Computermodellierung

• Computer Aided Design (CAD) -> Konstruktion eines Systems z.B. RAMSIS-Modell (wie hoch Sitz im Auto)

• Finite Elemente Methode (FEM) -> Berechnung von Verformung und Spannung infolge von Belastung z.B. Simulation von Stants in Blutgefäßen

• Mehrkörpersimulation (MKS) -> Berechnung der Kinematik und Dynamik von Systemen mit starren Körpern (wenn verschiedene Körper zusammenhängen z.B. Knochen & Muskel)

• CAD= Computer-aided Design

• CAE= Computer-aided Engineering (Konstruieren von Fräsen mit Schnittstelle)

• CAM= Computer-aided Manufacturing (Kunststoffeinspritzen)

• CAQ= Computer-aided Quality (Qualitätsmanagement)

CAD

• ist computerunterstützte Entwicklungs- und Konstruktionstechnik möglich

• Dadurch werden Infos bereitgestellt, wie ein gewünschtes Projekt hergestellt werden kann (Markenherstellung)

• Bsp. Golfschläger oder Rugbyball

• Athleten befragen

• CT-Bilder

• Videos Unfälle

• In vivo Messungen, z.B. bei Implantaten, Dummy Studien,

• Mathematische Modellierung = Computer Simulation

• Außenrotation /Flexion/Valgus Knie

• BIAD (Boot induced anterior draw) -> Trägheitsgesetz nach Newton

• Phantom Foot -> hinten Absetzen Ski verkantet sich

= die Lehre von menschlicher Arbeit

• befasst sich mit der optimalen Anpassung der Arbeit an die Eigenschaften und Fähigkeiten des arbeitenden Menschen

• Ziele:

  • Humanität

  • Wirtschaftlichkeit

  • Arbeitssicherheit

  • Personenbezogen: Alter, Geschlecht, Trainierbarkeit

  • Tätigkeitsbezogen: Häufigkeit, Dauer, Winkel

= die Lehre der Ermittlung und Anwendung der Maße des menschlichen Körpers

• Beeinflussende Größen:

  • Alter

  • Geschlecht

  • Tagesabhängigkeit

  • Sozialabhängigkeit + Volks-& Regionszugehörigkeit

• Immer in Perzentilangabe, z.B. 50% Perzentil -> 50% sind größer und 50% sind kleiner

= wie viel Prozent der Menschen in einer Bevölkerungsgruppe in Bezug auf ein bestimmtes Körpermaß kleiner sind als der jeweils angegebene Wert

• Mittelwert: Durchschnittswert

• Median: >50 und <50

• fleischreiche Ernährung

• kaum noch körperliche Arbeit

• weniger Infektionen im Wachstum

• veränderte Lebensbedingungen

= European New Car Assessment Programme

• Vereinigung eurp. Verkehrsministerien, Automobilicus und Versicherunsverbänden

• herstellerunabhängige Crashtest-Programm

  • Frontalaufpralltest

  • Seitenaufpralltest

  • Pfahl Test

• je nach Belastungsrichtung

• Frontal: Hybrid III

• laterale Lastfälle: Side Impact Dummys

• Heckaufprallversuche: Rear Impact Dummys

• Kinder Dummys

• Fußgänger Dummys

• Beschleunigungsmesser und Kraftsensoren in Kopf, Nacken, Brust, Wirbelsäule, Becken und Beinen

• Winkelmesser für Knie

• Winkelgeschwindigkeitsmesser für Kopf

• größer als die unteren 5% der Frauen (<152cm/54Kg)

• Bodyscanmessung mit modernen 3D-Scannertechnologie zur Bestimmung von Kleidergrößen bei Männern, Frauen und Kindern

• Körpermaße von ca. 13000 Teilnehmern

• Daten dienen der Bekleidungsindustrie sowie der technischen Ergonomie

= Rechnergeschütztes Anthropometrisch-Mathematisches System zur Insassen Simulation

-> 3D Menschenmodell zur ergonomischen Analyse von CAD- Konstruktionen

• SIMPACK

• Zur Sportgeräte-Entwicklung, um mathematische Modelle zu entwickeln

• Berechnung von Unfallsituationen

• zeigt erwartete Belastungen der Implantate auf

• Auffinden von chronischen Überlastungen der Glieder und Gelenke

• Ermöglicht Einblick in die Gelenk- und Bandbelastungen

direkt dynamisch: Kräfte werden ins Programm eingegeben -> Winkel, Drehmomente etc.

invers-dynamisch: Winkel, Drehmomente etc. -> Kräfte die auf den Körper wirken

= numerische Strömungsmechanik

• Strömungsphänomene numerisch simulieren

• Erhaltungssätze: Masse, Impuls, Energie

• z.B. Radfahren

• Berechnung der Verformung und Spannung infolge von Belastungen

• Inertialsystem

• starre und elastische Körper

• Gelenke

• Kraftelemente

• Sensoren

• System von Massenpunkten, deren Entfernungen voneinander konstant sind

• Deformation und Schwingungen werden vernachlässigt