تاندون هستند، ثابت) بدون تغییر (در نظر گرفته شد .بر این اساس فعالیت ماهیچه در هر شرایط محیطی یک شکل انجام می گیرد، که این فرض با واقعیت های فیزیولوژی سازگاری ندارد .از این رو نیکویان و زادپور [۳] با در نظر گرفتن تنظیم پذیری برای سختی فنر و ضریب میرایی، مدل ماهیچه - تاندون را به یک مدل فعال که مشخصه های ویسکوالاستیک آن قابل کنترل باشد ارتقا دادند، و نام آن را LNZN گذاشتند .در این پایان نامه مدل LNZN برای بررسی تأثیر عوامل محیطی مانند ویژگی های سفتی - نرمی کفش، سختی زمین، و شیب زمین، بر خستگی عضلانی پاها حین دویدن استفاده خواهد شد .انتخاب فرضیه مناسب که فعالیت ماهیچه را نسبت به شرایط محیطی مختلف تنظیم کند و معیاری که بروز خستگی را اندازه گیری کند از جمله بحث هایی است که در این پایان نامه ذیل مدل LNZN انجام خواهد شد .اصلاح برخی اجزای مدل و مقایسه نتیجه ی حاصل نسبت به ساختار موجود از جمله موارد بررسی در این پایان نامه خواهد بود .حاصل این بررسی ها دریافت عمیق تری از ساختار فیزیولوژیک سیستم اسکلت استخوانی و نیز دخالت سیستم اعصاب مرکزی برای تنظیم فعالیت ماهیچه در عمل دویدن به دست خواهد داد
متن يادداشت
Fatigue is considered to be one of the main causes of Musculoskeletal Diseases (MSDs). Fatigue is a condition that if occurred to the muscle, it will not be able to produce the desired level of contractile force. Investigation of different effective causes in fatigue can reveal the intensity of probable Musculoskeletal injuries during various physical activities. The investigation might be carried out in real conditions in a laboratory or based on a model and using numerical simulation. Since laboratory studies can be accompanied by the individuals injuries, therefor mathematical models for this subject investigation have been developed. In addition, in mathematical models, the involved factors in fatigue are parametrized and the feasibility of investigating each parameter separately or with other parameters is present. In the literature, several models of fatigue have been presented. To review these models we can refer to Chablet et. al. 2009 [1]. In particular, for investigating leg muscular activity during running, Mass-Spring-Damper models (MSD) have high accuracy in estimating Ground Reaction Force (GRF) and force and vibration distribution in hard (bones) and soft (muscle, tendon, skin) links. A relatively complete model in this category is the proposed model by Liu and Nigg (2000) [2] referred to as the LN model. This model simulates the movement of legs hard and soft links in vertical direction in the stance phase of running. This model contains four masses that are linked using springs and dampers that represent soft tissue viscoelastic effects. In the LN model coefficients of spring and damper, that represent a set of muscles and tendons, are considered constants. Accordingly, muscle activity takes action similarly in any environmental situation, which has no compatibility with physiological facts. Therefore Zadpoor and Nikooyan [3] with considering the adjustability of spring stiffness and damping coefficients transformed the muscle-tendon model into an active one that its viscoelastic properties are adjustable and named it the LNZN model. In this thesis, the LNZN model will be used to investigate environmental factors such as shoe stiffness or softness properties, ground stiffness and slope on leg muscular fatigue during running. Selection of a suitable hypothesis that tunes the muscle according to the environmental condition and a criterion that measures the indication of fatigue, are going to be among the covered topics in this thesis following the LNZN model. Modification of some of the model elements and the comparison of its results to the existing structure are going to be among the investigated topics of this thesis. In result of these investigations a more in-depth perception of physiological structure of a bone and skeletal system and also the intervention of Central Nervous System (CNS) for tuning muscle activity in running will be accomplished
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Investigation of the effect of ground stiffness and slope on the human leg's muscular fatigue during running based on a Mass-Spring-Damper model
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )