Kontaktní úloha prostorového dvojkyvadla

Abstract

Práce se věnuje kontaktním problémům biomechanických systémů modelovaných pomocí přístupu multibody. Příkladem je modelování nárazu lidského těla do infrastruktury. Práce se nejprve věnuje algoritmům pro detekci kolize a pro výpočet minimalní vzdálenosti. V práci je popsána analytická metoda využívající tečné roviny rovnoběžné s původní. Hertzův model, model pružina-tlumič a model s nelineárním tlumením jsou využity pro aproximaci kontaktní síly, generované srážkou těles. Dále je aplikován proces numerické optimalizace na příkladu skákajícího míčku. Rozdíl mezi k rivkami simulace a experimentu je minimalizován za účelem nalezení řešení, které se bude nejlépe blížit danému experimentu. Výsledkem optimalizace jsou příslušné parametry všech třech modelů kontaktní síly. Pro odvození pohybové rovnice dvojkyvadla je využito Lagrangeových rovnic druh eho druhu. Vektor zobecněných sil zahrnuje sílu vzniklou v případě impaktu. Možné aplikace do oblasti biomechaniky, jako je pohyb horní končetiny a impaktor lidské nohy jsou ukázány za účelem motivace k dalšímu vývoji.